A lignit stabilizáló hatásának értékelése

A DISITOBI modell paramétereit, valószínűségi szintjeit és determinációs koefficiens értékeit a 7a. és b. táblázat tartalmazza.

7a. táblázat

Az „összes”, illetve a különböző kivonószerekkel oldható elemtartalmakhoz tartozó DISITOBI modell paraméterek¹⁹, valószínűségi szintek és a determinációs koefficiensek

19 A 0,0000 értékű paraméterek nem egyenlők nullával.

Paraméter

Királyvízzel oldható “összes”

elemtartalom Desztillált vízzel oldható elemtartalom

Cr Pb Zn Cr Pb Zn

B0 ^{-226,0000XXX -205,2000XXX -448,4444XXX -6,8135XX -67,0225XX -568,9011XXX} B1 (L) 33,9444 44,1356 54,0556 -2,8403^XXX -10,3993^XXX 45,8594^XX

B2 (Pb) 0,2356 1,2099^XXX 0,4480 0,0108 0,1135^XX 0,5578

B3 (Zn) 0,1774 0,0918 0,8380^XXX 0,0111 0,0326^X 0,6085^XXX

B4 (Cr) 0,9247^XXX 0,1508 0,6941 0,0229^XXX 0,1685^XXX 0,7823^XXX B5 (LxPb) -0,0025 -0,0102 -0,0067 -0,0004 -0,0122 -0,0057 B6 (LxZn) -0,0020 0,0002 -0,0172 -0,0001 0,0186^XX -0,0584

B7 (ZnxPb) -0,0000 0,0001 0,0004 -0,0000 -0,0001 0,0000

B8 (LxCr) -0,0235 -0,0056 -0,0140 -0,0084^XXX -0,0239^XXX -0,0081

B9 (CrxPb) 0,0001 0,0001 -0,0003 0,0000 0,0001^X -0,0001

B10 (CrxZn) -0,0000 -0,0001 -0,0001 0,0000 -0,0001^XX 0,0005 B11 (L²) -2,2433 -4,1913 -3,6533 0,5970^XX 1,3070 -4,0970 B12 (Pb²) -0,0002 -0,0003 -0,0002 -0,0000 -0,0000 -0,0003 B13 (Zn²) -0,0001 -0,0001 0,0001 -0,0000 -0,0000 0,0001 B14 (Cr²) 0,0000 -0,000 -0,0002 2,89x10^{-5 XX} 0,0000 -0,0004

R² (%) 98,1 97,6 93,7 98,1 87,0 97,7

7b. táblázat

XXX=p<0,01; XX=p<0,05; X=p<0,10

Paraméter Acetát pufferrel oldható elemtartalom Lakanen-Erviö féle kivonószerrel oldható elemtartalom

Cr Pb Zn Cr Pb Zn

B0 -15,9733^XXX -238,4747^XXX -274,7408^XXX -13,4628^XXX -293,8911^XXX -296,6778^XXX B1 (L) -5,8083^XXX 2,7249^XXX 14,5981^XX -10,0113^XXX 39,0470 22,3322^X

B2 (Pb) 0,0212 0,7077^XXX 0,3484 0,0371 1,1790^XXX 0,3219

B3 (Zn) 0,0242 0,2206 0,6607^XXX 0,0379 0,3351 0,7733^XXX

B4 (Cr) 0,0708^XXX 0,2651^XXX 0,4793^X 0,1480^XXX 0,1339 0,4238

B5 (LxPb) -0,0008 -0,0331 0,0055 0,0000 -0,0165 0,0110

B6 (LxZn) 0,0002 0,0095 -0,0475 0,0010 -0,0051 -0,0434

B7 (ZnxPb) -0,0000 -0,0001 0,0001 -0,0000 0,0001 0,0000

B8 (LxCr) -0,0159^XXX -0,0126 -0,0030 -0,0193^XXX 0,0102 -0,0068

B9 (CrxPb) 0,0000 0,0002 -0,0001 0,0000 0,0000 -0,0001

B10 (CrxZn) -0,0000 -0,0000 0,0002 -0,0000 -0,0001 0,0002 B11 (L²) 1,0941^X -0,5976 -2,3396 1,4200^X -4,8636 -2,3310 B12 (Pb²) -0,0000 -0,0002 -0,0002 -0,0000 -0,0002 -0,0002 B13 (Zn²) -0,0000 -0,0001 0,0001 -0,0000 -0,0002 0,0001 B14 (Cr²) 0,0000 -0,0001 -0,0002 0,0000 -0,0001 -0,0002

