Sorpcja związków $As$(III) na rudach darniowych

Abstract

Celem pracy była ocena zdolności sorpcyjnych rud darniowych względem związków $As$(III). Zbadano wpływ stężenia początkowego $As$ (0.01–20 mM) i pH początkowego (2–12) na sorpcję $As$(III) oraz konkurencyjność sorpcyjną związków $As$(III) i $As$(V). Oceniono konkurencyjność sorpcyjną kationów $Cu$(II), $Pb$(II), $Zn$(II), $Cd$(II) współwystępujących w roztworze, natomiast siła wiązań pomiędzy arsenem, a sorbentem została oszacowana w badaniu desorpcji. Wyniki pokazały, że w przypadku każdej rudy, sorpcja $As$(V) była znacznie niższa niż sorpcja $As$(III). Dla $As$(III) najlepszym sorbentem okazała się próbka ze Strzyżewa, natomiast dla $As$(V) próbka z Biadaszek. Proces usuwania arsenu z roztworów wodnych przebiega najskuteczniej przy średnich stężeniach jonów arsenu, w warunkach lekko kwaśnego i obojętnego pH oraz przy średnich stężeniach jonów $As$(III) (0,25-1 mM). Analiza konkurencyjności sorpcyjnej wykazała, że obecność innych składników wpływa znacznie na sorpcję jonów arsenu, przy czym wpływ ten jest silnie uzależniony od typu sorbentu oraz stężenia jonów obecnych w roztworze. Wyniki eksperymentu desorpcji wykazały, że jony arsenu silnie wiążą się z powierzchnią, możliwe jest odzyskanie nie więcej niż 50% sorbatu. Wyniki przeprowadzonych badań pokazują, że zdolności sorpcyjne rud darniowych względem związków arsenu są wysokie, jednak niemożliwe jest wykazanie wyraźnych zależności pomiędzy składem próbek, a ich zdolnościami sorpcyjnymi.

The aim of the study was to investigate $As$(III) and $As$(V) adsorption and desorption by bog iron ores. In experiments the influence of various factors on adsorption were studied, including initial $As$ concentrations (0.01–20 mM), initial pH values (2–12), competitive adsorption of $As$(III), $As$(V), $Cu$(II), $Pb$(II), $Zn$(II) and $Cd$(II). The bonding strength of $As$ with bog iron ore surface was estimated on the basis of three-step desorption experiments. The results showed that arsenic sorption depends on its oxidation state – for all cases sorption of $As$(V) was lower, than sorption of $As$(III). The highest amount of $As$(III) was sorbed by Strzyżew sample, while highest amount of $As$(V) was sorbed by Biadaszki sample. Sorption was the most effective at medium initial concentrations of arsenic (0,25-1 mM), at slightly acidic and neutral pH. The result of competitive sorption experiments revealed, that occurrence of several ions in the solution significantly effect on the sorption effectiveness. Desorption of arsenic by foreign ligands resulted in extraction of less than 50% of absorbed $As$(III) and $As$(V). This study shows that bog iron ores are very good arsenic sorbents, but there are not simple correlations between mineralogy and sorption capacity.