de.mpg.escidoc.pubman.appbase.FacesBean

Post

 
 Vis
  Soil wash extraction of copper and arsenic from polluted soil
Item is

Ophav

 Ophav:
Poulsen, Sarah Høyer1, Forfatter
Holm, Peter E.1, Vejleder
Rasmussen, Signe B.1, Vejleder
Tilknytninger:
1Det Biovidenskabelige Fakultet, København, Danmark, diskurs:7002              
skjul Ophav
Vis Ophav

Indhold

Ukontrollerede emneord: -
 Abstract: Copper (Cu) and arsenic (As) contaminated soils are a worldwide problem. Remediation of metal contaminated sites can be challenging, because metals are non-degradable and accumulates in soils and biota. Remediation methods of metal polluted sites are often expensive or time consuming. Ex situ soilwashing is a remediation method that has received increased attention the last two decades, because high removal efficiencies of metals have been described.The purpose of this master’s thesis was to investigate the extraction of Cu and As from contaminated sites by ex situ soil washing. The soil wash experiments were carried out as multi-step batch extractions. Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (synthetic chemical), citrate (naturally produced by organisms) andhumic substances (HS) (freeze-dried lake water) were used as extraction agents. A soil heavily polluted with Cu and As from chromated copper arsenate (CCA) and two moderately polluted soils with As were used. A more specific purpose was to investigate the extraction mechanisms of Cu and As from soil and to quantifythe bioavailable fraction of Cu and As with optimized metal specific whole-cell bacterial biosensors (Pseudomonas fluorescens DF57-Cu15 and Escherichia coli pJAMA-arsR). The effects of different concentrations of extraction agents and pH values on the release of Cu and As from contaminated soils were tested. In the CCA polluted soil, increased concentration of extraction agents in the range 10-50 mM C resulted in an increased extraction of Cu and As. Increased pH values in the range pH 4-8 resulted in a decreased extraction of Cu and As. Extractions of As from the moderately As polluted soils were below detection limit. The maximum Cu extraction efficiency for the CCA polluted soil was observedby EDTA (97 % of total Cu) followed by citrate (81% of total Cu) and HS (49 % of total Cu). The maximal extraction of As was observed by citrate (88 % of total As), followed by EDTA (85 % of total As) and HS (43 % of total As). Multi-step extraction for CCA polluted soil by EDTA and citrate (25 and 50 mM C) resulted in a final Cu concentration lower than the quality criteria set by the Danish Environmental Protection Agency (500 mg Cu/kg soil), whereas the multi-step extractions with HS did not reduce the Cu concentration to a value below the quality criteria. None of the used extraction agents were able to reduce As concentration in the soils to below the As quality criteria set by the Danish Environmental Protection Agency (20 mg As/kg soil).A positive correlation between levels of extracted As and iron (Fe) and between levels of extracted As and aluminum (Al) was observed in the soil washing experiments. This indicates, together with sequential extraction results, that extraction of As was a result of dissolution of As containing Fe- and Al-oxides. Aswas mobilized as dissolved As (< 3kDa) or as particles (> 0.2µm), when extracted by HS. The bioavailability of Cu was clearly reduced in soil washed with 10 mM C EDTA, 10 mM C citrate and 10 mM C HS compared to unwashed soil. The lower bioavailability was also seen in the results from sequentialextraction, where mobile and ligand exchangeable fractions were almost eliminated in soil washed with EDTA and citrate. The bioavailable As was not possible to quantify, because the performance of the As specific biosensor was not optimal.
