Adsorpční procesy Cr(VI) v syntetické směsi půdních minerálů

Bc. Edita Pehová

Master's thesis

Cr(VI) adsorption to synthetic mixture of soil minerals

Abstract:

Cr(VI) se z hlediska své toxicity řadí mezi látky, které mají negativní vliv na životní prostředí. Poznání procesů, které určují mobilitu, speciaci a tím zároveň i toxicitu Cr, výrazně napomáhá předcházení negativních účinků tohoto kontaminantu v půdách, vodách nebo atmosféře. Tato diplomová práce se zabývá mechanismem adsorpce Cr(VI) na směs vybraných půdních minerálů, křemene, kaolinitu a ferrihydritu, která byla vytvořena na základě mineralogického a chemického složení reálné kontaminované půdy. Hlavním cílem bylo testovat vybraný povrchový komplexační model DLM (diffuse layer model), který by byl schopný zachytit proces adsorpce Cr(VI) v přirozeném heterogenním systému. Testován byl přístup přidávání komponentů CA (Component additivity approach). Adsorpční experimenty Cr(VI) byly provedeny při třech různých koncentracích Cr(VI) (10-4, 10-5, 10-6) jako funkce pH v závislosti na iontové síle elektrolytu na pozadí. Získaná data byla použita při tvorbě adsorpčních hran a testování DLM. Výsledky potvrdily, že adsorpční chování Cr(VI) ve vytvořené směsi rozšířených půdních minerálů je kontrolované především přítomností (oxy)hydroxidů Fe. Využívání mechanistických povrchových komplexačních modelů při modelování adsorpce na minerální směsi smíchané v poměrech odpovídajících reálnému zastoupení minerálních fází v půdách může být vhodným nástrojem predikce procesů zodpovědných za transport a zadržování Cr(VI) v půdě.

Abstract:

Due to its toxicity, the Cr(VI) is known as a substance with negative effects on the environment. Understanding of Cr mobility, speciation and its toxicity helps to prevent negative impacts of this contaminant in soils, natural waters and atmosphere. This diploma thesis deals with a mechanism of Cr(VI) adsorption on to mixture of selected soil minerals as quartz, kaolinite and ferrihydrite based on mineralogical and chemical composition of the real contaminated soil. Main goal of diploma thesis is to test the selected surface complexation model, the DLM (diffuse layer model), which could be able to capture the process of Cr(VI) adsorption in natural heterogenic systems like soils. Component additivity approach (CA) was tested. The adsorption experiments were performed with three different concentrations of Cr(VI) (10-4, 10-5, 10-6) as a function of pH at different ionic strengths. Obtained data were used for modelling of adsorption edges and for DLM testing. Results confirmed, that Cr(VI) adsorption in synthetic mixture of enlarged soil minerals, is controlled mainly by presence of Fe-(oxy)hydroxides. The mechanistic surface complexation models used for modelling of Cr(VI) adsorption onto synthetic mineral mixtures, based on real mixed ratios of representative mineral phases in soils, can be useful for prediction of processes responsible for transport and retention of the Cr(VI) in soils.

Keywords

Cr(VI), adsorpce, povrchové komplexační modely, vícesložková směs půdních minerálů

Keywords

Cr(VI), adsorption, surface complexation models, mixtures of soil minerals

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Veronika Veselská, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Engineering Ecology / Nature Conservation