An assessment of the sorption capacity of selected cohesive soils from the Lower Silesia (Poland) in relation to Cd and Pb with a view of the soils' application in the waste landfills sealing
K. Choma-Moryl 1  
,   M. Rinke 1  
 
More details
Hide details
1
Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2005;21(2):69–82
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The investigations were concentrated on the assessment of the sorption capacity of various clays against Cd and Pb. The samples were collected from Tertiary and Quaternary clays from 6 selected deposits within the Lower Silesia and represented three mineral groups (smectite, kaolinite and poly-mineral clays) characterised by the following properties: clay fraction content from 12 to 56% CEC from 8.7 to 72.8 meq/100g, specific surface from 7 to 149 m2. In the analysis of the metals sorption the BATCH method was applied and the parameters were as follows: the suspension density 10 g/l and initial metals concentrations: 0.5 mg/l, 1.0 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l and 20 mg/l in distilled water and landfill leachate. The investigations results imply that the highest sorption capacity in relation to metals is represented by soils with the highest CEC values and the largest specific surface (i.e. the soils from Krzeniów). The investigations pointed also to the influence of the metals species form and the ionic strenght of the solution on the sorption process. The sorption capacity of soils mainly depends on their mineral composition, whereas the grain-size composition is of a lesser importance. In the case of 4 of the soils investigated, the sorption capacity for lead was higher than that for cadmium, whereas for the other two soils, the order was reverse, which may be due to a different mineral composition of these samples. In the case of the sorption of metals from leachates with the concentration of 20 mg/l the soils were close to the state of saturation - this holds mostly for the soils characterised by a lower CEC value.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Ocena możliwości sorpcyjnych Cd i Pb przez wybrane grunty spoiste z terenu Dolnego Śląska (Polska) w aspekcie ich wykorzystania do uszczelnienia składowisk odpadów
sorpcja metali, grunty spoiste, składowisko odpadów
Przeprowadzone badania dotyczyły oceny możliwości sorpcyjnych ołowiu i kadmu przez trzeciorzędowe i czwartorzędowe iły i gliny z sześciu wybranych złóż na Dolnym Śląsku. Próby należą do trzech grup mineralnych (iły smektytowe, kaolinitowe oraz polimineralne), charakteryzują je: zawartość frakcji iłowej w granicach 12-56%, wartości CEC od 8,7 do 72,8 meq/100g, powierzchnia właściwa od 7 do 149 m2. Do analizy sorpcji metali zastosowano metodę BATCH o gęstości zawiesiny 10 g/l i stężeniach początkowych metali: 0,5 mg/I, 1,0 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l i 20 mg/l w wodzie destylowanej i w odciekach ze składowiska odpadów. Wyniki badań wykazały, że najwyższą zdolność sorpcyjną metali wykazują grunty o najwyższych wartościach pojemności wymiany kationowej i powierzchni właściwej (z Krzeniowa), a na proces sorpcji wpływ ma forma występowania metali oraz siła jonowa roztworu. Zdolność sorpcyjna gruntów uzależniona jest przede wszystkim od ich składu mineralnego, mniejsze znaczenie odgrywa skład granulometryczny. Dla czterech analizowanych gruntów zdolność sorpcji ołowiu była wyższa niż kadmu, dla dwóch porządek ten był odwrotny, co wynika z odmiennego składu mineralnego tych prób. Przy sorpcji kadmu z odcieków o stężeniu metali 20 mg/l grunty są bliskie osiągnięcia stanu nasycenia, zwłaszcza grunty o niższej pojemności wymiany kationowej.
 
REFERENCES (24)
1.
Al-Shukry , 1993 — Determination de la pollution des sediments d’un cours d’eau par des métaux lourds (Cu, Zn, Cd, Pb, Ni). Etude de leur accumulation et de leur relargage: role du pH, de la temperature et de la composition du sediments. These, 28 mai 1993, N° d’ordre: 29—1993.
 
2.
Bieniewski J., 1966 — Powstanie i rozwój serii węgla brunatnego w polskiej części niecki Żytawskiej. Geol. Sudetica, vol. II, Warszawa.
 
3.
Bilitewski Br., Hardth G., Marek Kl., 2003 — Podręcznik gospodarki odpadami; teoria i praktyka. Wyd. Seidel Przywecki, Warszawa.
 
