Single-ion interferences when using magnetic microparticles for phosphorus removal in aquatic ecosystems

• A. Merino-Martos ^[1] ; J. de Vicente ^[1] ; L. Cruz-Pizarro ^[1] ; I. de Vicente ^[1]
  1. [1] Universidad de Granada

     Universidad de Granada

     Granada, España

     
• Localización: Limnetica, ISSN 0213-8409, Vol. 34, Nº. 1, 2015, págs. 17-28
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Interferencias químicas asociadas a la presencia de un único ión cuando se utilizan micropartículas magnéticas para la eliminación de fósforo en ecosistemas acuáticos
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    La adsorción específica del fosfato (P) sobre partículas, fuertemente magnetizables, de hierro carbonilo (Fe), y su posterior retirada del medio usando técnicas de Separación Magnética de Alto Gradiente (HGMS), bajo condiciones de flujo continuo, está siendo considerada como una herramienta prometedora para restaurar ecosistemas acuáticos eutrofizados. Un estudio previo puso de manifiesto la existencia de interferencias químicas en aguas naturales, reduciendo, así, la eficiencia en la retirada del P pero ese estudio no pudo explicar el efecto directo que tenía cada ión en la eficiencia en la retirada del P (de Vicente et al., 2011). En base a esto, en este trabajo hemos evaluado el efecto individual de algunos de los iones mayoritarios presentes en las aguas naturales tales como el sulfato (SO2–4 ) y el calcio (Ca2+) así como los ácido húmicos (HA) y la sílice (Si), en la adsorción del P sobre las partículas magnéticas de Fe. Los resultados han mostrado que los HA (usado como un indicador del DOC) y el Si decrecen significativamente la adsorción del P por las partículas magnéticas de Fe. En particular, la eficiencia en la retirada del P decreció a un 12% y un 22% cuando las concentraciones de HA y Si eran de 35.5 mg HAL–1 y 10 mg Si L–1, respectivamente. Por el contrario, los iones SO2– 4 y Ca2+ no reducen significativamente la retirada del P por la adsorción sobre las partículas magnéticas de Fe. Por todo ello, se recomienda que antes de usar las partículas magnéticas para restaurar ecosistemas acuáticos eutrofizados es esencial hacer un análisis químico del agua del lago para poder determinar la dosis más adecuada de Fe y conseguir, así, la mayor eficiencia en la retirada del P.

  • English

    The specific adsorption of phosphate (P) on strongly magnetisable carbonyl iron (Fe) particles and their subsequent removal by in-flow High Gradient Magnetic Separation (HGMS) is considered a promising tool for restoring eutrophied waters. A previous study showed the existence of chemical interferences in natural waters without considering the influence of specific major ions on the P removal efficiency (de Vicente et al., 2011). Therefore, in this manuscript, we assess the single-effect of some of the major ions present in natural waters, including sulphate (SO2−4 ), calcium (Ca2+), humic acid (HA, as an indicator of Dissolved Organic Carbon, DOC), and reactive silicate (Si), on P adsorption to magnetic Fe particles in artificial lake water. The results showed that HA and Si significantly decreased the effectiveness of P adsorption by magnetic Fe particles. In particular, P removal efficiency decreased to 12% and 22% when HA and Si concentrations were 35.5 mg HA L–1 and 10 mg Si L–1, respectively. By contrast, SO2–4 and Ca2+ did not significantly reduce P removal. We recommend chemically analysing the lake water and determining the Fe dosage that obtains the highest P removal before using magnetic particles for the restoration of aquatic ecosystems in a whole-lake application.