Contrasting effects of biochar and hydrothermally treated coal gangue on leachability, bioavailability, speciation and accumulation of heavy metals by rapeseed in copper mine tailings.

الآثار المتباينة للفحم الحيوي وجانغ الفحم المعالج هيدروحرارياً على قابلية النض، والتوافر الحيوي، والانتواع، وتراكم المعادن الثقيلة بواسطة نبات اللفت الزيتي في مخلفات مناجم النحاس.

Clicks: 516
ID: 90679
2020
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #7 of 159 articles by views in Ecotoxicology and environmental safety

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 159 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The purpose of this research was to examine the influence of hydrothermally treated coal gangue (HTCG) with and without biochar (BC) on the leaching, bioavailability, and redistribution of chemical fractions of heavy metals (HMs) in copper mine tailing (Cu-MT). An increase in pH, water holding capacity (WHC) and soil organic carbon (SOC) were observed due to the addition of BC in combination with raw coal gangue (RCG) and HTCG. A high Cu and other HMs concentration in pore water (PW) and amended Cu-MT were reduced by the combination of BC with RCG and/or HTCG, whereas individual application of RCG slightly increased the Cu, Cd, and Zn leaching and bioavailability, compared to the unamended Cu-MT. Sequential extractions results showed a reduction in the exchangeable fraction of Cu, Cd, Pb, and Zn and elevation in the residual fraction following the addition of BC-2% and BC-HTCG. However, individual application of RCG slightly increased the Cu, Cd, and Zn exchangeable fractions assessed by chemical extraction method. Rapeseed was grown for the following 45 days during which physiological parameters, metal uptake transfer rate (TR), bioconcentration factor (BCF), and translocation factor (TF) were measured after harvesting. In the case of plant biomass, no significant difference between applied amendments was observed for the fresh biomass (FBM) and dry biomass (DBM) of shoots and roots of rapeseed. However, BC-2% and BC-HTCG presented the lowest HMs uptake, TR, BCF (BCF and BCF), and TF for Cu, Cd, Cr, Ni, Pb, and Zn in rapeseed among the other amendments compared to the unamended Cu-MT. Overall, these findings are indicative that using biochar in combination with RCG and/or HTCG led to a larger reduction in HMs leaching and bioavailability, due to their higher sorption capacity and could be a suitable remediation strategy for heavy metals in a Cu-MT.
كان الغرض من هذا البحث هو دراسة تأثير مخلفات الفحم المعالجة حرارياً ومائياً (HTCG)، مع الفحم الحيوي (BC) وبدونه، على ارتشاح المعادن الثقيلة (HMs) وتوافرها الحيوي وإعادة توزيع كسورها الكيميائية في مخلفات مناجم النحاس (Cu-MT). ولُوحظت زيادة في الرقم الهيدروجيني (pH)، والقدرة على الاحتفاظ بالماء (WHC)، والكربون العضوي في التربة (SOC) نتيجة إضافة الفحم الحيوي مقترناً بمخلفات الفحم الخام (RCG) ومخلفات الفحم المعالجة حرارياً ومائياً (HTCG). كما أدى الجمع بين الفحم الحيوي ومخلفات الفحم الخام و/أو مخلفات الفحم المعالجة حرارياً ومائياً إلى خفض التركيزات المرتفعة للنحاس والمعادن الثقيلة الأخرى في ماء المسام (PW) وفي مخلفات مناجم النحاس المعالجة، في حين أدى التطبيق الفردي لمخلفات الفحم الخام إلى زيادة طفيفة في ارتشاح النحاس والكادميوم والزنك وتوافرها الحيوي، مقارنة بمخلفات مناجم النحاس غير المعالجة. وأظهرت نتائج الاستخلاص المتسلسل انخفاضاً في الكسر القابل للتبادل للنحاس والكادميوم والرصاص والزنك، وارتفاعاً في الكسر المتبقي عقب إضافة BC-2% وBC-HTCG. ومع ذلك، أدى التطبيق الفردي لـ RCG إلى زيادة طفيفة في الكسور القابلة للتبادل للنحاس والكادميوم والزنك وفقاً لما تم تقييمه بطريقة الاستخلاص الكيميائي. زُرع نبات السلجم لمدة 45 يوماً تالية، قِيست خلالها المعايير الفسيولوجية، ومعدل انتقال امتصاص المعادن (TR)، ومعامل التركيز الحيوي (BCF)، ومعامل الانتقال (TF) بعد الحصاد. وفيما يتعلق بالكتلة الحيوية النباتية، لم يُلاحظ أي فرق معنوي بين المحسّنات المطبقة بالنسبة للكتلة الحيوية الرطبة (FBM) والكتلة الحيوية الجافة (DBM) للمجموعين الخضري والجذري لنبات السلجم. ومع ذلك، سجلت المعاملتان BC-2% وBC-HTCG أدنى امتصاص للمعادن الثقيلة، وأدنى قيم لـ TR وBCF (BCF وBCF) وTF لعناصر النحاس والكادميوم والكروم والنيكل والرصاص والزنك في السلجم مقارنة ببقية المحسّنات ومخلفات مناجم النحاس غير المعالجة. وبوجه عام، تشير هذه النتائج إلى أن استخدام الفحم الحيوي مقترناً بـ RCG و/أو HTCG أدى إلى انخفاض أكبر في ارتشاح المعادن الثقيلة وتوافرها الحيوي، نظراً لسعتها الامتزازية العالية، مما يجعله استراتيجية معالجة ملائمة للمعادن الثقيلة في مخلفات مناجم النحاس.
Reference Key
munir2020contrastingecotoxicology Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Munir, Mehr Ahmed Mujtaba;Liu, Guijian;Yousaf, Balal;Mian, Md Manik;Ali, Muhammad Ubaid;Ahmed, Rafay;Cheema, Ayesha Imtiyaz;Naushad, Mu;
Journal Ecotoxicology and environmental safety
Year 2020
DOI
S0147-6513(20)30083-X
URL
Keywords
stabilization biochar bioavailability leaching heavy metals concentration processed coal gangue

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.