This article presents nano composite TiO2.Fe2O3/laterite materials, which were successfully prepared by hydrometallurgical method. The materials were modified using urea as the nitrogen source. The particles size of the materials is from 20-30 nanometers. The obtained materials can not only absorb arsenic compounds but also enhance the ability of converting As (III) or As (V) into Aso, which is removed from solution. Arsenic removal efficiency of these materials is high. Using sunlight in a hydraulic retention time, about 180 minutes, the arsenic value at the inflow was about 10 mg/L but the outflow was negligible. Covering TiO2.Fe2O3 nano on laterite have brought high economical efficiency, on one hand, it saved material and on the other hand, it can be continuously operated without the centrifugal separation of the nano material. / Bài báo này giới thiệu về phương pháp điều chế vật liệu nano TiO2.Fe2O3 biến tính nitơ được phủtrên đá ong bằng phương pháp thủy luyện. Vật liệu nano thu được có kích thước 20-30 nm. Vật liệu thu được không những có khả năng hấp phụ các hợp chất của asen mà còn có khả năng khử As (III) hoặc As (V) thành Asokhi được chiếu sáng. Sử dụng ánh sáng mặt trời chiếu vào hệ thống xử lý trong thời gian 180 phút có thể loại bỏ được gần như hoàn toàn asen ra khỏi nước mặc dù hàm lượng đầu vào là 10 mg/l. Việc phủ vật liệu TiO2.Fe2O3 nano lên đá ong đã mang lại hiệu quả kinh tế cao, một mặt nó tiết kiệm được vật liệu, mặt khác, vật liệu có thể sử dụng một cách liên tục mà không cần phải tách bằng phương pháp ly tâm.

In den 80-iger Jahren war die DDR hinter den USA und Kanada der drittgrößte Uranproduzent mit einer Jahresproduktion von ca. 200.000 Tonnen. Die Gewinnung erfolgte durch konventio­nellen Bergbau, durch in- situ- oder offene Haufenlagerung. Die Urangewinnung auf dem Ter­ritorium der ehemaligen DDR wurde nach der Wiedervereinigung eingestellt und mit der Sa­nierung der Altstandorte begonnen. Nach Einstellung des Uranabbaus muss die Wasserhaltung solange betrieben werden, bis eine kontrollierte Flutung der Bergbauschächte erfolgen kann. Die dabei anfallen­den Grubenwässer werden je nach Schadstoffkonzentration direkt in den Vorfluter abgeleitet oder in geeigneten Aufbereitungsanlagen meist durch Flockung und Adsorption behandelt. Dieses praktisch oft angewandte Grubenwasserreinigungsverfahren bezüglich Uran und den auftretenden Begleitelementen Chrom und Arsen hat den entscheidenden Nachteil, dass die anfallenden schwermetallhaltigen Fällschlämme auf Deponien verbracht werden müssen. Durch Niederschlags­ereignisse oder ansteigendes Grundwasser besteht die Gefahr, dass die Deponien wieder ausgelaugt werden und somit eine erneute Mobilisierung von Schwermetallen in die Umwelt erfolgt. Die Sanierung kontaminierter Gebiete, insbesondere Sedimente, Sondermüll-deponien, Standorte ehemaliger Galvanikbetriebe, Betriebsflächen chemischer Industriestandorte, Rieselfelder oder Orte der Klärschlammaufbereitung erfordern neue Herangehensweisen an das gegenwärtig hochaktuelle Problem der Rehabilitation. Es wurde deshalb u.a. im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept auf Grundlage der elektrochemischen Umset­zung im "verdünnten" elektrochemischen Festbettreaktor entwickelt, das es gestattet, die mo­bilen Schwermetallspezies im Boden bzw. Deponiekörper in immobile Schwermetallverbindungen um­zuwandeln. Damit kann die Nachsorge und Sicherung solcher Deponiekörper bezüglich einer Remobilisierung wesentlich kostengünstiger gestaltet werden. Ausgehend von diesem Konzept sollen Möglichkeiten, Einsatzbedingungen und -grenzen der Immobilisierung von Schwermetallen am Beispiel von Uran(VI), Chrom(VI), Arsen(III) und chlorierten Kohlenwasserstoffe aufgezeigt werden. Elektrochemische Verfahren zur Sanierung kontaminierter Böden, Schlämme und Sedimente befinden sich international in einer dynamischen Forschungs- und Entwicklungsphase. Sie sind einzeln und in Verfahrenskombinationen einsetzbar und werden, bei verantwortungsvoller Handhabung, in absehbarer Zeit auch als zertifizierte Verfahren in Deutschland in bestimmten Sanierungsvorhaben ihre Leistungsfähigkeit beweisen. Gegenwärtig befinden sie sich in Deutschland noch im Stadium der Forschung und Entwicklung, während international (z.B. USA, Niederlande) schon kommerzielle Anwendungen angeboten werden. Zur objektiven Beurteilung ihrer Leistungsfähigkeit und Einsatzgrenzen bedarf es spezieller Grundkenntnisse. Elektrochemische Remediationsverfahren können als ergänzende, in Einzelfällen auch als alternative Verfahren zur Sediment- und Bodensanierung angesehen werden. Sie haben dann eine Chance auf Einsatz, wenn vor Ort (in- situ) saniert werden soll. Von ihrem Prinzip her, sind sie preiswerter als Bodenaushub und Verbrennung. Das Sanierungsziel besteht in einer möglichst vollständigen Konzentrierung oder Umsetzung der Wasserschadstoffe an der Feststoffmatrix.

