Przeglądaj wg Autor "Pawelec, Krzysztof"

Teraz wyświetlane 1 - 1 z 1
  • Miniatura
    PozycjaOpen Access
    Wiązanie fosforanów w odciekach z osadów ściekowych na sorbentach hydrożelowych w aspekcie ich przyrodniczego wykorzystania
    (Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2021) Pawelec, Krzysztof; Siwek, Hanna promotor; Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa; Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa
    Wzrost produkcji żywności zwiększa zapotrzebowanie na stosowanie nawozów, w tym nawozów fosforowych. Zasoby fosfo1ytów i apatytów są nieodnawialne, szacuje się, że ekonomicznie opłacalne złoża fosforu mogą zostać wyczerpania w ciągu 60 - 240 lat. Fosfor jest rozpraszany do środowiska w każdym ogniwie łańcucha pokarmowego człowieka powodując jedno z największych zagrożeń wód powierzchniowych jakim jest ich przyspieszona eutrofizacja. Negatywne skutki nadmiernego wyczerpywania i rozpraszania fosforu można ograniczyć poprzez jego recykling z ciekłych odpadów np. z ścieków komunalnych i produktów ich przetwarzania. Do pozyskania fosforu w fazie wodnej można wykorzystać proces adsorpcji. Proces ten prowadzony z roztworów wieloskładnikowych , jakimi są ścieki komunalne może wiązać się z adsorpcją innych często niepożądanych składników np. metali toksycznych. Adsorpcja jest tanią i efektywną metodą, która pozwala na powtórne wykorzystanie adsorbentu wraz z zaadsorbowanym fosforem np. w produkcji roślinnej. Taki adsorbent powinien charakteryzować się selektywnością adsorpcji i biodegradowalnością. Wymagania te spełniają adsorbenty alginianowe np. i1mowacyjne adsorbenty alginianowe sieciowane jonami żelaza(III) (Alg/Fe). Celem badań była ocena wpływu aktywacji jonami żelaza toberm01ytu na adsorpcję jonów fosforanowych w środowisku wodnym oraz zbadanie adsorpcji tych jonów i jonów metali toksycznych: Cu2+, Cd2+, Pb2+ i Zn2+ na adsorbencie Alg/Fe w odciekach powstających podczas odwadniania osadu ściekowego (WO). W układach wieloskładnikowych oceniono konkurencyjność adsorpcji, badano kinetykę adsorpcji i wyznaczano izotermy tego procesu w różnych układach wodnych wzbogaconych w jony fosforanowe i jony metali: Cu2 +, Cd2+, Pb2+ i Zn2+. Następnym celem były badania wstępne nad możliwością rolniczego wykorzystania adsorbentu Alg/Fe wzbogaconego jonami fosforanowymi z WO (Alg/Fe/P). Badano wpływ preparatu nawozowego Alg/Fe/P na wzrost i skład chemiczny rośliny modelowej życicy wielkokwiatowej (Lolium multfiorum Lam.) odmiany Tmtetra w porównaniu z nawożeniem mineralnym (superfosfatem). Przeprowadzono dwuczynnikowe doświadczenie wazonowe, czynnikiem pierwszego rzędu była dawka fosforu, natomiast czynnikiem drugiego rzędu był rodzaj nawozu fosforowego. Pierwsze koszenie przeprowadzono po 8 tygodniach, a dwa kolejne po sześciu. Zmierzono wybrane cechy morfologiczne (długości liścia i łodygi , szerokości liścia) i plon (świeżą i suchą masę) zebranych roślin oraz oznaczono wybrane mikro i makroskładniki w roślinie i w glebie. Przeprowadzone badania wykazały , że jony fosforanowe wykazuj ą porównywalne powinowactwo sorpcyjne do zeolitu nieaktywowanego i aktywowanego żelazem. Aktywacja zeolitu żelazem zwiększyła jego pojemność sorpcyjną o 25% i jednocześnie zmniejszyła siłę jego adsorpcji. Adsorbent Alg/Fe w WO wykazał największą pojemność sorpcyjną do jonów Cu2+, była ona prawie dwukrotnie większa w porównaniu do adsorpcji pozostałych badanych metali. Składniki WO zwiększały adsorpcję jonów metali. Wyjątkiem były jony Pb2+, które konkurowały ze składnikami tej wody, prowadz ą c do czterokrotnego zmniejszenia adsorpcji w porównaniu z procesem prowadzonym w wodzie destylowanej wzbogaconej w adsorbowane jony metali. Badanie konkurencyjności adsorpcji jonów fosforanowych i metali przez Alg/Fe wykazało , że adsorpcja jonów fosforanowych w wodzie destylowanej wzbogaconej w jony fosforanowe i jony metali (WD_PM) była efektywniejsza w porównaniu z adsorpcją z roztworu tych jonów przygotowanych w WO (WO_PM). Dodatek metali aktywował adsorpcję jonów fosforanowych , na co wskazuje istotnie wyższa waitość adsorpcji w WD_PM w porównaniu do adsorpcji z wody destylowanej wzbogaconej jedynie w jony fosforanowe (WD_P). Adsorpcja jonów fosforanowych na Alg/Fe w WO_PM była znacznie mniejsza w porównaniu z adsorpcją w odcieku z samymi jonami fosforanowymi (WO_P). Powinowactwo jonów metali do adsorbentu Alg/Fe kształtowało się następująco Pb2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+ w WD PM oraz Cu2+>Pb2+>Cd2+>Zn2+ w WO PM. Nawożenie nawozem mineralnym i preparatem Alg/Fe/P dało zbliżone plony życicy wielokwiatowej , uzyskano także podobne zawaitości makro- i mikroelementów w roślinie i w glebie. Rośliny nawożone Alg/Fe/P miały wyższy poz10m zawartości Fe2+ Cu2+. W związku z tym, że adosrbent Alg/Fe adsorbuje również metale ciężkie zaleca się zastosowanie ich do sorpcji jonów fosforanowych z roztworów zawierających bardzo małe ilości metali toksycznych np. ze ścieków kom unalnych z nieuprzemysłowionego obszaru. Zrealizowane badania podążają za globalnym trendem równoważnego rozwoju. Otrzymane wyniki wskazują możliwość zastosowania adsorbentu alginianowego sieciowanego jonami żelaza(III) do oczyszczaniu wody odciekowej z przeróbki osadu ściekowego oraz użycia jako preparatu nawozowego w hodowli roślin. Wydaję się też konieczne jest kontynuowanie badań związanych z wykorzystaniem tego adsorbentu do recyklingu fosforu w środowisku naturalnym.