View More View Less
  • 1 MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest
  • 2 MK Föld- és Környezettudományi Intézeti Tanszék, Veszprém
  • 3 3MTA CSFK Földtani és Geokémiai Intézet, Budapest
Restricted access

Purchase article

USD  $25.00

1 year subscription (Individual Only)

USD  $184.00

Kationos felületaktív anyag, a hexadecilpiridinium-klorid (CPC) adszorpcióját vizsgáltuk különböző talajokon, üledékeken és ásványi őrleményeken. Valódi talajokon történő adszorbeálódásáról kevés irodalmi adat található. Célunk volt megha-tározni, hogy mely talajtulajdonságok befolyásolják leginkább a tenzid megkötődé-sét.

A minták ásványos összetételének meghatározása röntgen-pordiffrakcióval (XRD) történt. Ez alapján hat csoportra tudtuk elkülöníteni: 1. Szmektites (kis rétegtöltésű montmorillonitos) talajok; 2. Vermikulitos talajok; 3. Szmektitet is tartalmazó illites minták; 4. Klorit/vermikulit tartalmú talajok; 5. Illit és klorit tartalmú talajok; 6. Nagy kvarctartalmú minták.

A minták felületaktív anyaggal történő kezelése az ún. „elárasztásos módszerrel” (static equilibrium experiments) valósult meg.

A CPC oldat koncentrációjának függvényében ábrázoltuk a minták által adszor-beált tenzidmennyiségét, majd a mérési pontokra Langmuir-típusú izotermát illesz-tettünk. Az adszorpciós izotermák segítségével meghatároztuk a vizsgált adszorbensek hidrofóbizálásához szükséges fajlagos tenzidmennyiségeket, amely mellett feltételeztük, hogy a talajszemcsék felületén monomolekuláris tenzidborítottság alakul ki. Az illesztett görbe telítődő jelleget mutat és első szakasza nagy affinitású H-típusra utal. Logaritmikus skálán ábrázoltuk a tenzidadszorpciós értékeket és megállapítottuk, hogy az egyes minták monomolekuláris rétegborítottságához szükséges tenzidmennyiségek mintánként általában szignifikánsan eltérőek. A fajlagos CPC mennyiségét a nagy agyagtartalmú, szmektites minták esetében találtuk a legnagyobbnak, a kvarchomok mintáét pedig a legkisebbnek.

Vizsgáltuk, hogy a minták mely tulajdonságai állnak kapcsolatban a monomolekuláris telítettségnél adszorbeált fajlagos tenzid mennyiségekkel. Számítottuk továbbá a Pearson-féle korrelációs együtthatókat.

A fajlagos tenzid mennyiségével szoros összefüggést mutatott a higroszkóposság (hy1), az agyagtartalom, a fajlagos felület (BET-felület) és a kationcserélő képesség (T-érték). A CPC adszorpcióját leíró regressziós egyenletek szerint öt paraméter határozza meg a fajlagos tenzid mennyiségét: agyag-, humusz-, mésztartalom, pH(H2O) és a BET-felület.

