Usuwanie Pb(II) z wody za pomocą 

kompozytu zeolitu i 

zerowartościowego żelaza

Mateusz Dyrek

Andrzej Kałkowski

Damian Krupa

Własności toksyczne Pb

•Ołów  jest  powszechnie  stosowany  w  wielu 

gałęziach przemysłu, a w niektórych miejscach 
są uwalniane duże ilości ścieków zawierających 
wysokie 

stężenie 

jonów 

ołowiu. 

Ołów 

bezpośrednio  lub  pośrednio  dociera  do 
powierzchniowych  wód  i  wód  gruntowych, 
gdzie  staje  się  aktywny  biologicznie  (sole  i 
tlenki).

•Wchłaniany do organizmu nawet przez skórę.
•Ołów  gromadzi  się  głównie  w  mięśniach, 

kościach, nerkach i tkankach mózgu oraz może 
powodować  anemię,  zaburzenia  ośrodkowego 
układu nerwowego i choroby nerek. 

Metody oczyszczania wody z metali 

ciężkich

•Konwencjonalna jonowymienność,
•Filtracja,
•Adsorpcja,
•Wytrącanie chemiczne,
•Odwrócona osmoza.

Co to jest nZVI?

Źródło: Development of Nano-Zero Valent Iron for the Remediation of Contaminated Water 
Wan Zuhairi Wan Yaacob, Noraznida Kamaruzaman, Abdul Rahim Samsudin 

Zalety:

-    Remediacja in situ,

- Wysoka powierzchnia 

właściwa (~216 m

2

/g)

- Wysoka pojemność 

adsorpcyjna ciężkich metali

- -Wymiana toksycznych 

substancji na nietoksyczne

- Zdolny do redukcji i 

wytrącania kancerogennych 
metali (np. Cr VI) do bardziej 
stabilnych form (Cr III) 

Źródło: Development of Nano-Zero Valent Iron for the Remediation of 
Contaminated Water Wan Zuhairi Wan Yaacob, Noraznida Kamaruzaman, 
Abdul Rahim Samsudin 

Co to jest nZVI?

Co to jest PRBs?

nZVI vs. Zeolit-nZVI

•Wady nZVI, które naprawia Z-nZVI: 

 - 

często tworzy agregaty  zmniejszenie wydajności adsorpcji poprzez zmniejszenie powierzchni 

właściwej,

 

 - słabe właściwości mechaniczne.

 - niska trwałość.

Wytwarza mniej ujemny potencjał utleniania-redukcji  zmniejszenie zdolności sorpcji  rozwiązanie: chitozan.

 

Oprócz tego poprawić niektóre zdolności nZVI poprzez:

•

stabilizację nZVI z biodegradowalnym surfaktantem  skutecznie usuwa chlorek winylu i 1,2-dichloroetan 
z wody,

•

podparcie nZVI  stabilizator do usuwania azotanów z wody. 

•

mieszaninę granulowanego pumeksu z nZVI  usunięcia jonów niklu w wodzie.

•

Z-nZVI:

• Średnia powierzchnia aktywna:

• Z-nZVI = 80,37 m

2

/g, 

• Zeolit =   1,03 m

2

/g

• nZVI = 12,25 m

2

/g

• Zdolność pojemnościowa Z-nZVI 806/1000 mg Pb (II)/L.
• Sprawia niską biodostępność Pb (II).
• Z-nZVI jest możliwy do zastosowania w PRBs.

Synteza kompozytu Z-nZVI









 10 minut

 1 M HNO

3

 – pH = 4

250 ml odgazowanej 
nanoczystej wody (18 Mohm) 



0,5 g naturalnego 
zeolitu 

1 g FeSO

4

 

7H

2

O  

30 minut

Pokojow
a

 25 ml 1 M KBH

4

 (30 

kropli/min),  

Fe

2+

 + 2BH

4

 + 6H

2

0 -> Fe

0

+ 

2B(OH)

3

 + 7H

2

Roztwór Pb

•Roztwór Pb przygotowano przez rozpuszczenie 1,60 g Pb 

(NO

3

) 

2

 w 100 ml odgazowanej wody i stężenie robocze 

przygotowywano rozcieńczając roztwór podstawowy.

FTIR

•Widma FTIR opierają się o załadowaniu nZVI na zeolitu i 

zmniejszenie utleniania Fe

0

 w kompozycie Z-nZVI. 

•Widma w podczerwieni z zeolitu, nZVI i Z nZVI 

złożonych proszków uzyskuje się w pastylek KBr na 

Perkin-Elmer podczerwieni z transformacją Fouriera 

(FTIR) spektrofotometru (Irvine, CA, USA) w trybie 

odbicia rozproszonego przy rozdzielczości 4 cm 

-1

.

SEM

•Zdjęcia za SEM pokazują, że agregacja została 

wyeliminowana

•Pole emisji SEM (FE-SEM; Hitachi S-4700, Tokyo, Japan) 

było użyte w celu wyświetlenia na morfologii i 

właściwości powierzchniowych nZVI i zeolitu. 

Bio-SEM

•Charakterystyka kompozytu Z-nZVI została otrzymana 

stosując biologiczną transmisyjnej mikroskopii 

elektronowej (Bio-TEM; Hitachi H-7650, Tokyo, Japan)

TEM

•natomiast zdjęcia z TEM pokazują dobrze rozproszony 

nZVI w „chain-like” strukturach w matrycy zeolitu

Wpływ pH

Wpływ 

temperatu

ry

XRD

Obecność Fe w kompozycie; 
Dyfrakcja rentgenowska 
potwierdziła tworzenie i 
unieruchomienie Fe

0

 i następnie 

sorpcję i redukcję niektórych Pb 
(II) do Pb

0

i energia dyspersji widma X-ray 
(EDS) została uzyskana przy 
użyciu FESEM

Usuwanie Pb(II) z kompozytu

Wnioski

•Zeolit dobrze stabilizuje nZVI, dzięki czemu w 

mniejszym stopniu ulega agregacji

•Duża powierzchnia właściwa
•Kompozyt lepiej usuwa Pb(II) niż czysty zeolit
•Za pomocą analizy XRD potwierdzono sorpcję
•Zeolit jest tani, więc kompozyt Z-nZVI jest dobrą 

perspektywą do instalacji PRB

Dalsze badania

•Potrzebne są dalsze badania w celu ustalenia 

właściwości sorpcyjnych kompozytu w przypadku innych 

metali, oraz zanieczyszczeń organicznych

Dziękujemy za uwagę