Attenuation of cadmium, fluoride and uranium in phosphogypsum process water by calcareous soil

Abstract

Poulsen, L. and Dudas, M. J. 1998. Attenuation of cadmium, fluoride and uranium in phosphogypsum process water by calcareous soil. Can. J. Soil Sci. 78: [351][352][353][354][355][356][357]. Concerns about contaminant migration from phosphogypsum (PG) repositories prompted the present study. A sequential batch procedure, in which acidic process water (PW) from a phosphate fertilizer plant was reacted with samples of a calcareous till, was employed to determine the attenuation of environmentally sensitive elements by reaction with typical subsoils at PG waste repositories. PW leachates were monitored for total soluble fluoride (F) and pH during the experiment. Soil samples were analyzed for pH, F, cadmium (Cd), uranium (U), and calcium carbonate (CaCO 3 ) equivalent at the end of the study. Leachate pH increased from <2 to 5.5 where it stabilized; soil pH stabilized at 6.5. Fluoride solution concentrations were reduced within regulatory limits. Soils accumulated Cd, F, and U in excess of background concentrations (up to 99×, 83×, and 12.5×, respectively). Soil carbonates persisted after leachate was buffered near pH 4.5, and played a major role in Cd attenuation. The results of this laboratory analog of a PW leaching gradient suggest contamination of groundwater is unlikely but accumulation of toxic elements in soil is an issue that may require consideration in the long-term decommissioning of PG waste repositories. Les travaux dont nous faisons état ont été inspirés par les risques de migration des contaminants à partir des dépôts de phosphogypse. Une méthode séquentielle en discontinu, dans laquelle l'eau technique acide (ET) d'une usine d'engrais phosphaté était mise en réaction avec des échantillons de till calcaire, a été utilisée pour déterminer l'atténuation des éléments à risque pour l'environnement par réaction avec les sous-sols typiques des emplacements choisis comme sites de stockage du phosphogypse. Les lessivats d'eau technique étaient suivis quant à leur teneur totale en fluorures (F) et à leur pH durant l'expérience. Au terme de l'expérience, les échantillons de sol étaient analysés sur le pH, les teneurs en F, en cadmium (Cd) et en uranium (U) ainsi que sur l'équivalent en carbonate de calcium (C a CO 3 ). Le pH du lessivat remontait de moins de 2 à 5,5, niveau auquel il se stabilisait. De son côtés le pH du sol se stabilisait à 6,5. Les concentrations en fluorures de la solution étaient ramenées dans les limites réglementaires. Les concentrations de Cd, de F et de U dans les sols excédaient celles des sols naturels environnants dans des proportions allant respectivement, jusqu'à 99, 83 et 12,5 fois). Les carbonates du sol qui persistaient après que le lessivat ait été tamponné aux alentours de pH 4,5, jouaient un rôle de premier plan dans l'atténuation du Cd. À partir des résultats de cette réplique en laboratoire d'un gradient de lessivat de ET, on peut conclure qu'il y a peu de risques de contamination de la nappe mais l'accumulation d'éléments toxiques dans le sol est une question dont il faud...

Investigation of the Possibility of Copper Removal from Industrial Leachate by Raw and Calcined Phosphogypsum: D‐Optimal and Taguchi Designs

“…Some of researchers used PG as an industrial by‐product for the adsorption of silver 42, fluoride, uranium and cadmium 43, zinc 44, lead 45, and nickel(II) 46, 47. In 44, 45, the researchers used pre‐conditioned PG by lime and reported that it might be practical for stabilization of Zn(II) loaded PG.…”

Treatment of uranium‐contaminated waters using organic‐based permeable reactive barriers

“…16 When phosphogypsum fertilizer plant process water passed through calcareous soils during a sequential batch procedure, soils became enriched in uranium; uranium removal was controlled by a combination of sorption and precipitation processes, while calcareous soils were previously shown to sorb uranium. 17 Uranium migration was progressively retarded as the amount of peat within a peat/soil mixture contained within a geochemical barrier for radioactive waste disposal cells was increased. 18 Oxidant addition and heating experiments suggest that uranium is fixed to peat as U(VI).…”