Fosforanowe materiały ceramiczne do immobilizacji kadmu w środowisku glebowym

Jedną z technik zapobiegających włączaniu się pierwiastków toksycznych, zawartych w zanieczyszczonych glebach, w dalszy obieg środowiska jest stosowana w warunkach in situ metoda unieruchamiania ich w postaci nierozpuszczalnych fosforanów. Celem prezentowanej pracy są badania nad wykorzystaniem szkieł fosforanowych i otrzymanych na ich bazie materiałów szkło-krystalicznych, działających jako nośniki składników pokarmowych roślin, do równoczesnego wiązania kadmu w postać nierozpuszczalnych fosforanów. Przebieg reakcji pomiędzy szkłem z układu P2O5-K2O-CaO-MgO a roztworem azotanu kadmu w obecności kwasu cytrynowego, symulującego warunki naturalnego środowiska glebowego, analizowano przy użyciu atomowej spektroskopii emisyjnej (ICP-AES) oraz mikroskopii elektronowej (SEM) połączonej z analizą składu chemicznego w mikroobszarach (EDS). Wykazano, że zarówno szkło fosforanowe, jak i przekrystalizowana jego postać w formie fosforanu potasu ulegając rozpuszczeniu w środowisku zawierającym jony kadmu wiążą go w nierozpuszczalny fosforan kadmu. Obecność kwasu cytrynowego, symulującego warunki środowiska glebowego a równocześnie wykazującego zdolność kompleksowania jonów Cd2+, hamuje nieco proces immobilizacji kadmu.

---

One of techniques for preventing the recirculation of toxic elements contained in contaminated soils in the environment is a method of restraining them in the form of insoluble phosphates used in in-situ conditions. The aim of this work was to study application of phosphate glasses and relevant glass-crystalline materials acting as carriers of plant nutrients for the simultaneous binding of cadmium in the form of insoluble phosphates. The reaction between glass from the P2O5-K2O-CaO-MgO system and a solution of cadmium nitrate in the presence of citric acid simulating conditions of the natural soil environment was analyzed by using atomic emission spectroscopy (ICP-AES) and electron microscopy (SEM) combined with the analysis of chemical composition in microareas (EDS). It was shown that both the phosphate glass and materials recrystallizing to the form of potassium phosphate dissolved in medium containing cadmium ions, binding them in insoluble cadmium phosphate. The presence of citric acid, simulating the conditions of the soil environment and demonstrating the ability of complexing Cd2+ ions, slightly inhibits the process of cadmium immobilization.