  • ABU-ZREIG, M., RUDRA, R. P. & DICKINSON, W. T., 2003. Effect of application of sur-factants on hydraulic properties of soils. Biosystems Engineering. 84. (3) 363372.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • ALLRED, B. & BROWN, G. O., 1994. Surfactant induced reduction in soil hydraulic con-ductivity. Ground Water Monitoring and Remediation. 14. 174184.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • ARINGHIERI, R. & SEQUI, P., 1978. The arrangement of organic matter in a soil crumb. In: Modification of Soil Structure (Eds.: EMERSON, W. W., BOND, R. D. &. DEXTER, A. R.) 145150. John Wiley. New York.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • ATKIN, R., CRAIG, V. S. J., WANLESS, E. J. & BIGGS, S., 2003. Mechanism of cationic surfactant adsorption at the solid–aqueous interface. Advances in Colloid and In-terface Science. 103. 219304.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • BAE, S., MANNAN, M. B. & LEE, W., 2012. Adsorption of cationic cetylpyridinium chlo-ride on pyrite surface. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 18. 14821488.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • BANKS, M. L., KENNEDY, A. C., KREMER, R. J. & EIVAZI. F., 2014. Soil microbial com-munity response to surfactants and herbicides in two soils. Applied Soil Ecology. 74. 1220.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • BROWN, M. J. & BURRIS, D. R., 1996. Enhanced organic contaminant sorption on soil treated with cationic surfactants. Ground water. 34. 734745.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • BRUNAUER, S., EMMETT, P. H. & TELLER, E., 1938. Adsorption of gases in multimolecular layers. Journal of the American Chemical Society. 60. 2 309319.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • BURFORD, J. R., DESHPANDE, T. L., GREENLAND, D. J. & QUIRK, J. P., 1964. Influence of organic materials on the determination of the specific surface areas of soils. Journal of Soil Science. 15. 192201.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • CSATÁRI T. , MAKÓ A., SKIC, K., TÓTH Z. & BALÁZS R., 2013. A talajok víz- és szervesfolyadék-visszatartó képességének változása kationos felületaktív anyaggal történő kezelés hatására. In: Talajvédelem Különszám. Talajtani Vándorgyűlés, Miskolc, 2012. aug. 23–25. (Szerk.: DOBOS E., BERTÓTI R. D. & SZABÓNÉ KELE G.) 105114. Könyvműhely — Z-Press Kiadó. Miskolc.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • DOBOZY, O., LAKATOS, M. & MÁTÉ, F., 1970. Vlijanyije nyekotorih povernosztno-aktivnih u drugih organicseszkih vescsesztv na fizicsekie szvojsztva pocsvi i razvityije rasztyenyii. Zsurnal Prikladnoj Himii. XLIII. 639645.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • FAN, A., SOMASUNDARAN, P. & TURRO, N. J., 1997. Adsorption of alkyltrimethylam-monium bromides on negatively charged alumina. Langmuir. 13. 506510.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • FÖLDÉNYI R. , TÓTH Z., CSATÁRI T. & MAKÓ A., 2013. Egy kationos tenzid (CPC) ad-szorpciója talajokon és talajalkotókon. Talajvédelem Különszám. In: Talajvédelem Különszám. Talajtani Vándorgyűlés, Miskolc, 2012. aug. 2325. (Szerk.: DOBOS E., BERTÓTI R. D. & SZABÓNÉ KELE G.) 181187. Könyvműhely — Z-Press Kiadó. Miskolc.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • GAO, B., WANG, X., ZHAO, J. & SHENG, G., 2001. Sorption and cosorption of organic contaminant on surfactant-modified soils. Chemosphere. 43. 10951102.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • GILES, C. H., MACEWAN, T. H., NAKHVA, S. N. & SMITH, D., 1960. Studies in adsorp-tion. Part XI. A system of classification of solution adsorption isotherms, and its use in diagnosis of adsorption mechanisms and in measurement of specific surface areas of solids. Journal of the Chemical Society. 1960. 39733993.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • GREENLAND, D. J. & QUIRK, J. P., 1964. Determination of the total specific surface areas of soils by adsorption of cetyl pyridinium bromide. Journal of Soil Science. 15. 178191.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • HRENOVIC, J., IVANKOVIC, T., SEKOVANIC, L. & ROZIC, M., 2008. Toxicity of dode-cylpyridinium and cetylpyridinium chlorides against phosphate-accumulating bac-terium. Central European Journal of Biology. 3. 143148.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • KARAGUNDUZ, A., PENNEL, K. D. & YOUNG, M. H., 2001. Influence of a nonionic sur-factant on the water retention properties of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal. 65. 13921399.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • KRISHNAM URTI, G. S. R., VOLK, V. & JACKSON, M. L., 1966. Soil adsorption of Linear Alkylate Sulfonate. Soil Science Society of America Proceeding. 30. 685688.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • KUHNT, G., 1993. Behaviour and fate of surfactant in soil. Environmental Toxicology and Chemistry. 12. 18131820.

  • LAKRA, J., TIKARIHA, D., YADAV, T., SATNAMI, M. L. & GHOSH, K. K., 2013. Study of solubility efficiency of polycyclic aromatic hydrocarbons in single surfactant systems. Journal of Surfactants and Detergents. 16. 957966

