Kinetics of metal desorption from soil with nonionic micelle-solubilized ligands

Authors: Shin, Mari; Barrington, Suzelle F.; Marshall, William D.; Kim, Jin-Woo

Source: Journal of Environmental Engineering and Science, Volume 5, Number 2, March 2006 , pp. 163-173(11)

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Abstract:

The kinetics of heavy metal desorption from a naturally contaminated soil were investigated in the presence of Triton X-100 in combination with I^–, SCN^–, or I^–/SCN^–. Different kinetic equations were compared to describe surfactant and ligand induced metal desorption with time. A two-step first-order reaction equation was also evaluated for the metal desorption by surfactants and ligands. The Elvovich equation provided the closest approximation to experimental observations for the desorption kinetics for Cd with each of the surfactant–ligand combinations. The parabolic diffusion equation performed best for Cu desorbed using Triton X-100/SCN^–. The power function equation best described Zn desorption; whereas for Pb the parabolic diffusion equation provided the best fit. By applying the two-step first-order reaction model to metal desorption kinetics, an initial rapid desorption was observed to last 20 min, followed by a slower reaction kinetic over the remaining 24 h period. During the initial fast reaction, the highest desorption rate coefficient was obtained for Cd, followed by that for Zn, Cu, and Pb. For the slow reaction, Zn was desorbed more rapidly than Cd. Key words: I^–, SCN^–, parabolic diffusion, power function, Elvovich, metals, soils.

La cinétique de désorption des métaux lourds d'un sol contaminé naturellement a été étudiée en présence de Triton X-100 en combinaison avec I^–, SCN^– ou I^–/SCN^–. Des équations cinétiques différentes ont été comparées pour décrire la désorption des métaux induite par des surfactants et ligands dans le temps. Une équation de la réaction de premier ordre à deux étapes a également été évaluée pour la désorption des métaux par des surfactants et ligands. L'équation d'Elvovich a fourni la meilleure approximation des observations expérimentales de la cinétique de désorption du Cd avec chaque combinaison surfactant et ligand. L'équation de diffusion parabolique présentait les meilleurs résultats pour le Cu désorbé en utilisant le Triton X-100/SCN^–. L'équation de la fonction puissance décrivait mieux la désorption du Zn alors que, pour le Pb, l'équation de diffusion parabolique présentait le meilleur ajustement. En appliquant le modèle de réaction de premier ordre à deux étapes à la cinétique de désorption des métaux, une désorption initiale rapide a été observée et a duré 20 minutes, suivie par une réaction cinétique plus lente au cours de la période restante de 24 h. Durant la réaction initiale rapide, le coefficient cinétique de désorption le plus élevé a été obtenu pour le Cd, suivi du Zn, du Cu et du Pb. Quant à la réaction plus lente, le Zn a été désorbé plus rapidement que le Cd. Mots clés : I^–, SCN^–, diffusion parabolique, fonction puissance, Elvovich, métaux, sols.[Traduit par la rédaction]

Document Type: Research article

Publication date: 2006-03-01

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