3
Short communication Petiolar felt-sheath of palm: a new biosorbent for the removal of heavy metals from contaminated water M. Iqbal a, * , A. Saeed a , N. Akhtar b a Environment Biotechnology Group, Biotechnology and Food Research Center, PCSIR Laboratories Complex, Lahore, Pakistan b Department of Biology, Government Islamia College for Women, Cooper Road, Lahore, Pakistan Received 14 May 2001; received in revised form 14 July 2001; accepted 16 July 2001 Abstract Biosorption of heavy metals such as Pb 2 , Ni 2 , Cd 2 , Cu 2 , Cr 3 and Zn 2 by petiolar felt-sheath of palm PFP) from con- taminated water was examined. PFP was found to eciently remove all the toxic metal ions with selectivity order of Pb 2 > Cd 2 > Cu 2 > Zn 2 > Ni 2 > Cr 3 . The uptake was rapid, with more than 70% completed within 15 min. The bound metal ions were successfully desorbed and the PFP ®brous±biomass remained eective after several adsorption±desorption cy- cles. Ó 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. Keywords: Biosorption; Petiolar felt-sheath; Palm; Heavy metals 1. Introduction The disposal of industrial euents containing heavy metals into natural water systems is a cause of serious environmental concern. Beyond certain limits these are toxic to living organisms and may cause serious hazards to public health Forster and Wase, 1997). Many physico-chemical methods have been proposed for their removal from industrial euents. However, these methods are often inecient and/or cost prohibitive when used for the removal of heavy metal ions at low concentrations Wilde and Benemann, 1993). This has led to the investigation of such alternative low cost technologies that may be eciently applied for the biosorption of heavy metals. For this purpose, numer- ous agro-waste biomaterials have been investigated and found useful, such as rice-husk Munaf and Zein, 1997); soybean hulls, cottonseed hulls, rice straw, sugarcane bagasse Marshall and Champagne, 1995); coconut shell Bhattacharya and Venkobachar, 1984); and tea leaves Tee and Khan, 1988). In this study the use of petiolar felt-sheath of palm PFP), available in abundance as a waste material from palm trees, as a new biosorbent material to remove heavy metals from contaminated water was investigated. 2. Methods The reticulated ®brous network of petiolar felt-sheath of palm was obtained as peelings from the trunk of palm tree Livistona chinensis Iqbal and Zafar, 1997). The felt- sheaths were washed extensively with distilled deionized water to remove dirt and other particulate matter. The washed sheaths were dried at 70 °C for 24 h, cut to particle size of 1 mm or less in the form of individual threads, oven-dried at 90 °C to constant weight, cooled and kept in a desiccator for subsequent use in the bio- sorption studies. Standard metal solutions of desired concentrations were prepared from stock solutions Merck) containing 1000 2 mg/l of Pb 2 , Ni 2 , Cd 2 , Cu 2 Cr 3 and Zn 2 . Adsorption experiments were carried out by suspending 100 mg PFP biomass in 10 ml of each metal ion solution of known concentration and pH in polyethylene tubes placed in a tube rotator at room temperature 25 2 °C). After continuous rotation for 1 h, the tubes were cen- trifuged at 5000 rpm for 5 min and 100 ll of 65% HNO 3 was added to the decanted supernatant. The metal ion concentration in the supernatant was determined by atomic absorption spectroscopy UNICAM-969) and recorded as the mean of three subsequent measurements. Control experiments were also performed using the me- tal ion solutions in the absence of PFP biomass. All ex- periments were performed in triplicate. The amount of metal adsorbed was calculated from the dierence Bioresource Technology 81 2002) 151±153 * Corresponding author. Fax: +92-42-5877433. E-mail address: [email protected] M. Iqbal). 0960-8524/02/$ - see front matter Ó 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. PII: S 0 9 6 0 - 8 5 2 4 0 1 ) 0 0 1 2 6 - 2

Petiolar felt-sheath of palm: a new biosorbent for the removal of heavy metals from contaminated water

  • Upload
    m-iqbal

  • View
    216

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

����� ���������

� ����� � ����� ��� �� ����� � � ������ � ��� �� � ����� ��� ��� � ���� ���� ������� � ��� �

�� ����� ���� �� �� � �� � �!���� �

� ���������� ������� ��� ������ ������� ��� ��� ���� �������� ������ ����� ����������� ���� ��� ������� �� ����� !������� �" �� ���� ��������� �� ���� �� ��� "�� #����� ������ ����� ������� �� ����

" � � � #$ ��� %&&#' � � � � � �� � ���� #$ (��� %&&#' ��� �� � #) (��� %&&#

��������

*������� �� � ��� � ���� ���� �� ��%�� %�� +�%�� +�%�� +�,� �� -%� �� � ����� � ����� ��� �� ���� .�/�0 ���� �������� � ��� � ��� 1�� �� �/� ��� ���� �� 2� ��� � ��� ��� �� ��1� � ��� �� ��� � � ����� ��� � ��

��%� � +�%� � +�%� � -%� � %� � +�,�� 3� ����! ��� ����� ��� ��� ��� 4&5 ����� � � ��� #6 �� 3� ����� ��� �� � � ���� ������� � ���� � �� �� �/� 7�����8������ � �� � 9 ��� ��� � � � ��� ��������8� ������ ���

�� �� � %&&# :�� � � �� � ;��� ��� �<��� � � �� ��

$��%����& *�������' � ����� � ����� ���' ����' = ��� � ����

� ���� ������

3� ������� �� ������� >� �� ����< � ���� ���� �� ������ ��� � ���� �� � � ���� �� � ���� ���� ��� ��� �� * ��� � ��� ���� �� � �� ��1� �� ��< ��<���� �� ��� ���� � ���� ��?������ ����� � ���� ./���� � �� @�� � #AA40� ������������ ���� � ����� ��� � ������ � ��� �� �� ����� ���� ������� >� ��� =�� � �� �� � � ����� �� ��� 2� � ��B�� ���� ������� �� �� � ��� �� � ����� �� � ��� � ��� �� �� ������ ������ .@�� �� * ��� #AA,0� 3�� ���� � �� �� � ��<��� �� ���� ��� ���� ��� ����� �����< � ���� ��� � 2� ��� ���� � ��� �� �������� �� � ��� � ����� /�� ��� ������ � �� ����� �<������� ����� ���� ��� � � ��<�� � ������ �� ���� ���� �� �� ����! .���� �� - � #AA40'���� � ������ ������ � ������ �� ������ ��<���� ��<��� .�������� �� +�����< � #AA60' ������ �� ��.*����������� �� C !�������� #AD$0' �� � � � �� �.3 �� E��� #ADD0�� ��� ����� �� �� �� � ����� � ����� ��� �� ����

.�/�0� ������� ������ �� � ���� ��� ��� �������� �� �� �� � � ������ � ��� ��� �� � ��� � ��� � ���� ���� ������� � ��� � ��� � ��<�� ��

� ����� �

3� � ������ � 7����� ����! �� � ����� � ����� ����� ���� ��� ���� � �� � �<� ���� �� ���! �� ������ �������� ��������� .����� �� -����� #AA40� 3� � ����� ���� � � ���� � 1� �� �� ��� ����� � � �? ���� � �� � ��� ��� �� ��� � ��������� ���� �� 3� ���� � �� ���� � � �� � �� 4& �+ ��� %$ �� ��� �������� �? �� # �� �� � �� �� ���� �� ��������� ���� �� ��� � �� A& �+ �� ������ � <��� ���� ��� ! �� � � ������� ��� ���� �� � �� �� ��������� ���� ��������� � ��� ������� �� � �� � ��� ������

� � �� ��� � ���� ����! ������� .� ��!0 ����<#&&&� % �<B� �� ��%�� %�� +�%�� +�%�+�,� �� -%���������� 1� �� �� � � ���� � ��� �� ���� �<#&& �< �/� ������ #& �� �� ��� � ��� � �������� !�� ��� ����� �� �= ���� ���� ��� ����� � � ��� ������� �� ���� � �� ����� .%6� % �+0���� � ������� ������ ��� # �� �� ��� � � � � �����< � �� 6&&& ��� ��� 6 � �� #&& �� �� )65 = F,��� ��� � �� �� � ��� � ��� ������ 3� � ��� ���� ����� �� ��� ����� ��� � � �� � ������� �������� �� ��������� .G �+���A)A0 ��� ���� � �� �� � � �� ��� ���� �� � � ���� � ���+����� 1� �� �� � � ���� � ����� � ��< �� � ���� � ������� �� ��� � �� �/� ������� ��� 1�� �� �� � � � ����� � ������� � 3� ����� ��� ��� ������ � ��� �������� � ���� �� �9 � �

*�� ����� 3 �����<� D# .%&&%0 #6#8#6,

�+��� ����< ������� /�1� HA%�$%�6D44$,,�

�'��� �������& ����I���� ���! .�� �����0�

&A)&�D6%$B&%BJ � � ���� ���� � � %&&# :�� � � �� � ;��� ��� �<��� � � �� ��

���� � & A ) & � D 6 % $ . & # 0 & & # % ) � %

� �� �� ��� �� � ����� ��� ������ �� �� � ��� ��� 3� �= ������ �� � ��� �������� ��� 1�� � �� ��K���< �� � ��� ������� �� �� � �� ��= ���� � �� %� ,� $� 6� ) �� 4 ��� &�# �=+� �� &�# � �F= ������� 3� �= �� �� � �� �� � ��� ��������� ����� ��� ���� � � �� ��/�� � ������ �� ������ � � ��� ��� � �������

�/� 7�����8������ ��� �� � ��� � �? � ��� ��� ���� � � &�# � =+�� ��� � ���!< ��� #& ���� ������ � ���� �� ��� � ����< � �� 6&&& ������ 6 � �� �� ��� ����� �� � ��� � � �� � ���� ��� ����� ��� � ���� � �� �� ��� � ��� ���������� 3� � < ��� � �/� ������ ��� ���� ���� � �? � ��� � ��� ,8$ �� � �� � ��� �� ���� ��� ���� �� �<� ���� � � � ��� ����< �������� ��� �� 1� �������� ���� �

� ������� �� ���������

3� � ����� ���� � ���� � ��� �� � � 9 ��� �� � ���� � ���� ��� ��� ������� �� �/� ������� 3� ��1��� � ��� ����! ������� �� �� �/� ������ �� ������� ��� ��%�� %�� +�%�� +�%�� +�,� �� -%�

��� ���� �� � A4�D5� 46�)%5� A)�,65� A#�$45� 4$�%#5�� 4A�&D5� � �� ��� ��� " <���� �� �� �� ��� �� � ����� �� ����! ��� ����� ��� ��� ��� 4&5 �� ��������� ����� � � ��� #6 �� ������ � �� � ���� �����! � 3�� ����� � �� �� ��� �9 � � ������

���� �� �� ���� � 1���< ������ � �� �� �������.;�� � ���� #AA,0������� �� ��� �� �1 � ��� �� �� �/� ������ ���

�� � �� � 9 �� � �� ���< � �=� �� �= � �� ��� %�� �� ���� ������ �� ��� �� �1 � ��� �� ������ ��3�� ����� � �� �� �� �����< �� ���� �< ����� ����� ��� ������ �� �� 3� ��1��� ��������� ��� � � �� �= $� =�� � �� �� � ��� � �<7����9 � � .L���M� � ������ ��< � �� ��� � &�&60 ������ � � �� ��� �� �� �= �� �� 4��� ��<���� �� �= � ��� 4 � � �� ������ � ������ � ��� �� ������ ���� ��� � �� � ���� ��� ����<������ ����� ����������� 3� 9 �� ��� ��� � ��� ����� � �� ������ �� � ��� �� ����� 3��� #� 3� ����� �� � ��� �� ������ �� � <��� �� �� ������ � �� �� � ��� �� �� �� ��� � ��� � ��� ����� �� �= 6�&� 3� < �����< 2� �� ���� � � � � ����� ��� � ����%� � +�%� � +�%� � -%� � %� � +�,�� 3� � � ������ ���� ���� �/� �� �� ��������� ������ �� �� � ��� ��� ��%� �� +�%� � < ���� � �� �� <� �� �� 1� �� @� �� � � ����� � � ����� � �� � ������;�<��� �������� ��� �� �� �������� ���� ���� � ���� �� 7� ��� ��� � � ��� 3� ���� ������ 2� � .�%0 ��� ��� �� � ��� �� ��� NAA�" ��� �� �� �� ������ � � ��� � ���� �� � � �� �

������� �� �� ������ � 7�����8������ �� �� �<�7��� ���� �� � ���� �� �������� �������� ����� �� ��� � �� ������� >� ��� 3�� ��� �� ���� ��<�� � �����<� � ������ �� ��%�� %�� +�%��

3��� #

:9 �� �� � ��� � ��� ����� � �� ������ �� � ��� �� �� � ����� � ����� ��� �� ���� .�/�0 ������' #& �� ������ �� ��� � ��� .�= 6�&0

��� �1 � ��� 6& �< �� �/� ������

���� � ��� ��� ����� .�<B�0 ����� �� � ��� � ������ � .�<B< �/�0

+� �� +� - +�

6�& &�AA� &�&# #�&&� &�&& &�D&� &�&% &�A)� &�&, &�D,� &�&6 &�4)� &�&$#&�& #�A%� &�&$ #�A)� &�&, #�6A� &�&4 #�A#� &�&6 #�6#� &�&$ #�$6� &�&D%6�& $�64� &�%% $�$A� &�#A ,�$D� &�#% $�##� &�## ,�$&� &�&) ,�&&� &�%46&�& 4�DD� &�,% D�&)� &�#) 6�)4� &�#D )�64� &�&A 6�%6� &�#6 $�A,� &�%)46�& #&�#� &�6# #&�%� &�6, )�#D� &�%) 4�6A� &�%& 6�D$� &�,& 6�%A� &�$##&&�& #&�D� &�$4 ##�$� &�66 )�DA� &�#6 D�&A� &�,% 6�AA� &�%D 6�,%� &�,$