 Abstract: Kobber (Cu) og arsen (As) forurenede jord udgør et verdensomspændende problem. Oprensning af metal forurenede områder kan være udfordrende, da metaller er ikke-nedbrydelige og akkumulerer i jord og biota. Metoder til oprensning af metal forurenede grunde er ofte dyre eller tidskrævende. Ex situ jord vasker en oprensningsmetode, der har fået øget opmærksomhed gennem de sidste to årtier, da metoden har ekstraheret store mængder metal fra forurenede jorde. Formålet med dette speciale var at undersøge ekstraktionen af Cu og As fra forurenede jorde ved ex situ jord vask. Jord vask eksperimenterne blev udført som multi-step batch ekstraktioner. Ethylendiamintetraeddikesyre (EDTA) (syntetisk kemikalie), citrat (naturligt produceret af organismer) oghumusstoffer (HS) (frysetørret søvand) blev anvendt som ekstraktionsmidler. En jord stærkt forurenet med Cu og As fra kromateret kobberarsenat (CCA) og to moderat As forurenet jorde blev anvendt. Et mere specifik formål var at undersøge ekstraheringsmekanismerne af Cu og As fra jord og at kvantificere den biotilgængelige fraktion af Cu og As med optimerede metal specifikke bakterielle biosensorer (Pseudomonas fluorescens DF57-CU15 og Escherichia coli pJAMA-arsR). Effekterne af forskellige koncentrationer af ekstraktionsmidlerne og pH-værdier på ekstraheringen af Cu og As fra forurenede jorde blev testet. I CCA forurenet jord resulterede in øget ekstraktionsmiddel koncentration i intervallet 10-50 mM C i en forøget ekstraktion af Cu og As. En øget pH-værdi i intervalletpH 4-8 resulterede i en nedsat ekstraktion af Cu og As. Ekstraktionerne af As fra de moderat As forurenede jorde var under detektionsgrænsen. Den maksimale Cu ekstraktion for den CCA forurenede jord blev observeret med EDTA (97 % af total mængde Cu), efterfulgt af citrat (81 % af total mængde Cu) og HS (49 %af total mængde Cu). Den maksimale ekstraktion af As blev observeret med citrat (88 % af total mængde As), efterfulgt af EDTA (85 % af total mængde As) og HS (43 % af total mængde As). Multi-step ekstraktioner for den CCA forurenede jord med EDTA og citrat (25 og 50 mM C) resulterede i en slut Cu koncentration,som var lavere end kvalitetskravet fastsat af Miljøstyrelsen (500 mg Cu / kg jord). Ingen af de anvendte ekstraktionsmiddel var i stand til at reducere As koncentrationen til under As kvalitetskriteriet fastsat af Miljøstyrelsen (20 mg As/kg jord). En positiv korrelation mellem ekstraherede mængder As og jern (Fe) og mellem ekstraherede mængder As og aluminium (Al) blev observeret i jord vask eksperimenterne. Dette indikerer, sammen med sekventiel ekstraktion resultater, at ekstraheringen af As var et resultat af opløsning af As indeholdende Fe- og Aloxider. As blev mobiliseret som opløst As (<3kDa) eller som partikler (> 0,2 um), når det blev ekstraheret af HS. Biotilgængeligheden af Cu blev tydeligt reduceret i jord vasket med 10 mM C EDTA, 10 mM C citrat og 10mM C HS sammenlignet med uvaskede jord. Den nedsatte biotilgængelighed blev også set i resultaterne fra sekventiel ekstraktion, hvor mobile og ligand udskiftelige fraktioner blev næsten elimineret i jord vasketmed EDTA og citrat. Den biotilgængelige fraktion af As var ikke muligt at kvantificere som udførelsen me den As specifik biosensor ikke var optimal.
skjul Indhold
Vis Indhold

Filer

Navn:
Samlet.pdf (Hovedtekst)
Bemærkninger:
-
Tilgængelighed:
Offentlig
Mime-type / størrelse:
application/pdf / 5MB
Copyright dato:
-
Copyright information:
De fulde rettigheder til dette materiale tilhører forfatteren.
skjul Filer
Vis Filer

Basal

Bogmærk denne post: https://diskurs.kb.dk/item/diskurs:31867:1
 Type: Speciale
skjul Basal
Vis Basal

Links

Vis Links

Detaljer

Sprog: English - eng
 Datoer: 2012
 Sider: 113 pages
 Publiceringsinfo: København, Danmark : Institut for Grundvidenskab og Miljø
 Indholdsfortegnelse: -
 Note: Environmental Chemistry, Environmental Chemistry and Health, Final semester, Afsluttende semester
 Type: Speciale
skjul Detaljer
Vis Detaljer

Kilde

Vis Kilde