4.
Bourg A.C.M., 1983—Modelisation du comportement des metaux traces a l’interface solide—liquide dans le systemes aquatiques. These de doctorat d’etat, Uniwersytet w Bordeaux I, ou Document de BRGM N° 62, Editions du BRGM.
 
5.
Bourg A.C.M., 1988—Metals and Terrestrial Systems: Sorption Speciation, and Mobilisiation, Chemistry and Biology of Solid Waste. Springer-Verlag.
 
6.
Bourg A.C.M., 1989 — Adsorption of Trace Inorganic and Organic Contaminants by Metodologies. Vol. 1, CRC Press, Inc Boca Raton, Florida.
 
7.
Bourg A.C.M. and Bartin C., 1993 — Trends in the Heavy Metal Content (Cd., Pb, Zn) of River Water Into an Alluvial Aquifer. Environmental ScienceTechnology vol. 27, No 4.
 
8.
Choma-Moryl K., 2004 — Badania wybranych gruntów spoistych z terenu Dolnego Śląska jako uszczelnień składowisk odpadów komunalnych. Acta Univer. Wr. nr 2599, Hydrogeologia.
 
9.
Christensen H., Bjerg P.L., Heron G., Williams G.M., Higgo J.J.W., Bourg A.C.M., Altmann R. C., 1994 — Factors controlling the migration and attenuation of priority pollutants in landfill pollution plumes. Commission of the European Communities, Contract No. Step CT 90069 Final Raport.
 
10.
Czapowski G., Kasiński J.R., 2002 — Facje i warunki depozycji utworów formacji poznańskiej. Przegląd Geol. nr 3.
 
11.
Dearlove J.P.L., 1993 — Geochemical interaction processes between landfill clay liners and leachate. Geoconfine 93, Arnould, Barres and Come (eds) Balkema, Rotterdam, pp. 33—37.
 
12.
Grabowska-Olszewska B., 1990 — Metody badań gruntów spoistych. Wyd. Geol., Warszawa, wyd. II, p. 294.
 
13.
Jensen D.L., and Christensen T.H., 1997 — Speciation of Heavy Metals in Landfill Leachate. Procedings Sardinia, Si th International Landfill Symposium, Cagliari, Italy, 13—17 october.
 
14.
Kyzioł J., 1995 — Minerały ilaste jako sorbenty metali ciężkich. Polska Akademia Nauk, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska, Komitet Inżynierii Środowiska, Prace i Studia nr 43, ZN im. Ossolińskich, Warszawa–Kraków.
 
15.
Mull, Handbuch , 1984 — E. Schmidt Verlag Lfg. IV/84, Kennzahl 4587, Berlin–Bielefld.
 
16.
Myślińska E., 1999 — Laboratoryjne badania gruntów. PWN, Warszawa.
 
17.
Rinke M., 1999 — Migration de la pollution minerale dans les sols sous les decharges d’ordures menageres: etude de cas. Praca doktorska. pp. 254, Uniwersytet w Limoges (Francja).
 
18.
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 marca 2003 roku w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia, jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów (Dz.U. nr 61, poz. 549).
 
19.
Salomons W. and Stigliani W.M. (Eds), 1995 — Biogeodynamics of Pollutants in Soils and Sediments. Risk Assesment of Delayed and Non-Linear Resposner, pp. 160, Springer.
 
20.
Sergeev V. I., Shimko T.G., Kuleshova M.L., Skvaletsky M.E., 1993 — Procedure of investigatin a subsoil layer as a geochemical barrier for heavy metals. Geoconfine 4. Arnould, Barres and Come (eds) Balkema, Rotterdam, pp. 33—37.
 
21.
Serpaud B., Al-Shukry R., Casteignau M., Matejka G., 1993 — Adsorption des metaux lourds (Cu, Zn, Cd. et Pb) par les sediments superficiels d’un cours d’eau: role du pH, de la temperature et de la composition du sediment. Science de l’eau 7, pp. 343—385.
 
22.
Wagner J.F., 1993—Conception of a double mineral base liner. Geoconfine 93, Arnould, Barres and Come (eds) Balkema, Rotterdam, pp. 33—37.
 
23.
Velde B., 1990 — Introduction to clay minerals. Marine Minerals in Exclusice economic Zones, David S. Cronen, hardback p. 228, Chapman, Hall.
 
24.
PN-86/B-24080 — Grunty budowlane. Określenie, symbole, podział i opis gruntów.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953