Photochemical Oxidation of Hexacyanoferrates in Aqueous Solutions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The main kinetic laws governing the photochemical degradation of stable cyanide compounds are studied using the example of hexacyanoferrates (HCFs) in the combined {Solar/S2O2−882−} oxidation system under the action of solar radiation. The efficient oxidation of intermediate products (toxic free cyanides) to nontoxic final products proceeds in the combined {Solar/S2O2−882−} system, in addition to the complete degradation of [Fe(CN)6]3− complex. The high efficiency of HCFs oxidation in the combined system is attributed to a conjugated ion-radical mechanism that includes (along with direct photolysis) oxidation with the participation of highly reactive oxygen species (ROSes)—reactive secondary oxidizing agents consisting mostly of hydroxyl radicals generated in situ during the simultaneous alkali and light activation of persulfate with solar radiation. The effect anions (chlorides, sulfates, bicarbonates) and associated organic pollutants (xanthates, phenol) most characteristic of cyanide-containing industrial wastewater have on HCF oxidation in the {Solar/S2O2−882−} system is studied. The studied anions promote HCF photochemical oxidation in a wide range of concentrations (1–10 mM).

About the authors

B. A. Tsybikova

Baikal Institute of Nature Management, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: abat@binm.ru
670047, Ulan-Ude, Russia

A. A. Batoeva

Baikal Institute of Nature Management, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: abat@binm.ru
670047, Ulan-Ude, Russia

M. R Sizykh

Baikal Institute of Nature Management, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: abat@binm.ru
670047, Ulan-Ude, Russia

D. G. Aseev

Baikal Institute of Nature Management, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: abat@binm.ru
670047, Ulan-Ude, Russia

