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 

kancerogennych metali (np. 
Cr VI) do nieszkodliwych 
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.
• Czynni z Pb(II) nisko biodostępnym.
• 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

80

o 

przez 

noc.

100 o./cm

2

Z-
nZVI

Charakterystyka kompozytu

-cząsteczki nZVI są zagregowane

-zeolit zapobiega agregacji cząsteczek

- w Z-nZVI cząsteczki  nZVI widoczne 
jako struktury łańcuchowe

-EDS potwierdza obecność żelaza w 
kompozycie

Powirzchnie:
-Z-nZVI – 80,37m

2

/g

-n-ZVI – 12,25m

2

/g

-Zeolit – 1,03m

2

/g

-3400-3600cm

-1

 – drgania rozciągające O-H

-1650cm

-1

 – drgania zginające O-H

-3500, 3200, 3100, 3000, 2550 i 2050cm

-1 

– 

drgania rozciągające O-H

-1200-900cm

-1

, 740 i 689cm

-1 

– drgania 

rozciągające SiO

4

 

i AlO

4

-<900cm

-1

 – obecność tlenków żelaza na 

powierzchni

- 1300cm

-1

 i 1100cm

-1

 – etanol

Z, Z-
nZVI

nZVI

Z

Z, nZvi, 
Z-nZVI

nZVI

Usuwanie ołowiu z wody

Reakcja 0,1 g Z-nZVI lub zeolitu w 100ml 

roztworu zawierającego 100mg Pb(II)/l przy 
35 C

Ilość usuniętego Pb:
-Z-nZVI – 96,2%
-zeolit – 39,1%

Pojemność Z-nZVI:
806mg Pb(II)/g

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