Usuwanie Pb(II) z wody za pomocą 

kompozytów zeolitu (jakiego?) z 

nanocząsteczkami Fe

0 

(Z-nZVI)

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?

Co to jest PRBs?

nZVI vs. Zeolit-nZVI

•Wady (usuwanie metali ciężkich) nZVI: 

 - 

często tworzy agregaty  zmniejszenie wydajności poprzez zmniejszenie powierzchni właściwej,

 - 

wytwarza mniej ujemny potencjał utleniania-redukcji  zmniejszenie zdolności sorpcji,

Aby rozwiązać te problemy można zastosować chitozan, ale zastosowanie zeolitu 

powoduje pozbycie się także takich wad nZVI, jak:

- słabe wytrzymałości mechaniczne,
- niską trwałość,

Oprócz tego można poprawić niektóre właściwości nZVI poprzez:

• stabilizację nZVI z biodegradowalnym środkiem powierzchniowo czynnym (surfaktantem)  skutecznie usuwa 

chlorek winylu i 1,2-dichloroetan z wody,

• podparcie nZVI pillared clay  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

Charakterystyka kompozytu

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

XRD

•Rozpraszająca energię spektroskopia rentgenowska 

wykazała 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