Comperative sorption of copper(II) cations and heavy metal cations in mineral soils

Abstract

Sorpcję konkurencyjną kationów Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Cr³⁺ i Pb²⁺ badano w dwóch glebach mineralnych metodą dynamiczną w kolumnach glebowych. Wyniki uzyskano dla binarnych układów typu Cu²⁺-Men⁺ zawierających 2,998 mmol Me²⁺ oraz 1,999 mmol Cr³⁺ w postaci soli MeClₓ i Pb(NO₃)₂. W porównaniu do gleby piszczystej, gleba lessowa zasorbowała większe ilości dodawanych kationów Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Cr³⁺ i Pb²⁺. Kolejność powinowactwa metali do gleby lessowej: Pb²⁺ > Zn²⁺ > Cr³⁺ > Cd²⁺ > Ni²⁺ > Co²⁺, do gleby piaszczystej: Pb²⁺ > Zn²⁺ > Cr³⁺ > Ni²⁺ > Cd²⁺ > Co²⁺. Obecność w roztworze wprowadzanym na kolumnę dwóch różnych kationów metali ciężkich wpływała na wiązanie tych jonów metali w obu glebach. Kationy Pb²⁺ desorbowały kationy Cu²⁺, a kationy Cu²⁺ - jony Cd²⁺, Ni²⁺ i Co²⁺. Desorpcja kationów metali ciężkich następowała wówczas, gdy miejsca sorpcyjne w glebach zostały wysycone kationami jednego z metali ciężkich. Ilości zdesorbowanych kationów metali ciężkich były większe w glebie lessowej.Competitive sorption of Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Cr³⁺ and Pb²⁺ was studied in two mineral soils by dynamic method in soil columns. Results were obtained for a binary systems (Cu²⁺-Men⁺) containing 2,998 mmol Me²⁺ and 1,999 mmol Cr³⁺ in form of MeClₓ, Pb(NO₃)₂ salts. As compared to sandy soil, the loess soil sorbed higher amounts of applied Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Cr³⁺ and Pb²⁺. The sequence of metal affinity for loess soil was: Pb²⁺ > Zn²⁺ > Cr³⁺ > Cd²⁺ > Ni²⁺ > Co²⁺ and for sandy soil: Pb²⁺ > Zn²⁺ > Cr³⁺ > Ni²⁺ > Cd²⁺ > Co²⁺. The presence of two different heavy metal cations in solution introduce into column, influenced the fixation these ions in both soils. Pb²⁺ cations caused the desorption of Cu²⁺ whereas Cu²⁺ desorbed Cd²⁺, Ni²⁺, Co²⁺ cations in both soils. Desorption of heavy metal cations followed when the sorption sites in soils were saturated with cations of one heavy metal. The amounts of desorbed heavy metal cations were greater in loess soil