R² (%) 98,9 98,4 97,9 95,7 98,4 98,1

Az I. kísérlet eredményei alapján lineáris hatás igazolható a kezelési fémkoncentrációk, illetve a visszamérhető királyvíz oldható elemtartalmak között (p<0,01, R²=98-99%).

A modell alapján a desztillált vizes kivonatban a lignitnek statisztikailag igazolható módon hatása van mind a három fém mobilitására (Cr, Pb: p<0,01; Zn: p<0,05), a Cr esetében ennek a hatásnak kvadratikus eleme is van (p<0,05). A Cr-kezelés befolyásolja a másik két fém vízoldhatóságát (p<0,01). A Zn-kezelés (p<0,10), és a CrxZn (p<0,05) párkölcsönhatások igazolhatóan hatással vannak az Pb mobilitására (R²=87-98%) (7a. táblázat).

A lignit képes csökkenteni mind a három fém vízoldható frakciójának koncentrációját (5. ábrák). Ennek magyarázata az, hogy a lignit, mint barnaszén növelheti a fémek megkötésében szerepet játszó komplexképző helyek számát, és az adszorpciós felületet (Kühner et al., 1989; Vadász, 1997). A fémsók jelenlétében a lignit növeli továbbá a modell-talaj kémhatását is (12.3. melléklet), ami szerepet játszik a fémek immobilizációjában. A fémkezelések savanyítják a modell-talajt (12.3. melléklet).

Leginkább a Cr-só, a legkevésbé pedig Zn-só csökkenti a pH-t. Így a Cr-kezelés elsősorban a kémhatás csökkentésén keresztül növeli az Pb és a Zn mobilitását (6. ábra), Zn-kezelés pedig a Cr-só jelenlétében növeli a pH-t, csökkentve ezzel az Pb mobilitását (7. ábra).

5a. ábra

A Cr, Pb és Zn desztillált víz (DV) oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 375 mg/kg fémkezelés (a másik két fém 750 mg/kg koncentrációja mellett)

esetében a modell alapján

A Cr, Pb és Zn desztillált víz (DV) oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 750 mg/kg fémkezelés esetében a modell alapján 5c. ábra

A Cr, Pb és Zn desztillált víz (DV) oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 1500 mg/kg fémkezelés (a másik két fém 750 mg/kg koncentrációja mellett)

esetében a modell alapján

Cr, Pb, Zn DV-vel oldható elemtartalma mg/kg Fémkezelésmg/kg

Cr, Pb, Zn DV-vel oldható elemtartalma mg/kgCr, Pb, Zn DV-vel oldható elemtartalma mg/kg Fémkezelésmg/kg Fémkezelésmg/kg

6. ábra

Az Pb és Zn desztillált víz (DV) oldható elemtartalma a Cr koncentráció függvényében (Pb vagy Zn 750 mg/kg koncentrációja és a lignit 5m/m%-a mellett) a modell alapján 7. ábra

Az Pb desztillált víz (DV) oldható elemtartalma a Zn koncentráció függvényében (Cr 750 mg/kg koncentrációja és a lignit 5m/m%-a mellett) a modell alapján

A modell alapján az acetát pufferes kivonatban is statisztikailag igazolható a lignit hatása mind a három fém esetében (Cr, Pb: p<0,01; Zn: p<0,05). Hasonlóan a desztillált víz oldható elemtartalomhoz, a lignit hatásának kvadratikus komponense is van a Cr mobilitás változásakor (p<0,10). A Cr hatás igazolható továbbá az Pb (p<0,01), és a Zn (p<0,10) acetát pufferrel mobilizálható frakciójának vizsgálatakor is. A LxCr párkölcsönhatáson (p<0,01) kívül, más párkölcsönhatás nem érvényesül (R²~98%) (7b.

táblázat).

