Φυσικοί Ζεόλιθοι: ένα ελκυστικό υλικό για την απομάκρυνση ρύπων από υδατικό περιβάλλον. Διεθνή βιβλιογραφικά δεδομένα, απόψεις και προοπτικές στην Ελλάδα

Natural Zeolites: an attractive material for pollutants removal from the aquatic environment. International bibliographical data, opinions and perspectives for Greece (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Νικολαΐδου, Ζωή
  3. Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος (ΚΠΠ)
  4. 19 Σεπτεμβρίου 2020 [2020-09-19]
  5. Ελληνικά
  6. 148
  7. Βάκρος, Ιωάννης
  8. Στάθη, Παναγιώτα | Μπουρίκας, Κυριάκος
  9. Ζεόλιθος | Zeolite | Πετρωτά | Petrota | Νομός Έβρου | Prefecture of Evros | Ιοντοανταλλαγή | Ion exchange | Προσρόφηση | Adsorption | Υδατικά λύματα | Wastewater
  10. 5
  11. 67
  12. Περιέχει: πίνακες, εικόνες, σχήματα
    • Η ρύπανση των υδάτων αποτελεί ένα μείζον περιβαλλοντικό ζήτημα τις τελευταίες δεκαετίες. Πολλές τεχνικές έχουν αναπτυχθεί για την αντιμετώπιση της, ανάμεσα στις οποίες μία εκ των πιο σημαντικών είναι και η προσρόφηση. Η χρήση του φυσικού ζεόλιθου ως προσροφητικό μέσο αποτελεί μία ελκυστική λύση εξαιτίας τόσο της ιδιαίτερης δομής του και των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του όσο και της μεγάλης διαθεσιμότητάς του. Ο ζεόλιθος είναι ένα αργιλοπυριτικό υλικό, το οποίο αποτελείται από κατιόντα Si4+ και Al3+ σε τετραεδρική διάταξη, τα οποία περιβάλλονται από τέσσερα ανιόντα Ο2–. Όταν τα κατιόντα Si4+ υποκαθίστανται από τα κατιόντα Al3+ στο ζεολιθικό σκελετό, δημιουργείται αρνητικό φορτίο στη δομή του ζεόλιθου, το οποίο εξουδετερώνεται από αντισταθμιστικά ιόντα. Αυξάνοντας, λοιπόν, τα κατιόντα Al3+ στην πλεγματική δομή του, και κατά συνέπεια μειώνοντας την αναλογία Si/Al, αυξάνoνται τόσο η ικανότητα ιοντοανταλλαγής του, όσο και ο αριθμός των όξινων θέσεων Brønsted, ενώ η επιφάνεια του ζεόλιθου γίνεται πιο υδρόφιλη. Ο μηχανισμός της ιοντοανταλλαγής αποτελεί τον κύριο μηχανισμό απομάκρυνσης ιόντων βαρέων μετάλλων, αμμωνιακών ιόντων και ιόντων ραδιερνεργών στοιχείων από τα υδατικά λύματα. Στη βιβλιογραφία αναφέρεται έως και 90% απόδοση στην απομάκρυνση ιόντων ΝΗ4+ από φυσικό ζεόλιθο, ενώ ικανοποιητική ήταν και η απόδοση του στην απομάκρυνση διαφόρων ιόντων βαρέων μετάλλων, φτάνοντας σχεδόν το 100% σε κάποιες περιπτώσεις. Επίσης, αναφέρθηκε έως και 88% απόδοση και στην απομάκρυνση ιόντων U(VI). Τέλος, η παρούσα εργασία επικεντρώνεται σε βιβλιογραφικά δεδομένα που αφορούν τη χρήση του ζεόλιθου από το χωριό Πετρωτά του Ν. Έβρου ως προσροφητικό υλικό. Ο συγκεκριμένος ζεόλιθος επιδεικνύει ικανοποιητικά αποτελέσματα στην απομάκρυνση του Ρ2Ο5 (>97%), του COD (ως 76%), του Pb (> 50%), του Cr (> 88%) και των ιόντων NO3– (ως 70%) από βιομηχανικά λύματα, ενώ η επεξεργασία αστικών λυμάτων με τον εν λόγω ζεόλιθο μείωσε το pH των υδάτων προς το ουδέτερο, βελτίωσε τη διαύγειά τους, μείωσε τα αιωρούμενα σωματίδια ως 98,5%, το COD ως 97,2%, το Ρ2Ο5 ως 99,3% και τα ιόντα ΝΗ4+ ως 99,9%. Επίσης, χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία για την εξουδετέρωση των όξινων υδάτων (pH 5,5) από το ρέμα Κοκκινόλακκας και των βασικών υδάτων της λίμνης Κορώνειας (pH 9,5).
    • Water pollution has been a major environmental issue in the recent decades. Many techniques have been developed to deal with it, one of the most important is adsorption. The use of natural zeolite as an adsorbent is an attractive solution due to its special structure and physicochemical properties as well as its high availability. Zeolite is an aluminosilicate material, consisting of Si4+ and Al3+ cations in a tetrahedral arrangement, surrounded by four O2– anions. When Si4+ cations are substituted by Al3+ cations in the zeolite framework, a negative charge is created in its structure, which is balanced by compensating ions. Thus, by increasing the Al3+ cations in its lattice structure, and consequently reducing the Si/Al ratio, both its ion exchange capacity and the number of Brønsted acid sites increase, while the surface of the zeolite becomes more hydrophilic. The ion exchange mechanism is the main mechanism for the removal of heavy metal ions, ammonium ions and ions of radioactive elements from aqueous effluents. The literature reports up to 90% efficiency in the removal of NH4+ ions from natural zeolite, while its efficiency in the removal of various heavy metal ions was satisfactory, reaching almost 100% in some cases. Furthermore, up to 88% efficiency was also reported in the removal of U (IV) ions. Finally, the present work focuses on bibliographic data concerning the use of zeolite from the village Petrota in the Prefecture of Evros as an adsorbent material. This zeolite shows satisfactory results in the removal of P2O5 (> 97%), COD (up to 76%), Pb (> 50%), Cr (> 88%) and NO3– ions (up to 70%) from industrial wastewater, while treating urban wastewater with this zeolite reduced the pH of the water to neutral, improved their clarity, reduced the suspended particles to 98.5%, the COD to 97.2%, the P2O5 to 99, 3% and NH4+ ions up to 99.9%. It was also used successfully to neutralize the acidic waters (pH 5.5) from the Kokkinolakka stream and the basic waters of the Lake Koronia (pH 9.5).
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.