Utilization of Galvanic Sewage Sludge to Produce Alkali-Activated Materials

The development of civilization is causing an increase in the amount of industrial wastes, especially hazardous wastes. Among the methods of utilisation of this type of waste, the methods of stabilisation and solidification deserve attention, which enable the transformation of hazardous waste and the heavy metals it contains into an environmentally safe form, that is, immobilised. This paper proposes a method to stabilize and solidify galvanic sludge using geopolymerization reactions. The surface morphology was studied, and the chemical composition was analyzed using the SEM-EDS method. The presence of characteristic functional groups on the surface of the galvanic sludge and the geopolymer obtained on its basis was determined by FTIR spectroscopic analysis. Moreover, we evaluated of the recovery of selected heavy metals were performed on the basis of leaching tests. It was found that, as a consequence of geopolymerization of galvanic sludge, this hazardous waste is transformed in such a way that the heavy metals it contains, which occur in the form of soluble compounds are immobilised. In relation to the metals analyzed, reduction in solubility were obtained at a practical level of 100% for Zn and Mn, for the remaining metals, respectively, 94% for Cu and in the range of 40 to 90% for Pb. Analysis of the FTIR spectra showed that the ions of the metals studied were permanently immobilised in the aluminosilicate structure of the geopolymers obtained. This shows, that galvanic sewage sludge, as hazardous waste, is chemically transformed into inert waste that may be deposited in landfills

EFFICIENCY OF LEACHING TESTS IN THE CONTEXT OF THE INFLUENCE OF THE FLY ASH ON THE ENVIRONMENT

The leachability of heavy metals (Cu, Pb and Zn) from the coal fly ash samples was studied. The investigations executed using three leachability tests (USEPA, TCLP, ASTM). The effect of different parameters was determined (the diameter of ash grains, the kind of leaching solutions, pH of leaching solutions, the volume ratio of leaching solutions to the mass of ash samples, and the leaching time) on the leachability of the heavy metals from fly ash samples. Moreover, the influence of pH and changes in the redox potential of the leaching solutions as well as the presence of organic compounds that could potentially form complexes with metals and solubility changes of metals. The concentration of the metals studied (Cu, Pb and Zn) in all obtained solutions was determined by FAAS method. On the basis of the research investigations, optimal leachability conditions for Cu, Pb and Zn from fly ash in this study have been determined. We have also found that pH of the leaching solution, and the presence of organic compounds which have a potential capacity of complexion the metals are the important factors in determining the solubility of Cu, Pb and Zn

Porównanie właściwości geopolimerów na bazie lotnego popiołu ze spalania węgla i biomasy

