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Applying Freundlich, Langmuir and Temkin models in Cu and Pb soil sorption experiments Uso de los modelos de Freundlich, Langmuir y Temkin en experimentos de sorción de Cu y Pb en suelos Aplicação dos modelos de Freundlich, Langmuir e Temkin em ensaios de sorção de Cu e Pb no solo

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Author(s): F.A. Vega | E. F. Covelo | M. L. Andrade

Journal: Spanish Journal of Soil Science
ISSN 2253-6574

Volume: 1;
Issue: 1;
Date: 2011;
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Keywords: Acid soils | sorption and desorption capacity | soil characteristics | Suelos ácidos | capacidad de sorción y desorción | características de los suelos | Solos ácidos | capacidade de sorção e desorção | características dos solos

ABSTRACT
In acid soils, inputs of Cu and Pb of various origins create a high risk of environmental pollution. For this reason, batch experiments on Cu and Pb sorption and desorption in various horizons of three acid soils were performed on soil pH with 0.01 M NaNO3 as background electrolyte. The objectives were to evaluate Cu and Pb sorption and retention capacity through the Langmuir, Freundlich and Temkin equations parameters fitted to the sorption/desorption data; to determine the coherence of the implications of these parameters; and to estimate the role of various soil characteristics in the Cu and Pb immobilization soil capacity. The results confirmed the suitability of the models parameters for studying Cu and Pb sorption and retention by acid soils. The greatest maximum sorption and retention capacities, indicated by the Langmuir parameter ßL, corresponded to the lowest energy values required for fixation, indicated by the Temkin parameter b’. Together with the Freundlich parameter KF, which indicates sorption and retention capacity, they made it possible to infer that the acid soil component that most influences Cu and Pb immobilization was the organic matter, followed by the Al-oxide content. High organic matter and Al-oxide contents, especially the former, gave rise to a lower energy requirement for the immobilization of metal cations, since they increased the soils’ sorption and retention capacities. Al3+, the dominant cation in the exchange complex in the horizons studied, and K+ are responsible for the influence of CECe on Cu and Pb immobilization in the acid soils studied.El aporte de Cu y Pb a través de diversas fuentes a suelos ácidos supone un alto riesgo de contaminación medioambiental. Por ello, usando el método batch y con NaNO3 0,01 M como electrolito de fondo, se llevaron a cabo, al pH del suelo, experimentos de sorción y desorción de ambos elementos en muestras de todos los horizontes de tres suelos ácidos. Los objetivos fueron evaluar la capacidad de sorción y retención de Cu y Pb a través de los parámetros derivados de los ajustes a los modelos de Langmuir, Freundlich y Temkin; determinar la coherencia de las conclusiones deducidas de dichos parámetros, y estimar el papel de las características de todos los horizontes de esos suelos ácidos en la capacidad de fijación de Cu y Pb. Los resultados confirmaron la idoneidad del uso de los parámetros de las ecuaciones de Langmuir, Freundlich y Temkin para estudiar la sorción y retención de Cu y Pb por los suelos ácidos, ya que permitieron deducir que los mayores valores de la máxima capacidad de sorción o retención de ambos metales, deducidos de la ßL de Langmuir, se corresponden con los menores valores de la energía requerida para la fijación, indicados por la b’ de Temkin. Estos parámetros, junto con la KF derivada de los ajustes a la ecuación de Freundlich indicativa de la capacidad de sorción y retención, permitieron evaluar que las características de los suelos ácidos con mayor influencia en la fijación de Cu y Pb fueron el contenido de materia orgánica, seguido del contenido en óxidos de Al. Altos contenidos de ambos componentes, especialmente de materia orgánica, influyeron en un menor requerimiento de energía para la fijación de cationes metálicos ya que aumentaron la capacidad de sorción y retención de los suelos. El Al+3, catión mayoritario en el complejo de cambio de los horizontes estudiados, y el K+ fueron los responsables de la influencia de la CICe en la fijación de Cu y Pb en los horizontes de los suelos ácidos objeto de este trabajo.Em solos ácidos, as entradas de Cu e Pb de diferentes origens pressupõem um elevado risco de poluição ambiental. Por esta razão, usando a metodologia “batch” e o NaNO3 0,01 M como electrólito de fundo realizaram-se, no pH do solo, ensaios de sorção e desorção de ambos os elementos em amostras de todos os horizontes de três solos ácidos. Os objectivos foram avaliar a capacidade de sorção e retenção de Cu e Pb através dos parâmetros derivados do ajustamento dos modelos de Langmuir, Freundlich e Temkin; determinar a coerência das conclusões deduzidas a partir desses parâmetros e estimar o papel das várias características do solo na sua capacidade imobilização do Cu e Pb. Os resultados confirmaram a adequação dos parâmetros daqueles modelos para estudos de sorção e retenção de Pb de Cu por solos ácidos. A sorção máxima e a maior capacidade de retenção, indicada pelo parâmetro de Langmuir ßL, correspondeu aos valores mais baixos de energia necessária para fixação, indicados pelo parâmetro Temkin b’. Juntamente com o parâmetro de Freundlich KF, indicativo da capacidade de sorção e de retenção, foi possível inferir que o componente do solo ácido que mais influenciou a imobilização de Cu e Pb foi a matéria orgânica, seguido do conteúdo em óxidos – Al. O alto teor de matéria orgânica e de óxidos – Al, em particular o primeiro, deram origem a uma menor necessidade de energia para a imobilização de catiões metálicos, uma vez que conduziram a um aumento das capacidades de sorção dos solos. O ião Al+3, catião dominante no complexo de troca nos horizontes estudados, e o ião K+ são responsáveis pela influência da CTC na imobilização do Cu e do Pb nos solos ácidos estudados.
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