Metals occur naturally and are commonly found as contaminants in areas where industrial and municipal effluents are discharged. Aquatic sediments/environments are often polluted by heavy metals due to the temporal variations in anthropogenic input of contaminants via atmospheric deposition, catchment runoff, effluent inflow and dumping from industrial transportation, mining, agricultural and waste disposal sources [EPA, 1989]. The transfer of contaminants associated with settling inorganic particulates and/or biotic detritus from the water column to the sediments, no disturbance of sediments by physical mixing, slumping or bioturbation after deposition, no post-depositional degradation or mobility of the contaminants and the establishment of a reliable time axis. Therefore, metal contamination in aquatic environment is one of the problems. Rivers, coastal waters, sediments, soils, etc. were mostly contaminated by industrial and mining activities. Recently, the metal discharged from the industries have been controlled in the most developed countries. Even so, till the heavy metals dispersed in river sediments still need to be dealt with. Mainly, characterization, transformation, transport and fate of metal contaminants in the sediment to the aquatic environment need to be studied, because the sediment has great capacity to accumulate the contaminants. Exploitation and utilization of mines discharges heavy metals into the environment and contaminates neighboring aquatic ecosystem...

Metals occur naturally and are commonly found as contaminants in areas where industrial and municipal effluents are discharged. Aquatic sediments/environments are often polluted by heavy metals due to the temporal variations in anthropogenic input of contaminants via atmospheric deposition, catchment runoff, effluent inflow and dumping from industrial transportation, mining, agricultural and waste disposal sources [EPA, 1989]. The transfer of contaminants associated with settling inorganic particulates and/or biotic detritus from the water column to the sediments, no disturbance of sediments by physical mixing, slumping or bioturbation after deposition, no post-depositional degradation or mobility of the contaminants and the establishment of a reliable time axis. Therefore, metal contamination in aquatic environment is one of the problems. Rivers, coastal waters, sediments, soils, etc. were mostly contaminated by industrial and mining activities. Recently, the metal discharged from the industries have been controlled in the most developed countries. Even so, till the heavy metals dispersed in river sediments still need to be dealt with. Mainly, characterization, transformation, transport and fate of metal contaminants in the sediment to the aquatic environment need to be studied, because the sediment has great capacity to accumulate the contaminants. Exploitation and utilization of mines discharges heavy metals into the environment and contaminates neighboring aquatic ecosystem...