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • LAW, J. P. JR. & KUNZE, G. W., 1966. Reactions of surfactants with montmorillonite: Adsorption mechanisms. Soil Science Society of America Proceeding. 30. 321326.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • LAW, J. P. JR., BLOODWORTH, M. E. & RUNKLES, J. R., 1966. Reactions of surfactants with montmorillonitic soils. Soil Science Society of America Proceeding. 30. 327332.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • LOWE, D. F., OUBRE, C. L. & WARD, C. H., 1999. Reuse of surfactants and cosolvents for NAPL remediation. A technology practices manual. Lewis Publishers, Boca Raton.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • MA, K., CUI, L., DONG, Y., WANG, T., DA, C., HIRASAKI, G. J. & BISWAL, S. L., 2013. Adsorption of cationic and anionic surfactants on natural and synthetic carbonate materials. Journal of Colloid and Interface Science. 408. 164172.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • MALIK, W. U., SRIVASTAVA, S. K. & GUPTA, D., 1972. Studies on the interaction of cationic surfactants with clay minerals. Clay Minerals. 9. 369382.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • MAYER, L. M. & ROSSI, P. M., 1982. Specific surface areas in coastal sediments: Rela-tionships with other textural factors. Marine Geology. 45. 241252.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • MIÓKOVICS, E., SZÉPLÁBI, G., MAKÓ, A., HERNÁDI, H. & HERMANN, T., 2011. Effects of surfactants on the aggregate stability of soils. Hungarian Journal of Industrial Chemistry, Veszprém. 39. 1 127131.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • MULLIGAN, C. N., YONG, R. N. & GIBBS, B. F., 2001. Surfactant-enhanced remediation of contaminated soil: a review. Engineering Geology. 60. 371380.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • PARIA, S., 2008. Surfactant-enhanced remediation of organic contaminated soil and water. Andvances in Colloid and Interface Science. 123. 2458.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • PATZKÓ Á. , 1998. A kolloidika alapjai. József Attila Tudományegyetem. Szeged.

    • Export Citation
  • PATZKÓ Á . & DÉKÁNY I., 1996. Talaj-tenzid kölcsönhatás, adszorpció, nedvesedés és az üledék vízáteresztő képességének változása. Agrokémia és Talajtan. 45. 229237.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • PICCOLO, A. & MBAGWU, J. S. C., 1989. Effects of humic substances and surfactants on the stability of soil aggregates. Soil Science. 147. (1) 4754.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • RAO, P-H. HE, M., YANG, X., ZHANG, Y-C., SUN, S-Q. & WANG, J-S., 2006. Effect of an anionic surfactant on hydraulic conductivities of Sodium-and Calcium-saturated soils. Pedosphere. 16. (5) 673680.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • RASHID, T., AKBER, A. & AL-AWADI, E., 2004. Use of surfactants in enhancing the sorption of petroleum hydrocarbons by natural aquifer materials: a laboratory study. Emigrates Journal for Engineering Research. 9. 2934.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • RATHERFELDER, K., ABRIOLA, L. M., SINGLETARY, M. A. & PENNELL, K. D., 2003. Influence of surfactant-facilitated interfacial tension reduction on chlorinated sol-vent migration in porous media: observations and numerical simulation. Journal of Contaminant Hydrology. 64. 227252.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • SABATINI, D. A., KNOX, R. C. & HARWELL, J. H., 1996. Surfactant-enhanced DNAPL remediation: Surfactant selection, hydraulic efficiency, and economic factors. US EPA. EPA/600/S-96/002.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • SALLOUM, M., DUDAS, M. J., MCGILL, W. B. & MURPHY, S. M., 2000. Surfactant sorption to soil and geological samples with varying mineralogical and chemical prop-erties. Environmental Toxicology and Chemistry. 19. 24362442.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • SÁNCHEZ-MARTÍN, M. J., DORADO, M. C., DEL HOYO, C. & RODRÍGUEZ-CRUZ, M. S., 2008. Influence of clay mineral structure and surfactant nature on the adsorption capacity of surfactants by clays. Journal of Hazardous Materials. 150. 115123.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • SHENG, G., XU, S. & BOYD, S. A., 1996. Cosorption of organic contaminant from water by hexadecyltrimethyilammonium-exchanged clays. Water Resource. 30. (6) 14831489.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • SLADE, P. G., RAUPACH, M. & EMERSON, W. W., 1978. The ordering of cetylpyridinium bromide on vermiculite. Clays and Clay Minerals. 26. (2) 125134.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • TYURIN, I. V., 1931. A new modification of the volumetric method of determining soil 344 organic matter by means of chromic acid. Pochvovedenie. 5–6. 3647.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • WEST, C. C. & HARWELL, H., 1992. Surfactants and surface remediation. Environmental Science and Technology. 26. (12) 23242330.

  • XU, S. & BOYD, S. A., 1995. Cationic surfactant adsorption by swelling and nonswelling layer silicates. Langmuir. 11. 25082514.

Monthly Content Usage

Abstract Views Full Text Views PDF Downloads
Jun 2020 0 0 0
Jul 2020 1 2 0
Aug 2020 5 0 0
Sep 2020 1 0 0
Oct 2020 3 1 1
Nov 2020 7 0 1
Dec 2020 1 0 0