Foraminifera as health bioindicators in nearshore and offshore Brazilian coral reef sediments

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Foraminifera on coral reefs of Brazil: the FOCO project

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Nickel sorption on calcite surface: a macroscopic experimental study

In natural aqueous systems, adsorption and co-precipitation (sorption) are regarded as possible metal sequestration mechanisms that would promote in situ passive remediation. Calcite is a ubiquitous mineral on the Earth's surface, whose propensity to scavenge trace metals has been extensively investigated. Since Nickel (Ni) appears on the EPA "priority list" of pollutants, identifying factors that may control its fate in calcite-rich natural waters (e.g. groundwaters, carbonate-rich coastal and marine sediments) is critical. Unfortunately, scarce literature is dedicated to the influence of mineral properties and solution chemistry on the affinity and sorption mechanisms of Ni on the calcite surface. With that in mind, batch sorption experiments were conducted, under controlled laboratory conditions (ambient temperature of 25 ± 2ºC, and atmospheric pCO2= 10-3.41atm) in calcite-saturated 0.1M and 0.7M NaCl solutions over a range of pH (7.5 to 8.9) and total Ni concentrations- [Ni]total- (1.2 x 10-4 to 3.5 x 10-6 M), to characterize the affinity of Ni for the calcite surface. Our experimental results revealed that the first 24 hours of reaction are critical to the metal-mineral interaction and the fractional Ni(II) sorption varied with solution pH and Ni(II) aqueous speciation. Notably, Ni sorption onto the calcite surface increased with pH and was well correlated to the relative abundance of the NiCO30(aq) species (ion-pair) over the pH range studied. After 24 hours, the overall Ni fractional sorption was attenuated with an increase of the background electrolyte (NaCl) concentration. The application of adsorption isotherm models (Langmuir and Freundlich) allowed us to highlight the dependence of adsorption to the [Ni]total and solution pH. Finally, irrespective of the solution ionic strength (0.1 and 0.7 M NaCl), Ni did not desorb readily when the total Ni(II) concentration in solution exceeded 4.0 x 10-5M.Dans les systèmes aquatiques naturels, l'adsorption et la co-précipitation (sorption) sont considérés comme des processus passifs de séquestration in-situ des métaux lourds. La calcite est un minéral très abondant dans la croûte terrestre et un puits pour plusieurs métaux. Par conséquent, sa capacité de séquestration de métaux a été largement étudiée. Puisque le nickel (Ni) est considéré comme un polluant dangereux pour la santé humaine et environnementale, l'identification des facteurs qui peuvent contrôler son devenir dans les milieux naturels riches en calcite (eaux souterraines riches en carbonate ou sédiments côtiers et marins) est essentielle. Malheureusement, il y a peu de littérature pertinente sur l'influence des propriétés du minéral et la composition de la solution sur l'affinité et les mécanismes de sorption du Ni(II) à la surface de la calcite. Vu le manque d'information sur le sujet, nous avons mené une étude sous des conditions contrôlées en laboratoire (température ambiante de 25 (±2°C) et une pression partielle de CO2 = 10-3.41atm) dans des solutions aqueuses de NaCl saturées en calcite. Afin de caractériser l'affinité du Ni(II) pour la surface de la calcite, les expériences ont été effectuées dans des solutions de force ionique (0.1M et 0.7M), pH et concentration totale de Ni ([Ni]total) variées. Les résultats révèlent que les 24 premières heures de réaction sont critiques pour la sorption du Ni(II). La sorption du Ni(II) sur la calcite augmente avec le pH de la solution mais diminue avec l'augmentation de la concentration de NaCl. Indépendamment de la force ionique, la sorption fractionnelle du Ni est fortement corrélée avec l'abondance relative du complexe NiCO3o(aq) dans l'intervalle de pH étudié. Quelle que soit la force ionique (0.1M et 0.7M NaCl) de la solution, le Ni(II) ne se désorbe pas suite à son adsorption dans les solutions dont la concentration totale en Ni est supérieure à 4.0 x 10-5M