In den 80-iger Jahren war die DDR hinter den USA und Kanada der drittgrößte Uranproduzent mit einer Jahresproduktion von ca. 200.000 Tonnen. Die Gewinnung erfolgte durch konventio­nellen Bergbau, durch in- situ- oder offene Haufenlagerung. Die Urangewinnung auf dem Ter­ritorium der ehemaligen DDR wurde nach der Wiedervereinigung eingestellt und mit der Sa­nierung der Altstandorte begonnen. Nach Einstellung des Uranabbaus muss die Wasserhaltung solange betrieben werden, bis eine kontrollierte Flutung der Bergbauschächte erfolgen kann. Die dabei anfallen­den Grubenwässer werden je nach Schadstoffkonzentration direkt in den Vorfluter abgeleitet oder in geeigneten Aufbereitungsanlagen meist durch Flockung und Adsorption behandelt. Dieses praktisch oft angewandte Grubenwasserreinigungsverfahren bezüglich Uran und den auftretenden Begleitelementen Chrom und Arsen hat den entscheidenden Nachteil, dass die anfallenden schwermetallhaltigen Fällschlämme auf Deponien verbracht werden müssen. Durch Niederschlags­ereignisse oder ansteigendes Grundwasser besteht die Gefahr, dass die Deponien wieder ausgelaugt werden und somit eine erneute Mobilisierung von Schwermetallen in die Umwelt erfolgt. Die Sanierung kontaminierter Gebiete, insbesondere Sedimente, Sondermüll-deponien, Standorte ehemaliger Galvanikbetriebe, Betriebsflächen chemischer Industriestandorte, Rieselfelder oder Orte der Klärschlammaufbereitung erfordern neue Herangehensweisen an das gegenwärtig hochaktuelle Problem der Rehabilitation. Es wurde deshalb u.a. im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept auf Grundlage der elektrochemischen Umset­zung im "verdünnten" elektrochemischen Festbettreaktor entwickelt, das es gestattet, die mo­bilen Schwermetallspezies im Boden bzw. Deponiekörper in immobile Schwermetallverbindungen um­zuwandeln. Damit kann die Nachsorge und Sicherung solcher Deponiekörper bezüglich einer Remobilisierung wesentlich kostengünstiger gestaltet werden. Ausgehend von diesem Konzept sollen Möglichkeiten, Einsatzbedingungen und -grenzen der Immobilisierung von Schwermetallen am Beispiel von Uran(VI), Chrom(VI), Arsen(III) und chlorierten Kohlenwasserstoffe aufgezeigt werden. Elektrochemische Verfahren zur Sanierung kontaminierter Böden, Schlämme und Sedimente befinden sich international in einer dynamischen Forschungs- und Entwicklungsphase. Sie sind einzeln und in Verfahrenskombinationen einsetzbar und werden, bei verantwortungsvoller Handhabung, in absehbarer Zeit auch als zertifizierte Verfahren in Deutschland in bestimmten Sanierungsvorhaben ihre Leistungsfähigkeit beweisen. Gegenwärtig befinden sie sich in Deutschland noch im Stadium der Forschung und Entwicklung, während international (z.B. USA, Niederlande) schon kommerzielle Anwendungen angeboten werden. Zur objektiven Beurteilung ihrer Leistungsfähigkeit und Einsatzgrenzen bedarf es spezieller Grundkenntnisse. Elektrochemische Remediationsverfahren können als ergänzende, in Einzelfällen auch als alternative Verfahren zur Sediment- und Bodensanierung angesehen werden. Sie haben dann eine Chance auf Einsatz, wenn vor Ort (in- situ) saniert werden soll. Von ihrem Prinzip her, sind sie preiswerter als Bodenaushub und Verbrennung. Das Sanierungsziel besteht in einer möglichst vollständigen Konzentrierung oder Umsetzung der Wasserschadstoffe an der Feststoffmatrix.

(EN) The presented dissertation thesis summarizes the new results of electrochemical generation of volatile compounds usable in atomic spectral methods. The main aim of this work is to develop and to characterize new types of electrolytic flow-through cells and to examine their possibilities of determination of arsenic, selenium and antimony by using the electrochemical hydride generation technique coupled with atomic absorption spectrometry with a quartz tube atomizer. Individual electrolytic cells were designed and constructed to comply with two important requirements. The cathode chamber of the electrolytic cell should have a minimal volume and a high efficiency of analyte conversion to the volatile hydride. Constructed electrolytic cells are divided into the construction groups and described in the experimental part. Selenium was chosen as the first analyte. The relevant working parameters (such as type, concentration and flow rate of electrolytes, generation current and carrier gas flow rate) were optimized for each newly constructed electrolytic cell. Under the optimal working parameters, the basic characteristics of selenium determination were found out by using electrochemical hydride generation. The electrolytic cells were compared to each other and with the classical electrolytic cell...