��� ���� � �� � � �� ������ � ������� ��� ������� �� ������� � �����

3��� %

*������� �� � ������ �� � ��� � ��� �� �� � ����� � ����� ��� �� ���� .�/�0 ������ ��� ��� ���� ���� �' #& �� ������ �� ���

� ��� .#& ���� �= 6�&0 �1 � ��� 6& �< �� �/� ������

� ���� � ��� ������ � .50 � ��� � ���� � .50

+# +% +, +# +% +,

+� A)�%� #�D A6�D� &�A A)�4� #�$ #&&� &�& AA�D� &�% AA�A� &�#�� A4�)� #�# A4�$� &�D A)�A� &�A AA�4� &�# #&&� &�& AA�)� &�% 46�)� %�4 4$�A� #�& 4)�,� #�$ A$�)� &�D A4�,� &�6 A)�A� &�)+� A&�$� #�6 A%�#� #�% DA�D�#�# A,�)� &�A A6�,� &�4 A4�&� &�A- 4D�4� #�) 4A�A� #�& 44�6� %�, AA�6� &�# #&&� &�, AA�A� &�#+� 4$�D� %�$ ),�6� %�D 6)�A� #�% )$�$� #�4 )D�#� %�6 )&�)� #�$

��� ���� � �� � � �� ������ � ������� ��� ������� � � ������� � ����� +#� +% �� +, �� ���� #� ���� % �� ���� ,� � �� ��� ���

#6% () �*�� � � ) + ���������� ,����� ��� -. /01102 .3.4.35

+�%�� +�,� �� -%�� ������ � �� �� 7�����8���������� �� ������� � ��� � ����� � �� �� ��������� 2� �� �� �� � ���� � ����� ��� �� � �� �� ��� ������ � ��� ���� �� F�� ������ ���� �� � ��� ��������8� ������ ��� � ��� �� ���<��� �� ��� ���� � � � ����� 1� �� +�,� .3��� %0�3�� ���� � ���� �� 7�����8������ � �� � ������ �� ��! ��� �� ��%�� %�� +�%�� +�%� �� -%

��� � � < ���� ���< ��� ���� � �� � ��� �� 7����� ������� �� ���� ����� �������� �� 7�����8

������ �� � ����� � ����� ��� �� ���� .�/�0 �� � ������� � ������ � � � �� 1� �� ���� ��� ��� ���� � ��� �� � ����� �� � ��� � ���� ������� ��� � ��� ���< ��� � ������< � �� �� ��� ���� � � ������ �� � ��� � ���� ���� �� � ������� ������ � �� �� � ������� � � �� � ���� � �� ���������8� ������ ���� ��� /���� � ���� � � � ���< ����� ��< �1��� � �� � ��� � ���� �� ������� ���� � �� >� �� ���� �� �7 � ������� �� ������� ���� � ��� � � ��< �� ������ � � � �� ������� ���� �� ��� 7� �������� ���������

����������

*������������ ��E�� C !�������� +�� #AD$� " ����� �� ������ .��0

�� ��� ���� ������ ��� (� :���� :<� ##&� ##&8#%%�

/���� �� +�/�� @�� � L���(�� #AA4� *������� �� � ��� � ����� �

��������� �� @�� � L���(�� /���� �� +� .:���0� *����� �� ���

� ��� ���� 3����� O /����� ;���� +���� � #�

������ ��� -����� ����� #AA4� ���� � ����� � ����� ��� �� � � ��

��� � ��� ��� ��� �� �����?��� �� ������<�� � ���� (�

������ �������� *�� ����� #A� #,A8#$#�

;��� E���� ; � +�E�� ; � E���� #AA,� ������ �� ���� � �� �� �

�� �� � ������� 7� ��� *�� ����� 3 ����� $$� #&A8##%�

��������� @�:�� +�����< � :�3�� #AA6� �<��������� ���������� ��

������ �� ��� � ��� �� ���������� �� ��� � ������� ��

���������< ���� ��� �� (� :���� ��� = ���� � ,&� %$#8%)#�

����� :�� - � "�� #AA4� 3� �� �� �� ���! ��� � ����� �� ��1�

� ���� ���� ���� ��� �� :���� 3 ����� #D� ,6A8,)%�

3 � 3�@�� E��� ��"���� #ADD� " ����� �� � ��� ������ �� ?�

�� ���� � � � �� �� :���� 3 ����� ; ��� A� #%%,8#%,%�

@�� � :�@�� * ��� (�"�� #AA,� *�� ����� �� � ��� � ���� ��

�� �� �� ������<� � *�� ��� ���� ##� 4D#8D#%�

() �*�� � � ) + ���������� ,����� ��� -. /01102 .3.4.35 #6,