References

  1. Dash R.R., Gaur A., Balomajumder C. // J. Hazard. Mater. 2009. V. 163. P. 1.
  2. Johnson C.A. // Appl. Geochem. 2015. V. 57. P. 194.
  3. Mudder T.I., Botz M.M. // The Europ. J. of Mineral Processing and Environmental Protection. 2004. V. 4. № 1. P. 62.
  4. Adams M.D. // Miner. Eng. 2013. V. 53. P. 241.
  5. Falagan C., Grail B.M., Johnson D.B. // Miner. Eng. 2017. V. 106. P. 71.
  6. Приказ Минсельхоза РФ от 13 декабря 2016 г. № 552 “Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения”. [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: https://rulaws.ru/acts/Prikaz-Minselhoza-Rossii-ot-13.12.2016-N-552/ − Загл. с экрана. – Яз. рус.
  7. Botz M.M., Mudder T.I., Accil A. Cyanide treatment: physical, chemical and biological processes // Advanced in Gold Ore Processing ed. Adams M.D. Amsterdam: Elsevier Ltd. 2005. P. 672.
  8. Kuyucak N., Akcil A. // Miner. Eng. 2013. V. 50–51. P. 13.
  9. Rodriguez-Narvaez O.M., Peralta-Hernández J., Bandala E. //Chem. Eng. J. 2017. V. 323. № 9. P. 361.
  10. Yang Y., Ok Y.S., Kim K.H. et al. // Sci. Total Environ. 2017. V. 596–597. № 10. P. 303.
  11. Yang D., Zhao R. // Curr. Pollution Rep. 2015. V. 1. P. 167.
  12. Giannakis S., Lin K.-Y.A, Ghanbari F. // Chem. Eng. J. 2021. V. 406. P. 127083.
  13. Yang Q., Ma Y., Chen F. et al. // Ibid. 2019. V. 378. P. 122149.
  14. Huang W., Bianco A., Brigante M., Mailhot G. // J. Hazard. Mater. 2018. V. 347. P. 279.
  15. Асеев Д.Г., Батоева А.А., Сизых М.Р. // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 9. С. 1486.
  16. Malato S., Fernandez-Ibanez P., Maldonado M. I. et al. // Catal. Today. 2009. V. 147. № 1. P. 1.
  17. Tsydenova O., Batoev V., Batoeva A. / Int. J. Environ. Res. Public Health. 2015. V. 12. P. 9542.
  18. Khandarkhaeva M., Batoeva A., Sizykh M. et al. // J. Environ. Manage. 2019. V. 249. P. 109348.
  19. Garkusheva N., Matafonova G., Tsenter I. et al. // J. Env. Sci. & Health, Part A. 2017. V. 52. P. 849.
  20. Tsybikova B.A., Batoeva A.A. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (MSE). 2019. V. 687. P. 066078.
  21. ПНД Ф 14.1: 2.164-2000. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций гексацианоферратов в пробах природных и сточных вод фотометрическим методом. М.: ФБУ “ФЦАО”, 2009. 11 с.
  22. ПНД Ф 14.1: 2:3.1-95. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов аммония в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера. М.: ФБУ “ФЦАО”, 2017. 26 с.
  23. ПНД Ф 14.1: 2.56-96. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации цианидов в природных и сточных водах фотометрическим методом с пиридином и барбитуровой кислотой. М.: ФБУ “ФЦАО”, 2015. 27 с.
  24. Jimenez M., Oller I., Maldonado M.I. et al. // Catal. Today. 2011. V. 161. P. 214.
  25. Malato S., Blanco J., Vidal A. et al. // Appl. Catal. B. 2002. V. 37. P. 1.
  26. Hincapié M., Maldonado M.I., Oller I. et al. // Catal. Today. 2005. V. 101. P. 203.
  27. Ibargüen-López H. López-Balanta B., Betancourt-Buitrago L. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 106233.
  28. Moggi L., Bolletta F., Balzani V., Scandola F. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1966. V. 28. P. 2589.
  29. Fuller M.W., LeBrocq F.K.M., Leslie E., Wilson I.R. // Aust. J. Chem. 1985. V. 39. P. 1411
  30. Rader W.S., Solujic L., Milosavljevic E.B. et al. // Environ. Sci. Technol. 1993. V. 27. P. 1875
  31. Moussavi G., Pourakbar M., Aghayani E. et al. // Chem. Eng. J. 2016. V. 294. P. 273.
  32. Sarla M., Pandit M., Tyagi D.K., Kapoor J.C. // J. Hazard. Mater. 2004. V. 116. P. 49.
  33. Wang J., Wang S. // Chem. Eng. J. 2018. V. 334. P. 1502.
  34. Furman O.S., Teel A.L., Watts R.J. // Environ. Sci. Technol. 2010. V. 44. P. 6423.
  35. Qi C., Liu X., Ma J. et al. // Chemosphere. 2016. V. 151. P. 280.
  36. Yang Y., Pignatello J.J., Ma J., Mitch W.A. // Environ. Sci. Technol. 2014. V. 48. P. 2344.
  37. Huang Y.-F., Huang Y.-H. // J. Hazard. Mater. 2009. V. 162. P. 1211.
  38. Yang Y., Ji Y., Yang P. et al. // J. Photochem. Photobiol. A. 2018. V. 360. P. 188.
  39. Neta P., Huie R.E., Ross A.B. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 17. P. 1027.
  40. Buxton G.V., Greenstock C.L., Helman W.P., Ross A.B. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 513. P. 513.
  41. Liang H.Y., Zhang Y.-G., Huang S.-B., Hussain I. // Chem. Eng. J. 2013. V. 218. P. 384.
  42. Bi W.L., Wu Y.L., Wang X.N. et al. // Ibid. 2016. V. 302. P. 811.
  43. Sharma J., Mishra I.M., Dionysiou D.D., Kumar V. // Chem. Eng. J. 2015. V. 276. P. 193.
  44. Lee J., von Gunten U., Kim J.-H. // Environ. Sci. Technol. 2020. V. 54. P. 3064.
  45. Khan J.A., He X.X., Khan H.M. et al. // Chem. Eng. J. 2013. V. 218. P. 376.
  46. Basfar A.A., Mohamed K.A., Al-Abduly A.J., Al-Shahrani A.A. // Ecotoxicol. Environ. Saf., 2009. V. 72. P. 948.
  47. Garbin J.R., Milori D.M.B.P., Simões M.L. et al. // Chemosphere. 2007. V. 66. P. 1692
  48. Qian Y., Xue G., Chen J. et al. // J. Hazard. Mater. 2018. V. 354 P. 153.
  49. Lei Y., Cheng S., Luo N., Yang X. // Environ. Sci. Technol. 20019. V. 53.
  50. Ghauch A., Baalbaki A., Amasha M. // Chem. Eng. J. 2017. V. 317. P. 1012.
  51. Liu Y., He X., Duan X. et al. // Water Res. 2016. V. 95. P. 195.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (160KB)
Indexing metadata
3.

Download (67KB)
Indexing metadata
4.

Download (88KB)
Indexing metadata
5.

Download (51KB)
Indexing metadata
6.

Download (392KB)
Indexing metadata
7.

Download (43KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Б.А. Цыбикова, А.А. Батоева, М.Р. Сизых, Д.Г. Асеев