|
|
Využití (nano)oxidů pro stabilizaci kovů a metaloidů v kontaminovaných půdách
Michálková, Zuzana ; Komárek, Michael (vedoucí práce) ; Luke, Luke (oponent)
Hlavním cílem předkládané dizertační práce bylo zhodnocení potenciálu vybraných (nano)oxidů Fe a Mn pro stabilizaci kovů a polokovů v kontaminovaných půdách. Výzkum byl zaměřen především na tři materiály - komerční nanomaghemit (Fe III) a nanomagnetit (Fe II,III) a nově syntetizovaný amorfní oxid Mn (AMO). Hlavním cílem práce bylo poskytnout komplexní pohled na vybraná stabilizační činidla, přičemž důraz nebyl kladen pouze na jejich přímý vliv na mobilitu kontaminantů, ale též na jejich stabilitu a transformace v půdním prostředí, spolu s vlivem na půdní mikroorganismy a vyšší rostliny. Nejprve byly u testovaných materiálů zjištěny jejich adsorpční vlastnosti. V tomto případě se jako nejúčinnější ukázal AMO, který za daných experimentálních podmínek vykazoval o 1 až 2 řády vyšší adsorpční kapacity než Fe III a Fe II,III. Míra adsorpce As(V) na AMO se zvyšovala se zvyšujícím pH, což je v případě AMO způsobeno jeho vysokým pHzpc (8,1) a vyšší rozpustností při nižších hodnotách pH. Dále byl sledován vliv aplikace (nano)oxidů na mobilitu kovů a polokovů v půdě a další fyzikálně-chemické vlastnosti. Zde se AMO opět prokázal jako nejúčinnější činidlo pro snížení mobilní frakce Cd, Cu, Pb, Zn a As. Aplikace činidel Fe III a Fe II,III měla naproti tomu jen minimální či žádný efekt. Aplikace AMO dále vedla ke zvýšení půdního pH spojeného s rozpouštěním samotného materiálu a nežádoucí degradací půdní organické hmoty. Při studiu transformací (nano)oxidů v půdním prostředí byl na povrchu AMO identifikován nově vzniklý MnCO3, zatímco na povrchu Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. Vzhledem k tomu, že pozorovaná formace MnCO3 byla spojená se vzrůstem stability AMO, byly uměle připraveny částice AMO pokryté vrstvou MnCO3 (SM-AMO). Přestože SM-AMO prokázal v půdě menší hmotnostní ztrátu než AMO, stabilizační účinnost byla u obou materiálů téměř stejná. Rozdíly ve složení povrchů u obou materiálů v čase klesaly, neboť na povrchu AMO docházelo k precipitaci MnCO3, zatímco povlak na SM-AMO se postupně rozpouštěl. Při zjišťování vlivu na půdní organismy AMO účinně podpořil půdní mikrobiální aktivitu, zatímco v případě Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. AMO byl též schopen snížit koncentrace Cd, Pb a Zn přijaté slunečnicí (Helianthus annuus L.), eliminovat symptomy fytotoxicity Zn a zvýšit výnos biomasy. Na druhou stranu byly ve tkáních slunečnice zaznamenány toxické koncentrace Mn uvolněného z aplikovaného AMO. V závislosti na výsledcích této práce tedy doporučujeme aplikace AMO do kontaminovaných neutrálních až alkalických půd. Dále byly před nedávnem připraveny různé typy kompozitních sorbentů na bázi AMO a biocharu a v současné době je v přípravě polní experiment zaměřený na stabilizaci Cd, Pb, Zn a As v kontaminované půdě pomocí studovaných stabilizačních činidel. Výsledky této práce vyzdvihují důležitost použití komplexního experimentálního přístupu zahrnujícího všechny složky půdního systému při studiu nových stabilizačních činidel.
|
host ::
RSS.