Comparative study on Pb removal from aqueous solutions using biochars derived from cow manure and its vermicompost.

دراسة مقارنة لإزالة الرصاص من المحاليل المائية باستخدام الفحم الحيوي المشتق من روث الأبقار والسماد الدودي الناتج عنه.

Clicks: 382
ID: 96786
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 #136 of 637 articles by views in The Science of the total environment

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 637 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
Waste emissions have increased the amount of water and soil contaminated with heavy metals such as Pb. To broaden the methods for the recycling and environmental usage of cow manure (CM) and its vermicompost (CV), CM, CV, and their derived biochars produced by the pyrolysis of CM or CV at 350 and 700 °C were used as adsorbents for Pb removal in this batch adsorption experiment to reveal their different Pb removal efficiencies and the underlying mechanisms. The batch experiment results revealed that all adsorbents rapidly removed Pb within 30 min. A pH between 2.0 and 6.0 positively affected Pb removal by CM and its biochar, whereas that by CV and its biochar was only positively affected by pH between 2.0 and 3.0. CV-derived biochar was more effective in the removal of Pb than the other absorbents, with the maximum adsorption capacities (Qm) fitted from the Langmuir model reaching approximately 230.0 mg·g and the desorption rate (DR) being approximately 0.00-0.02%. Material physiochemical characterization, including X-ray diffraction analysis, showed that high pH, high ash content, rich mineral content, and high mineral contents might have been the main reasons for more effective removal of Pb from aqueous solutions by CV-derived biochar. Fourier-transform infrared analysis indicated that surface functional groups such as -OH, CO, -COO-, and C-O; original and newly produced carbonate; and phosphate in CV also led to more effective Pb removal efficiency from aqueous solution via surface functional group binding. Thus, pyrolyzing CVs may be used to produce biochar as a cost-effective adsorbent for heavy metal remediation in soil and water in the future.
أدت انبعاثات النفايات إلى زيادة كميات المياه والتربة الملوثة بالمعادن الثقيلة مثل الرصاص (Pb). ولتوسيع نطاق أساليب إعادة التدوير والاستخدام البيئي لروث الأبقار (CM) وسماد الديدان المشتق منه (الفيرميكومبوست - CV)، استُخدم كل من روث الأبقار، والفيرميكومبوست، والفحم الحيوي المشتق منهما والمنتج عبر الانحلال الحراري لأي منهما عند درجتي حرارة 350 و700 درجة مئوية كمواد مازة لإزالة الرصاص في تجربة الامتزاز بالدفعات هذه؛ للكشف عن تباين كفاءاتها في إزالة الرصاص والآليات الكامنة وراء ذلك. وأظهرت نتائج تجربة الدفعات أن جميع المواد المازة أزالت الرصاص بسرعة خلال 30 دقيقة. وأثّر الرقم الهيدروجيني (pH) بين 2.0 و6.0 إيجابياً في إزالة الرصاص بواسطة روث الأبقار وفحمه الحيوي، في حين لم تتأثر إزالته بواسطة الفيرميكومبوست وفحمه الحيوي إيجابياً إلا عند رقم هيدروجيني يتراوح بين 2.0 و3.0. وكان الفحم الحيوي المشتق من الفيرميكومبوست أكثر فاعلية في إزالة الرصاص مقارنةً بالمواد المازة الأخرى، حيث بلغت سعة الامتزاز القصوى ($Q_m$) المستخلصة من نموذج لانغموير ما يقارب 230.0 ملغ·غرام⁻¹، وتراوح معدل الانتزاز (DR) بين 0.00 و0.02% تقريباً. وأوضح التوصيف الفيزيوكيميائي للمواد، بما في ذلك تحليل حيود الأشعة السينية، أن ارتفاع الرقم الهيدروجيني، ومحتوى الرماد المرتفع، والمحتوى المعدني الغني، وارتفاع المحتويات المعدنية قد تكون الأسباب الرئيسية لزيادة فاعلية إزالة الرصاص من المحاليل المائية بواسطة الفحم الحيوي المشتق من الفيرميكومبوست. كما أشار تحليل مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه إلى أن المجموعات الوظيفية السطحية مثل OH- وCO وCOO- وC-O، بالإضافة إلى الكربونات الأصلية والمُستحدثة، والفوسفات الموجودة في الفيرميكومبوست، أدت أيضاً إلى كفاءة أعلى في إزالة الرصاص من المحلول المائي عبر الارتباط بالمجموعات الوظيفية السطحية. وبناءً على ذلك، يمكن استخدام الانحلال الحراري للفيرميكومبوست لإنتاج فحم حيوي يُعد مادة مازة مجدية اقتصادياً لمعالجة تلوث المعادن الثقيلة في التربة والمياه مستقبلاً.
Reference Key
zhang2020comparativethe Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Zhang, Weiwen;Du, Wenhui;Wang, Feng;Xu, Huiting;Zhao, Tonghe;Zhang, Hangjun;Ding, Ying;Zhu, Weiqin;
Journal The Science of the total environment
Year 2020
DOI
S0048-9697(20)30618-5
URL
Keywords
adsorption biochar cow manure vermicompost pb(2+)

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.