Published December 2, 2016
| Version v1
Publication
Open
Adsorptive Removal of Toxic Chromium from Waste-Water Using Wheat Straw and Eupatorium adenophorum
Creators
- 1. Chengdu Institute of Biology
- 2. Chinese Academy of Sciences
- 3. University of Chinese Academy of Sciences
- 4. Kohat University of Science and Technology
Description
Environmental pollution with heavy metals is a serious issue worldwide posing threats to humans, animals and plants and to the stability of overall ecosystem. Chromium (Cr) is one of most hazardous heavy metals with a high carcinogenic and recalcitrant nature. Aim of the present study was to select low-cost biosorbent using wheat straw and Eupatorium adenophorum through simple carbonization process, capable of removing Cr (VI) efficiently from wastewater. From studied plants a low cost adsorbent was prepared for removing Cr (VI) from aqueous solution following very simple carbonization method excluding activation process. Several factors such as pH, contact time, sorbent dosage and temperature were investigated for attaining ideal condition. For analysis of adsorption equilibrium isotherm data, Langmuir, Freundlich and Temkin models were used while pseudo-first-order, pseudo-second-order, external diffusion and intra-particle diffusion models were used for the analysis of kinetic data. The obtained results revealed that 99.9% of Cr (VI) removal was observed in the solution with a pH of 1.0. Among all the tested models Langmuir model fitted more closely according to the data obtained. Increase in adsorption capacity was observed with increasing temperature revealing endothermic nature of Cr (VI). The maximum Cr (VI) adsorption potential of E. adenophorum and wheat straw was 89.22 mg per 1 gram adsorbent at 308K. Kinetic data of absorption precisely followed pseudo-second-order model. Present study revealed highest potential of E. adenophorum and wheat straw for producing low cost adsorbent and to remove Cr (VI) from contaminated water.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد التلوث البيئي بالمعادن الثقيلة مشكلة خطيرة في جميع أنحاء العالم تشكل تهديدات للبشر والحيوانات والنباتات واستقرار النظام البيئي العام. الكروم (Cr) هو واحد من أكثر المعادن الثقيلة خطورة مع طبيعة عالية مسرطنة ومتمردة. كان الهدف من الدراسة الحالية هو اختيار المواد الماصة الحيوية منخفضة التكلفة باستخدام قش القمح و Eupatorium adenophorum من خلال عملية كربنة بسيطة، قادرة على إزالة Cr (VI) بكفاءة من مياه الصرف الصحي. من النباتات المدروسة، تم تحضير مادة ماصة منخفضة التكلفة لإزالة Cr (VI) من المحلول المائي باتباع طريقة كربنة بسيطة للغاية باستثناء عملية التنشيط. تم فحص العديد من العوامل مثل الأس الهيدروجيني ووقت التلامس والجرعة الماصة ودرجة الحرارة للوصول إلى الحالة المثالية. لتحليل بيانات توازن الامتزاز المتساوي الحرارة، تم استخدام نماذج Langmuir و Freundlich و Temkin بينما تم استخدام نماذج الانتشار الخارجي والانتشار داخل الجسيمات لتحليل البيانات الحركية. كشفت النتائج التي تم الحصول عليها أنه تمت ملاحظة 99.9 ٪ من إزالة Cr (VI) في المحلول بدرجة حموضة 1.0. من بين جميع النماذج التي تم اختبارها، تم تركيب نموذج Langmuir بشكل أوثق وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها. لوحظت زيادة في قدرة الامتزاز مع زيادة درجة الحرارة التي تكشف عن الطبيعة الماصة للحرارة للكروم (VI). كان الحد الأقصى لإمكانية امتصاص Cr (VI) من E. adenophorum وقش القمح 89.22 ملغ لكل 1 غرام من الممتزات عند 308 كلفن. اتبعت البيانات الحركية للامتصاص بدقة نموذجًا من الدرجة الثانية الزائفة. كشفت الدراسة الحالية عن أعلى إمكانات E. adenophorum وقش القمح لإنتاج مادة ماصة منخفضة التكلفة وإزالة Cr (VI) من المياه الملوثة.Translated Description (French)
La pollution de l'environnement par les métaux lourds est un problème grave dans le monde entier, menaçant les humains, les animaux et les plantes ainsi que la stabilité de l'écosystème dans son ensemble. Le chrome (Cr) est l'un des métaux lourds les plus dangereux avec une nature hautement cancérogène et récalcitrante. L'objectif de la présente étude était de sélectionner un biosorbant à faible coût utilisant de la paille de blé et de l'Eupatorium adenophorum par un processus de carbonisation simple, capable d'éliminer efficacement le Cr (VI) des eaux usées. À partir des plantes étudiées, un adsorbant à faible coût a été préparé pour éliminer le Cr (VI) de la solution aqueuse en suivant une méthode de carbonisation très simple excluant le processus d'activation. Plusieurs facteurs tels que le pH, le temps de contact, la dose de sorbant et la température ont été étudiés pour atteindre un état idéal. Pour l'analyse des données d'isotherme d'équilibre d'adsorption, des modèles de Langmuir, Freundlich et Temkin ont été utilisés tandis que des modèles de pseudo premier ordre, de pseudo second ordre, de diffusion externe et de diffusion intra-particule ont été utilisés pour l'analyse des données cinétiques. Les résultats obtenus ont révélé que 99,9% de l'élimination du Cr (VI) était observée dans la solution avec un pH de 1,0. Parmi tous les modèles testés, le modèle de Langmuir s'est ajusté plus étroitement en fonction des données obtenues. Une augmentation de la capacité d'adsorption a été observée avec l'augmentation de la température révélant la nature endothermique du Cr (VI). Le potentiel d'adsorption maximum du Cr (VI) d'E. adenophorum et de la paille de blé était de 89,22 mg par gramme d'adsorbant à 308K. Les données cinétiques d'absorption ont suivi avec précision le modèle de pseudo-seconde-ordre. La présente étude a révélé le potentiel le plus élevé d'E. adenophorum et de paille de blé pour produire un adsorbant à faible coût et pour éliminer le Cr (VI) de l'eau contaminée.Translated Description (Spanish)