A lignit csökkenti a fémek acetát pufferrel oldható koncentrációjának nagyságát mind a három fém esetében (8. ábrák). A lignit immobilizáló hatásának magyarázata ugyanaz, mint a desztillált vizes kivonat esetében (komplexképző helyek, adszorpciós felület, pH). Ebben a kivonatban is növeli a Cr-kezelés (9. ábra) a másik két fém

Cr-kezelés mg/kg x10

Zn-kezelés mg/kg

Pb, Zn DV-vel oldható elemtartalma mg/kg Pb, Zn-kezelés750 mg/kg

Pb DV-vel oldható elemtartalma mg/kg Pb-kezelés mg/kg

mobilitását, de kisebb mértékben, mint a desztillált vizes kivonatban, hiszen a savas kivonószerben a Cr-só pH torzító hatása kevésbé érvényesül.

8a. ábra

A Cr, Pb és Zn acetát puffer (AP) oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 375 mg/kg fémkezelés (a másik két fém 750 mg/kg koncentrációja mellett)

esetében a modell alapján

A Cr, Pb és Zn acetát puffer (AP) oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 750 mg/kg fémkezelés esetében a modell alapján

lignit m/m%

lignit m/m%

Cr, Pb, Zn AP-vel oldható elemtartalma mg/kg Fémkezelésmg/kg

Cr, Pb, Zn AP-vel oldható elemtartalma mg/kg Fémkezelésmg/kg

8c. ábra

A Cr, Pb és Zn acetát puffer (AP) oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 1500 mg/kg fémkezelés (a másik két fém 750 mg/kg koncentrációja mellett)

esetében a modell alapján

Az Pb és Zn acetát puffer (AP) oldható elemtartalma a Cr koncentráció függvényében (Pb vagy Zn 750 mg/kg koncentrációja és a lignit 5m/m%-a mellett) a modell alapján

A modell alapján a Lakanen-Erviö féle kivonatban a lignitnek nincsen igazolható hatása az Pb mobilis elemtartalmára, viszont a Zn-nél (p<0,10) lineáris, a Cr-nál (p<0,10) lineáris és kvadratikus hatás is érvényesül. Az acetát pufferes kivonathoz hasonlóan a LxCr párkölcsönhatáson (p<0,10) kívül, nem igazolható egyéb párkölcsönhatás (R²=96-98%) (7b. táblázat).

A lignit csökkenti a Cr és a Zn Lakanen-Erviö féle kivonattal oldható elemtartalmát, de ez a stabilizáló hatás csekélyebb mértékű, mint az előző két kivonatban (10. ábrák). (A lignit immobilizáló hatásának magyarázata ugyanaz, mint a desztillált vizes, illetve az acetát pufferes kivonat esetében, azaz a komplexképző helyek számának, illetve az adszorpciós felület növelése, pH változás.) A Cr-kezelésnek a másik két fém mobilitására

lignit m/m%

Cr-kezelés mg/kg

Cr, Pb, Zn AP-vel oldható elemtartalma mg/kg Fémkezelésmg/kg

Pb, Zn AP-vel oldható elemtartalma mg/kg Pb, és Zn-kezelés750 mg/kg

gyakorolt hatása nem érvényesül ebben a kivonatban. Ennek magyarázata az, hogy a Lakanen-Erviö féle kivonószer kémhatása igen savanyú (pH 4,6), így a Cr-só által okozott pH változás érdemben már nem befolyásolja az Pb és a Zn mobilitását.

