The study of cobalt leaching from soils, sewage sludges and composts using a one-step extraction

Marta Bożym 1  and Agnieszka Rajmund 2
  • 1 Faculty of Mechanical Engineering, Department of Environment Engineering, The Opole University of Technology, Mikołajczyka 5St., 45-271 Opole, Poland
  • 2 Institute of Technology and Life Sciences, Lower Silesia Research Centre in Wroclaw, Zygmunta Berlinga 7St., 51-209 Wrocław, Poland

Abstract

The study evaluated the leaching of cobalt (Co) in soils fertilized with sewage sludge (SS) and composts depending on the extractant used. SS came from rural, mechanical–biological treatment plant in Dobrzeń, Lower Silesia region. In addition, those SS were processed by composting. Sludges and composts were used to fertilise the energy plants during lysimeter experiment conducted during 2008–2013. The overall, as well as extracted by H2O, 0.1M HCl and 1M HCl, 0.05M Na2EDTA and 0.1M Na2EDTA, content of Co in samples were analysed. Additionally, the impact of pH and organic matter (OM) content on the leachability of Co were researched. It was found that the soil samples were rich in Co. Its share slightly depended on fertilisation with SS and compost. Co leaching depends on the type and concentration of extractant. The highest content of Co were leched with 0.1 M Na2EDTA, and the lowest content with 0.1M HCl. Co concentration in H2O extracts was not determined as its content was below the limit of quantification. Leachability of Co in the analysed samples was influenced by the overall Co content as well as pH and OM content.

If the inline PDF is not rendering correctly, you can download the PDF file here.

  • 1. ANJU M., BANERJEE D.K. 2011. Associations of cadmium. zinc. and lead in soils from a lead and zinc mining area as studied by single and sequential extractions. Environmental Monitoring and Assessment 176: 67–85.

  • 2. BHATTACHRYYA P., CHAKRABARTI K., CHAKRABORTY A., TRIPATHY S., KIM K., POWELL M.A. 2008. Cobalt and nickel uptake by rice and accumulation in soil amended with municipal solid waste compost. Ecotoxicology and Environmental Safety 69, 3: 506-512.

  • 3. CHEN S., SUN L., CHAO L., ZHOU Q., SUN T. 2009. Estimation of Lead Bioavailability in Smelter-Contaminated Soils by Single and Sequential Extraction Procedure. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 82, 1: 43–47.

  • 4. DIATTA J.B., GRZEBISZ W. 1999. Evaluation of Chelating Agents as Heavy Metals Extractants in Agricultural Soils under Threat of Contamination. Polish Journal of Environmental Studies 8, 3: 149-154.

  • 5. GAWDZIK J.I. 2010. Specjacja metali ciężkich w osadzie ściekowym na przykładzie wybranej oczyszczalni komunalnej. Ochrona Środowiska 4, 32: 15–19.

  • 6. GORLACH E., MAZUR T. 2001. Chemia rolna. PWN. Warszawa.

  • 7. GREINERT A. 2011. Kobalt w środowisku przyrodniczym i antropogenicznym. Wydawnictwo Uniwersytetu Zielonogórskiego. Zielona Góra.

  • 8. GREINERT A. 2008. Normy zawartości metali ciężkich w glebach w Polsce i UE w kontekście ich mobilności w warunkach presji urbanistycznej. Ekotoksykologia w Ochronie Środowiska: 121-128. Wyd. PZITS Oddział Dolnośląski.

  • 9. JESKE A., GWOREK B. 2011. Przegląd metod oznaczania biodostępności i mobilności metali ciężkich w glebach. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 49: 209-218.

  • 10. KABATA - PENDIAS A., PENDIAS H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN. Warszawa.

  • 11. KHANMIRZAEI A., BAZARGAN K., MOEZZI A A., RICHARDS B.K., SHAHBAZI K. 2013. Single and Sequential Extraction of Cadmium in Some Highly Calcareous Soils of Southwestern Iran. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 13, 1: 153-164.

  • 12. LU A.X., ZHANG S.Z., SHAN X.Q., WANG S.X., WANG Z.W. 2003. Application of microwave extraction for the evaluation of bioavailability of rare earth element in soils. Chemosphere 54: 54–63.

  • 13. MEERS E., DU LAING G., UNAMUNO V., RUTTENS A., VANGRONSVELD J., TACK F.M.G., VERLOO M.G. 2007. Comparison of cadmium extractability from soils by commonly used single extraction protocols. Geoderma 141: 247–259.

  • 14. MERCIK S. (red.). 2004. Chemia rolna. Podstawy teoretyczne i praktyczne. Wyd. SGGW. Warszawa.

  • 15. PN-EN 12457-2:2006. Charakteryzowanie odpadów -- Wymywanie -- Badanie zgodności w odniesieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów. Część 2: Jednostopniowe badanie porcjowe przy stosunku cieczy do fazy stałej 10 l/kg w przypadku materiałów o wielkości cząstek poniżej 4 mm (bez redukcji lub z redukcją wielkości). PKN. 2006. Warszawa.

  • 16. RAJMUND A., BOŻYM M. 2014. Ocena biodostepności metali ciężkich w kompostach i osadach ściekowych z wiejskiej oczyszczalni ścieków w aspekcie przyrodniczego wykorzystania. Inżynieria i Ochrona Środowiska. (w recenzji).

  • 17. RAO C. R. M., SAHUQUILLO A., LOPEZ SANCHEZ J.F. 2008. A Review of the Different Methods Applied in Environmental Geochemistry For Single and Sequential Extraction of Trace Elements in Soils and Related Materials. Water Air Soil Pollution 189: 291–333.

  • 18. SEGUIN. V., GAGNON. C., COURCHESNE. F. 2004. Changes in water extractable metals. pH and organic carbon concentrations at the soil-root interface of forested soils. Plant and Soil 260: 1–17.

  • 19. SIUTA J., WASIAK G. 1991. Zasady gospodarki odpadami bytowymi w środowisku przyrodniczym. Instytut Ochrony Środowiska. Warszawa.

  • 20. SYMANOWICZ B., KALEMBASA S. 2010. Wpływ odpadowych węgli brunatnych i osadów ściekowych oraz ich mieszanin na zawartość kobaltu litu i glinu w glebie i roślinach. Acta Agrophysica 15, 1: 167-175.

  • 21. SZUMSKA M., GWOREK B. 2009. Metody oznaczania frakcji metali ciężkich w osadach ściekowych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 41: 42-63.

  • 22. ŚRODA K., KIJO-KLECZKOWSKA A., OTWINOWSKI H. 2013. Methods of disposal of sewage sludge. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska 15, 2: 33-50.

  • 23. ŚWIETLIK R., TROJANOWSKA M. 2008. Metody frakcjonowania chemicznego stosowane w badaniach środowiskowych. Monitoring Środowiska Przyrodniczego 9: 29-36.

  • 24. URE A.M., QUEVAUVILLER P., MUNTAU H., GRIEPINK B. 1993. Speciation of heavy metals in soils and sediments. An account of the improvement and harmonization of extraction techniques undertaken under the auspices of the BCR of the Commission of the European Communities. International Journal of Environmental Analytical Chemistry 51: 135–151.

  • 25. URE A.M. 1996. Single extraction schemes for soil analysis and related applications. The Science of the Total Environment 178: 3-10.

  • 26. WILK M., GWOREK B. 2009. Metale ciężkie w osadach ściekowych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 39: 40-59.

OPEN ACCESS

Journal + Issues

Search