Sequential Application of Column Leaching and Plant Uptake Tests to Assess the Effect of Various Commercial Amendments on Cu Immobilization in Ultra-High Cu-Contaminated Soil

Abstract

The presence of copper (Cu)-contaminated soil has increased recently due to agricultural and industrial activities. Immobilization techniques using soil amendments have attracted significant research because of their cost-effectiveness, eco-friendliness, and community acceptance. This study used various commercial amendments, including magnetite (M), talc (T), activated carbon (AC), and cornstarch (CS), to immobilize Cu in soil contaminated by acidic waste materials with Cu in Korea (9546 ± 5 mg/kg). To evaluate the immobilizing effect of these amendments, this study applied a sequential process of column leaching and plant uptake tests to observe the ability of Cu to remain in soil with and without amendments through the Cu removal rate. The amendments were characterized by SEM, XRD, and specific surface area and applied to the soil at a rate of 2% (w/w). The first stage of evaluation, i.e., the column leaching test, was conducted by continuously pumping distilled water (DW) for 28 days, and the second stage of evaluation, i.e., the plant uptake test, was started immediately after by planting 10-day-old lettuce seedlings for 28 days. The experimental results showed that all of the amendments had a significant effect on Cu immobilization Cu in soil (p < 0.05), and the T treatment showed the highest efficiency in Cu immobilization, with only 47.0% Cu loss compared to 73.5% in the control soil when assessed by sequential column leaching and plant uptake tests. In conclusion, this study provides an effective assessment method to evaluate the effect of amendments on Cu immobilization in soil, as well as providing feasible options to immobilize Cu using commercial amendments.

So sánh mức độ ảnh hưởng của một số vật liệu đối với quá trình cố định Asen trong đất bị ô nhiễm

“…Kết quả này phù hợp với một số nghiên cứu trước đó, phải kể đến [21] báo cáo rằng, bằng việc sử dụng bentonite trong xử lý đất nhiễm chì, pH của đất tăng từ 5,18 lên tới 6,83 sau 2 năm xử lý. Nghiên cứu [18] cũng chỉ ra rằng AC được bổ sung vào đất ô nhiễm đồng, giúp cải thiện pH của đất từ 2,85 lên 4,2 sau 28 ngày. dung dịch HCl 0,1M trong mẫu đất có chứa B thấp nhất với nồng độ 3,2±0,12 mg/kg, so với đất đối sánh là 5,28±0,26 mg/kg.…”

“…Do đó, bentonite được dùng nhiều trong xử lý ô nhiễm nước bởi các hợp chất hữu cơ như methylene blue [17]. Bên cạnh đó, than hoạt tính cũng là một vật liệu hấp thụ được dùng nhiều trong quá trình xử lý ô nhiễm vô cơ hay hữu cơ môi trường nước do diện tích bề mặt hấp thụ của chúng lớn, và tính chất thân thiện với môi trường [18]. Tuy nhiên, việc áp dụng bentonite và than hoạt tính trong việc xử lý ô nhiễm As trong đất vẫn chưa có.…”