Použití kombinace biocharu a syntetického oxidu manganu (AMO) ke snížení transportu Pb a Zn v kontaminované půdě

Bc. Zdeněk Soldán

Master's thesis

Utilization of biochar and amorphous manganese oxide (AMO) combination to reduce transport of Pb and Zn in contaminated soil

Abstract:

Hlavním cílem této diplomové práce bylo posoudit účinnost kombinace sorbentů AMO (amorfní oxid manganu) a biocharu na snížení mobility rizikových kovů, konkrétně olova a zinku, v kontaminované půdě. Účinnost sorbentů byla zkoumána pomocí vsádkových a kolonových experimentů, kde byla vždy zhotovena varianta se samostatnou kontaminovanou půdou a varianta s půdou ošetřenou sorbenty. Oběma typy experimentů bylo prokázáno, že kombinace AMO+BC signifikantně zvýšila sorpční účinnost půdy pro studované kovy a snížila mobilitu kovů v půdě (p-value < 0,01), efektivnější bylo toto ošetření půdy pro sorpci olova než pro sorpci zinku. Sorpční maximum pro olovo během vsádkových experimentů bylo zvýšeno ze 79,7 mmol/kg na 111,3 mmol/kg a celkové množství olova vylouhovaného z kolony během kolonových experimentů bylo po stabilizaci sorbenty sníženo z téměř 1900 mg na zhruba 60 mg. Tyto výsledky byly potvrzeny i pomocí modelu transportu kovů zhotoveného v programu HYDRUS-1D, kde dle modelu pro kontrolní kolonu byla půda schopna nasorbovat zhruba poloviční množství aplikovaného roztoku kovu, zatímco ošetřená půda dle modelu zachytila téměř veškeré množství kovu aplikovaného v roztoku.

Abstract:

The main aim of this master's thesis was to assess the efficiency of the combination of sorbents AMO (amorphous manganese oxide) and biochar to reduce the mobility of trace metals, specifically zinc and lead, in the contaminated soil. The efficiency of the sorbents was investigated by batch and column experiments. Samples with contaminated soil and samples with soil treated by sorbents were made in both variants of experiments. The AMO+BC combination significantly increased sorption efficiency of soil for both metals and decreased the mobility of these metals in soil in both types of experiments (p-value < 0,01). This treatment proved to be more effective for lead sorption. Sorption maximum for lead was increased from 79,7 mmol/kg to 111,3 mmol/kg during batch experiments and the total amount of lead leached from column during column experiments was decreased after sorbents stabilization from almost 1900 mg to approximately 60 mg. These results were also confirmed by a metal transport model made using HYDRUS-1D. The control column model showed that the soil was able to sorb approximately half the amount of applied solution of metal, whereas treated soil was able to sorb almost the whole amount of metal applied in solution.

Keywords

sorbent, toxické kovy, sorpční izoterma, hydropedologický a geochemický model, biodostupnost kovů

Keywords

hydropedological and geochemical model, sorbent, toxic metals, sorption isotherm, bioavailability of metals

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Lukáš Trakal, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Science

Master programme / field:
Landscape Engineering / Environmental Modelling