Vliv fosforečnanů na mobilitu arzenu v kontaminovaných oblastech

Abstract

Arsen a fosfor jsou po chemické stránce velmi podobné prvky, a proto se předpokládá, že vykazují podobné chemické chování i v různých systémech životního prostředí. V této práci se zabývám chováním arzenu a jeho minerálních fází v přítomnosti mírně zvýšených koncentrací fosforečnanu. K tomuto studiu byly vybrány různé přírodní systémy se zvýšeným obsahem těchto prvků, které byly studovány různými experimentálními přístupy. Mezi studované vzorky patřily zemědělské půdy, důlní odpady, potoční sedimenty a vody a v neposlední řadě syntetické minerální fáze arsenu. Ke studiu byla použita řada běžně dostupných metod a přístrojové techniky používaných pro geochemický a mineralogický výzkum (např. RTG difrakce, Ramanova spektroskopie, ATR-FTIR, ICP-OES nebo EPMA). Výsledky této doktorské práce jsou prezentovány ve formě tří manuskriptů. První studie zkoumá dlouhodobý vliv kontinuálního přísunu relativně nízkého množství fosforečnanu z malokapacitní čistírny odpadních vod na mobilitu arsenu v potočním systému. Zde jsme zjistili významný pokles celkových koncentrací arsenu a naopak významnou koncentraci fosforu v sedimentech pod čistírnou. Výsledky této studie poukazují na již proběhlé a zároveň stále probíhající uvolňování arsenu v důsledku kompetitivní sorpce arsenu s fosforečnanem a demonstruje tak...

Arsenic and phosphorus are chemical analogues, and it is proposed that they have similar chemical behaviors in environmental systems. To gain a better understanding of the geochemical processes that control the mobility and stability of arsenic and its phases exposed to low phosphate levels, a variety of environmental matrices was studied using different experimental approaches. Among the samples studied were contaminated agricultural soils, mine waste materials, streambed sediments and river waters from a contaminated fluvial system, and synthetic arsenate phases. A number of common methods and techniques used for geochemical and mineralogical investigations were chosen, such as XRD, Raman spectroscopy, ATR-FTIR, ICP-OES, or EPMA. The results obtained during my doctoral studies are presented in the form of three manuscripts. The first study explores the long-term impact of continuous input of relatively low phosphate discharged from a small- capacity wastewater treatment plant on arsenic mobility within a small fluvial system located in a natural arsenic anomaly. Here, we document a significant decrease in total arsenic concentrations and sequestration of phosphorus in sediments downstream of a treatment plant. This part of the research highlights the past and ongoing mobilization of arsenic from...