Ekstrakcja sekwencyjna metali ciężkich w kompozycie mineralno-organicznym

W celu rekultywacji terenów zdegradowanych i poeksploatacyjnych, w tym składowisk odpadów komunalnych można stosować określone odpady komunalne, tj. popioły paleniskowe i ustabilizowane osady ściekowe. Zmieszanie tych odpadów w stosunku 1:1 stanowi kompozyt mineralno – organiczny wykorzystywany jako materiał rekultywacyjny. Przy analizie potencjalnego ryzyka jakie mogą stwarzać odpady preferowane jest stosowanie badania wieloetapowej ekstrakcji sekwencyjnej. W pracy dokonano analizy zawartości metali ciężkich w poszczególnych frakcjach kompozytu wydzielonych metodą ekstrakcji sekwencyjnej według procedury Tessiera. Badanie ekstrakcji sekwencyjnej przeprowadzono w celu poznania poszczególnych form i frakcji składających się na całkowitą zawartość danego metalu oraz oceny mobilności pierwiastków w środowisku. Zidentyfikowano pięć form występowania metali ciężkich: wymienną, węglanową, tlenkową, organiczną oraz pozostałościową. Dominującą formą występowania kadmu i cynku były połączenia węglanowe. Najwyższą zawartość ołowiu i miedzi oznaczono we frakcji organicznej, a chromu i niklu we frakcji pozostałościowej. Przeprowadzono także analizę poziomu uwalniania metali ciężkich za pomocą podstawowego testu wymywania według PN-EN 12457-2. Badanie to wykazało niską wymywalność metali ciężkich z kompozytu. Ze względu na niewielki udział form metali rozpuszczalnych w wodzie badany materiał uznano za bezpieczny dla środowiska gruntowo – wodnego.

The specific municipal waste (bottom ash and stabilized sewage sludge) can be applied for reclamation of post-industrial areas and landfill sites. The mixture of this waste in a 1:1 ratio is a mineral-organic composite used as material for reclamation. The multi-stage procedure of sequential extraction constitutes the preferred tool applied in the analysis of the potential hazard that is formed by the waste. The paper presents the analysis of heavy metal contents in particular fractions of composite, separated by sequential extraction according to Tessier’s procedure. The sequential extraction analysis was carried out in order to identify the particular forms and fractions forming the total content of a given metal and assess the mobility of elements into the environment. Five forms of heavy metals were identified: exchangeable, carbonate, oxide, organic and residual. Cadmium and zinc occurred primarily in the carbonate associations. The highest content of lead and copper was determined in the organic fraction. On the other hand, chromium and nickel occurred primarily in the residual fraction. The analysis of heavy metals release using basic leaching test, according to PN-EN 12457-2, was also carried out. The study demonstrated low leachability of heavy metals. Due to the very small ratio of heavy metal forms that are water-soluble, the waste was considered to be safe to the soil and water environment.