10a. ábra

Cr 375 Zn 375 0

200 400

0

2,5 5

7,5

10

Cr 375 Zn 375

A Cr és Zn Lakanen-Erviö (LE) féle kivonószerrel oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 375 mg/kg fémkezelés (a másik két fém 750 mg/kg koncentrációja mellett)

esetében a modell alapján 10b. ábra

Cr 750 Zn 750 0

500 1000

0

2,5

5

7,5

10

Cr 750 Zn 750

A Cr és Zn Lakanen-Erviö (LE) féle kivonószerrel oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 750 mg/kg fémkezelés esetében a modell alapján

lignit m/m%

lignit m/m%

Cr, Zn LE-vel oldható elemtartalma mg/kgCr, Zn LE-vel oldható elemtartalma mg/kg Cr, és Zn-kezelésmg/kg Cr, és Zn-kezelésmg/kg

10c. ábra

A Cr és Zn Lakanen Erviö (LE) féle kivonószerrel oldható elemtartalma a lignit dózis függvényében 1500 mg/kg fémkezelés (a másik két fém 750 mg/kg koncentrációja mellett)

esetében a modell alapján

Az analitikai eredmények alapján már az 5 m/m% lignit szignifikánsan csökkenti a desztillált víz oldható elemtartalmat mind a három fém esetében. 750 mg/kg fémkezeléseknél a Cr-t 88%-kal, Pb-t 72%-kal, Zn-t 12%-kal, a 10 m/m% lignit pedig a Cr mobilitását további 8%-kal, az Pb-ét 13%-kal és a Zn-ét 42%-kal csökkenti. Az acetát pufferes kivonatban az 5 m/m% lignit 78%-kal csökkenti a Cr mobilitását, az Pb-ét 49%-kal a Zn-ét pedig 18%-49%-kal. A 10 m/m% lignit pedig a Cr mobilitását további 13%-49%-kal, az Pb-t 17%-kal és a Zn-t 31%-kal csökkenti. A Lakanen-Erviö féle kivonatban az 5 m/m%

lignit 64 %-kal csökkenti a Cr, 6%-kal pedig a Zn mobilitását. A 10 m/m% lignit a Cr mobilitását további 8%-kal, a Zn-ét 19%-kal csökkenti. Az Pb-ra csak a 10 m/m%

lignitnek van stabilizáló hatása, de az is csupán körülbelül 10%-kal csökkenti az Pb mobilitását.

A 750 mg/kg komplex fémkezelések, és a lignit 5 m/m%-os dózisa esetében a különböző fémfrakciók elemtartalmának változását az „összes” elemtartalom százalékában a 8. táblázat szemlélteti.

lignit m/m%

Cr, Zn LE-vel oldható elemtartalma mg/kg Cr, és Zn-kezelésmg/kg

8. táblázat

Az I. kísérlet eredményei alapján a 750 mg/kg komplex fémkezelések, és a lignit 5 m/m%-os dózisa esetében a desztillált vizes, acetát pufferes és Lakanen-Erviö féle kivonatok

elemtartalma az „összes” elemtartalom százalékában Lignit

m/m%

Királyvízzel oldható „összes”

elemtartalom

Desztillált vízzel oldható elemtartalom

Acetát pufferrel oldható elemtartalom

Lakanen-Erviö féle kivonószerrel

oldható elemtartalom Cr %

0 100 6,1 14 23

5 100 0,7 2,8 8,0

10 100 0,3 1,4 7,7

Pb %

0 100 16 63 93

5 100 4,3 40 93

10 100 3,0 26 83

Zn %

0 100 83 86 79

5 100 76 74 77

10 100 39 44 58

A kapott eredmények összhangban vannak a szakirodalmi adatokkal (Kühner et al., 1989;

Vadász, 1997; Vermes és Kádár, 2002), azaz a lignit, képes csökkenteni a nehézfémek mobilitását.

6.1.2. Az alkalmazott nehézfémek és a lignit talajmikrobiótára

In document Nehézfém immobilizációs modellkísérletek lignittel (Pldal 59-70)