The impact of environmental conditions on the efficiency of cadmium extraction in the presence of chelating agents

Współcześnie co raz częściej występuje problem związany ze skażeniem środowiska metalami ciężkimi, których źródłem jest głównie przemysł. Za jeden z najbardziej toksycznych uważany jest kadm. Jego obecność w glebie stanowi realne zagrożenie dla zdrowia ludzi, ponieważ może przedostawać się z niej do spożywanych pokarmów i akumulować się w organizmie człowieka. W części literaturowej zawarto definicję metali ciężkich, omówiono formy w jakich występują w glebie oraz przedstawiono toksyczne oddziaływanie kadmu na ludzi i rośliny. Praca magisterska zawiera również charakterystykę gleby oraz funkcje jakie ona pełni w środowisku. Omówiono także wybrane czynniki glebowe wpływające na mobilność metali ciężkich w glebie. Opisano metody remediacji gleby skażonej, ze szczególnym uwzględnieniem fitoekstrakcji wspomaganej. Przedstawiono charakterystykę wybranych odczynników chelatujących, które mogą zostać wykorzystane w procesie rekultywacji gleb. Materiał do badań stanowiły trzy typy gleby: piasek, glina, less, które zostały w warunkach laboratoryjnych sztucznie wzbogacone w kadm. Celem eksperymentu było określenie wpływu warunków środowiskowych na efektywność usuwania kadmu z gleby za pomocą odczynników chelatujących. Analizie poddano też wpływ czasu ekstrakcji na jej wydajność. W procesie wymywania kadmu wykorzystano roztwory soli sodowej kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA), soli sodowej kwasu S,S –etylenodiamino-N,N’- dibursztynowego (EDDS) oraz kwasu cytrynowego o różnych wartościach pH. Zawartość kadmu w przesączu otrzymanym po procesie wytrząsania próbki z ekstrahentami została oznaczona za pomocą metody płomieniowej atomowej spektrometrii absorpcyjnej. Otrzymane wyniki wskazują, iż optymalny czas ekstrakcji zamyka się w maksymalnie 4 godzinach, a wpływ pH na badany proces zależy od rodzaju użytego chelatora. Uzyskane rezultaty zależą również od typu gleby, choć postulowaną przyczyną takiego stanu rzeczy jest najprawdopodobniej różny skład pierwiastkowy badanych typów gleb. Biorąc wszystkie powyższe parametry pod uwagę, ekstrakcja kadmu roztworem kwasu cytrynowego okazała się być w szeregu przypadkach bardzo wydajna i obiecująca pod kątem remediacji gleb.

The aim of the experiment was to determine the impact of environmental conditions on the effectiveness of removing cadmium from different types of soil using chelating agents: solutions of sodium ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), sodium salt of S, S-ethylene diamine-N, N'-disuccinic acid (EDDS) and citric acid of various pH values were used. The influence of the extraction time on its performance was also analyzed. The study material consisted of three soil types: sand, clay and loess, which were artificially enriched in cadmium under laboratory conditions. The cadmium content in the filtrate obtained after shaking process with the extractants was determined using the flame atomic absorption spectrometry method (F-AAS). The obtained result indicate that the optimal time equals maximally 4 hours and the pH effect on the tested process depends on the type of chelator used. The obtained results also depend on the type of soil. However, the postulated reason of this fact is most probably different elemental composition of the soil types studied. Taking all of the above parameters into account, extraction of cadmium with a citric acid solution proved to be very effective and promising in terms of remediation of soils.