Geopolymers are a new class of materials that can be synthesized using natural minerals, and waste materials. Among these substrates, the use of fly ash is desirable as it involves the conversion of a copious waste material into a useful product. The aim of the research was geopolymers synthesis from coal fly ash and biomass ash. Concentrated sodium hydroxide and sodium silicate solutions were used as activators in geopolymerisation reaction. The results show that both coal fly ash and biomass ash can be utilized as source materials for the production of geopolymers. The surface morphology and chemical composition analysis were examined for the obtained geopolymers and ashes from coal and biomass combustion by SEM-EDS methods. It was found almost total disappearance of spherical forms of grains and reduction the porosity of structure for geopolymer based on fly ash from coal combustion. While the structure of the geopolymer based ash from biomass combustion is more porous. The UV-VIS-NIR spectra were performed on the coal fly ash, biomass ash and geopolymers. They showed that the obtained geopolymers possess optical and photocatalytic properties. The similarity of the geopolymer network and the zeolite framework in relation to ion exchange and accommodation of metal ions open questions on possibilities for the application of geopolymer materials as amorphous analogues of zeolite. The FT-IR spectra analyses were used on the geopolymers before and after metals sorption. It was found that geopolymer based on ash from biomass combustion has better sorption properties compared to geopolymer based on ash from coal combustion.Geopolimery są nową klasą materiałów, które mogą być syntetyzowane z użyciem naturalnych minerałów i materiałów odpadowych. Wśród tych substratów, użycie popiołu lotnego jest pożądane ponieważ wiąże się z możliwością konwersji materiału odpadowego w użyteczny produkt. Celem badań była synteza geopolimerów z lotnego popiołu węglowego oraz z popiołu z biomasy. Jako aktywatory reakcji geopolimeryzacji były stosowane stężony wodorotlenek sodu i roztwór krzemianu sodu. Rezultaty pokazują, że zarówno lotny popiół węglowy i popiół z biomasy mogą być wykorzystane jako źródło materiałów do produkcji geopolimerów. Badania morfologii powierzchni i analizę składu chemicznego dla otrzymanych geopolimerów i popiołów ze spalania węgla i biomasy wykonano metodą SEM-EDS. Stwierdzono prawie całkowity zanik form kulistych ziaren i zmniejszenie porowatości struktury dla geopolimeru na bazie popiołu lotnego ze spalania węgla. W przypadku geopolimeru na bazie popiołu ze spalania biomasy występuje struktura bardziej porowata. Widma UV-VIS zostały wykonane dla lotnego popiołu węglowego, popiołu z biomasy oraz geopolimerów. Pokazują one, że otrzymane geopolimery wykazują właściwości optyczne i fotokatalityczne. Podobieństwo sieci geopolimeru i struktury zeolitu w związku z wymianą jonową i akomodacją jonów metali otwiera pytania dotyczące możliwości zastosowania materiałów geopolimerowych, jako bezpostaciowych analogów zeolitu. Widma FT-IR zostały wykonane dla geopolimerów przed i po sorpcji metali. Stwierdzono, że geopolimer na bazie popiołu z biomasy ma lepsze właściwości sorpcyjne w porównaniu do geopolimeru na bazie popiołu lotnego ze spalania węgla

EVALUATION OF THE CONTENT OF SELECTED HEAVY METALS IN SAMPLES OF POLISH HONEYS

This paper presents the result of the determination of the total content of Cu, Pb and Zn by the method of atomic absorption spectrometry with atomization in an air-acetylene flame in Polish honeys samples. The research material was a honeydew, monofloral honey and buckwheat honey. For the mineralization of samples, the following solutions were applied: 1) HNO3(conc), 2) HNO3(conc) and H2O2(conc) in the volume ratio equal to 4:1 and 3:1. On the basis of the results and recommended food standards the percentage of the recommended dietary allowances (RDA) in connection with the consumption of 100 g of product were estimated. To verify the results validation of analytical method used was carried out. It was included defining the following validation parameters values: the limit of detection and quantification; linearity and measurement range; repeatability and accuracy of the results. The contamination of the analyzed honeys by Pb is higher than the acceptable level of contamination of this element. The highest contents of Cu and Zn were characterized by monofloral honeys

Mobile fractions in dustfall and possible migration of metals to soil / Badania mobilnych frakcji metali w opadzie pyłowym i możliwość migracji metali do gleby

Poddano badaniom stały opad atmosferyczny nad miastem Rzeszowem. Badano intensywność opadu pyłowego (okresy kwartalne w latach 2011-2012) i jego właściwości fizykochemiczne (charakter kwasowo-zasad owy, rozpuszczalność i roz- puszczalność sekwencyjną, mobilność frakcji). Intensywność op^idu pyłowego była zmienna: od 25 do 83 g nf2 na kwartał i zależała od pory roku. Stw ierdzono dominujący charakter kwasowy opadu z wyjątkiem okresów wiosenno-letnich oraz znaczący udział frakcji rozpuszczalnej (18-31,5%) w opadzie (pH 7). Analizowano zawartości metali w opadzie i stwierdzono, że występowały w ilościach powyżej 1%: Fe, K, Ca, Na, w zakresie 0,1-1%: Mg, Zn, Na, Ca, Mn, Ni, Co, Cr oraz poniżej 0,1%: Cu, Bi, Cr, Mn, Ni. Stwierdzono, że stały opad może być istotnym źródłem metali migrujących w zróżnicowanym stopniu (od 0,18% do 80% ich całko- witej zawartości w opadzie) do gleby