La contaminación ambiental con metales pesados es un problema grave en todo el mundo que representa una amenaza para los seres humanos, los animales y las plantas y para la estabilidad del ecosistema en general. El cromo (Cr) es uno de los metales pesados más peligrosos con una naturaleza altamente cancerígena y recalcitrante. El objetivo del presente estudio fue seleccionar un biosorbente de bajo costo utilizando paja de trigo y Eupatorium adenophorum a través de un proceso de carbonización simple, capaz de eliminar Cr (VI) de manera eficiente de las aguas residuales. De las plantas estudiadas se preparó un adsorbente de bajo costo para eliminar el Cr (VI) de la solución acuosa siguiendo un método de carbonización muy simple, excluyendo el proceso de activación. Se investigaron varios factores como el pH, el tiempo de contacto, la dosis de sorbente y la temperatura para alcanzar la condición ideal. Para el análisis de los datos de isoterma de equilibrio de adsorción, se utilizaron los modelos de Langmuir, Freundlich y Temkin, mientras que los modelos de pseudo-primer orden, pseudo-segundo orden, difusión externa y difusión intrapartícula se utilizaron para el análisis de los datos cinéticos. Los resultados obtenidos revelaron que el 99.9% de la eliminación de Cr (VI) se observó en la solución con un pH de 1.0. Entre todos los modelos probados, el modelo de Langmuir se ajustó más estrechamente de acuerdo con los datos obtenidos. Se observó un aumento en la capacidad de adsorción con el aumento de la temperatura que revela la naturaleza endotérmica del Cr (VI). El potencial máximo de adsorción de Cr (VI) de E. adenophorum y paja de trigo fue de 89,22 mg por 1 gramo de adsorbente a 308K. Los datos cinéticos de absorción siguieron con precisión el modelo de pseudo-segundo orden. El presente estudio reveló el mayor potencial de E. adenophorum y paja de trigo para producir adsorbente de bajo costo y para eliminar Cr (VI) del agua contaminada.Files
journal.pone.0167037&type=printable.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c2535687a6b4d11d0fde7c2e526c2b5e
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الإزالة الامتزازية للكروم السام من مياه الصرف الصحي باستخدام قش القمح و Eupatorium adenophorum
- Translated title (French)
- Élimination par adsorption du chrome toxique des eaux usées à l'aide de paille de blé et d'Eupatorium adenophorum
- Translated title (Spanish)
- Eliminación por adsorción del cromo tóxico de las aguas residuales utilizando paja de trigo y Eupatorium adenophorum
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2559203822
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0167037
References
- https://openalex.org/W1559192401
- https://openalex.org/W1773187659
- https://openalex.org/W1820192183
- https://openalex.org/W1963640521
- https://openalex.org/W1966175637
- https://openalex.org/W1966260299
- https://openalex.org/W1967986614
- https://openalex.org/W1969476642
- https://openalex.org/W1971257575
- https://openalex.org/W1974971913
- https://openalex.org/W1980458653
- https://openalex.org/W1982611640
- https://openalex.org/W1982944358
- https://openalex.org/W1984365624
- https://openalex.org/W1988308392
- https://openalex.org/W1994688194
- https://openalex.org/W1997825863
- https://openalex.org/W2000948847
- https://openalex.org/W2000979228
- https://openalex.org/W2001117337
- https://openalex.org/W2002194763
- https://openalex.org/W2011508913
- https://openalex.org/W2030184726
- https://openalex.org/W2030495354
- https://openalex.org/W2032834266
- https://openalex.org/W2032840138
- https://openalex.org/W2033152729
- https://openalex.org/W2035354045
- https://openalex.org/W2043148363
- https://openalex.org/W2044723891
- https://openalex.org/W2048837647
- https://openalex.org/W2048869454
- https://openalex.org/W2051065220
- https://openalex.org/W2052599976
- https://openalex.org/W2067853454
- https://openalex.org/W2071080666
- https://openalex.org/W2073182284
- https://openalex.org/W2088067605
- https://openalex.org/W2089351220
- https://openalex.org/W2091052893
- https://openalex.org/W2113536011
- https://openalex.org/W2139520854
- https://openalex.org/W2187343292
- https://openalex.org/W2281838412
- https://openalex.org/W2338334684
- https://openalex.org/W2349859683
- https://openalex.org/W2364493173
- https://openalex.org/W3132239339
- https://openalex.org/W4253384724
- https://openalex.org/W4376861885