The concomitant occurrence and reported discrepant behavior of uranium and arsenic in water bodies is a major health and environmental concern. This study combined batch and column experiments, hydrogeochemical simulations and XAFS spectroscopy to uncover the exchange mechanisms governing uranium fate between water and scrap metallic iron, minerals and Shewanella putrefaciens surfaces in the presence of arsenic. The main results suggest that both water chemistry and the solid phase composition influence uranium fate in the presence of arsenic. The importance of uranyl-arsenate species as a major control of uranium behavior in the presence of arsenic is shown. The toxicity of arsenic and the presence of nitrate are interpreted as limiting factors of the enzymatic reduction of both toxins. Besides, XANES fingerprinting and EXAFS modeling have confirmed precipitation/co-precipitation of uranyl-arsenates as a major mechanism controlling uranium behavior in the presence of arsenic.

Die Vorhersage und Identifizierung von stabilen und metastabilen Stoffen ist ein wichtiges Instrument zur Bildung neuer Werkstoffe. Vor diesem Hintergrund gewinnen Konzepte einer rationalen Synthese zunehmend an Bedeutung: Die Berechnung der elektrochemischen Spannungsreihe für Festkörper und flüchtiger Phasen ermöglicht eine einfache Vorhersage der Reaktionswege. Unter Verwendung der elektrochemischen Spannungsreihe der Systeme As / P / O und As / P / X (X = F, Cl, Br, I) kann die Bildung von Elementallotropen über die Oxid- und Halogenidverbindungen in thermitischen Reaktionen abgeleitet werden. Die Analyse der Phasenbildung wird mit einer In-situ-Methode zur Überwachung von Gasphasenreaktionen gewonnen. Im Verlauf der Phasenformationen - zur Erreichung des Fest-Gas-Gleichgewichtes - können charakteristische Effekte beobachtet werden. / The prediction and identification of stable and metastable substances is an important tool to achieve new materials. With this objective in mind, concepts of a rational synthesis are gaining increasing importance: calculation of electromotive series of solids allows easy prediction of reaction pathways. Using the electromotive series of systems As/P/O and As/P/X (X = F, Cl, Br, I) the formation of element allotropes via the oxide and halide compounds in thermite type reactions can be deduced. The analysis of phase formation is acquired with an in situ method for monitoring gas-phase reactions. In the course of phase formations - attaining the solid-gas equilibrium state - characteristic effects can be observed.

Elevated arsenic content in food crops pose a serious human health risk. Apart from rice wheat being another main food crop is possibly cultivated on contaminated sites. But for wheat uptake mechanisms are not entirely understood especially with regard to nutrient fertilization and different moisture regimes taking into account heavy rainfall events due to climate change. Here we show that especially higher P-fertilization under changing redox conditions may enhance arsenic uptake. This counteracts with higher N-fertilization reducing arsenic transfer and translocation into aboveground plant parts for both higher P-fertilization and reducing soil conditions. Arsenic speciation did not change in grain but for leaves P-fertilization together with reducing conditions increased the As(V) content compared to other arsenic species. Our results indicate important dependencies of nutrient fertilization, moisture conditions and substrate type on As accumulation of wheat as one of the most important crop plants worldwide with implications for agricultural practices.

The diploma thesis is dealing with monitoring of arsenic in foodstuffs. The aim of this thesis is the determination of arsenic in samples of fish and rice and the study of forms, in which arsenic occurs, using speciation analysis. Arsenic is known as a toxic element, but its measure of toxicity depends on the chemical form it occurs in. Arsenic is present in the environment naturally or it gets in the environment by human activities. Complete characterization of arsenic compounds is necessary to understand intake, accumulation, transport, detoxification and activation of this element in the natural environment and living systems. The field of arsenic speciation analysis has grown rapidly in recent years, because determination of the total element content is not sufficient in the case of arsenic. Speciation method was done using separation by high performance liquid chromatography and detection by atomic fluorescence spectrometry with hydride generation. Extractable arsenic was present in the form of nontoxic arsenobetaine in all analysed samples of fish. In samples of rice there was confirmed the presence of toxic inorganic species of arsenic, esspecially As (III), but their concentration was at low level.