• No results found

1707.pdf

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "1707.pdf"

Copied!
89
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

A B S T R A C T

B R A D B E N N E T T

:

C H A R A C T E R I Z A T I O N O F Z I N C A S A P O T E N T I A L A L T E R N A T I V E F O R

T H E R E D U C T I O N O F N I T R A T E I N

W

A T E R S U P P L I E S

(

U

n

d

e r

t

h

e

d ir e

c

t

i

o n o

f D

r

O

r

l

a n

d

o

C

o r o ne

l l

)

G

r o u n

d w

a

t

e r c on

t

a

m i

na

t

i

on

b y

n

it

r a

t

e

(

N 0

3 ~

)

i

s c a u se

d m

a

i

n

l

y

b

y

a n

t

h

ro

p

o

g

en

i

c sou r c es

i

n c

l

u

d i

n

g

n

it

r o

g

e n

f

e r

t

i l i

z ers, a n

i m

a

l w

a s

te s

, s e

p

t

ic s

y

s

te

m

s a n

d in

d

u s

tr

i

a

l p

r o c e s s e s.

D

u e

t

o

th

e

p

o

t

en

t

i

a

l

to x

i

c

i

t y

o

f

n

i

t

r a

te

an

d

n

itr

i

te

,

t

h

e

U

n

i

te

d St

a

t

e s

E

nv

i

r o n

m

e n

ta

l P

r o

t

e c

ti

o n

A g

e n c

y

(

U S E P A

)

h

a s e s

t

a

b l i

s

h

e

d m

a x

i m

u

m

c o n

t

a

m i

n a n

t

l

e v e

l

s

(

M

C L

s

)

o

f 1 0 m g

-N /

L

an

d I m g

-

N / L

, r e s

p

e c

t

i

ve

l y

,

f

or

t

he

t

w

o

p

o

l lu

t

an

ts

i

n

dr

i

n

k i

n

g w

a

t

e r

T h

e s

i g

n

i f i

can

t

dr

a

w b

a c

k

s as s o c

ia

t

e

d w it

h

c ur re n

t t

re a

tm

en

t

a

l

t

er n a

t

i

ve s

f

or n

i

tr

a

te

-c

o n

t

a

m i

n a

t

e

d w

a

t

er

h

av e r e su

l

te

d i

n a

l

a r

g

e r e s e arc

h

t

h

r u s

t

b

e

i

n

g d

e v e

l

o

p

e

d

t

o

w

a r

d

th

e a

p p l i

c a

t

io n o

f

r e

d

u c

in

g

n

it

r a

t

e

to

le s s

to x

i

c

fo r

m

s

(

ie

.

N

2

(g

)

o r

N H

4 ^

)

w ith

z e r o-v a

l

e n

t

i

r o n

(

F

)

.

W

ith

t

h

e

m

o

ti

v a

t

i

o n

to

e x

p

a n

d

th

e s c o

p

e o

f

c

h

e

m i

c a

l

r e

d

u c

t

a n

t

s o

f

n

it

r a

t

e, z

i

n c

(

Z

n ' '

)

,

w h i

c

h i

s

e

l

ec

tr o

c

he

m i

ca

l l

y

s

i m i l

ar

t

o

i

r on ,

br

a s s, a z

i

n c

-c o

p

p

er a

l l

o

y

, a n

d

c o

p p

e r

(

C

u °

)

w

er e

t

e s

te

d

, us

i

n

g

b

a

t

c

h

r e a c

ti

o n s,

t

o c

h

a r a c

t

e r

i

ze

th

e

i

r e

f f

e c

t

i

v e n e s s

i

n r e

d

u c

i

n

g

n

i

tr a

t

e

S in c e z

in c

p

r o v e

d

t

o

b

e v e r

y

e

f f

e c

t

i

ve

i

n re

d

u c

i

n

g

n

i

t

r a

t

e, an e

m p i

r

i

c a

l

r a

te

l

a

w w

a s

d

ev e

l

o

p

e

d

t

o

d

e

t

er

m i

n e

t

h

e

d

e

p

en

d

e n c

y

o

f

t

h

e

r e a c

t

i

o n s

b

e

t

w

ee n z

i

n c a n

d

o x

id i

ze

d

n

it

r o

g

e n s

p

e c

i

e s on

t

he

i

n

it

i

a

l

n

i

tr a

t

e c on ce n

t

ra

t

i

on, z

in c

d

o se,

a n

d i

n

i

t

i

a

l p H

T h

e r a

te

l

a

w w

a s a

p p

r o x

i m

a

te

l y f

i r s

t

o r

d

e r

w i

t

h

r e s

p

e c

t to

t

h

e

i

n

i

t

i

a

l

n

it

r a

te

c o n c e n

t

ra

t

i

o n an

d

z

i

n c

d

o s e, a n

d

a

f

r a c

t

i

o n a

l

o r

d

er

w i

t

h

r e s

p

e c

t to

t

h

e

i

n

it

i

a

l p H w

a s o

b

s e r v e

d

A

d ir e c

t

e

le

c

tr o n

tr a

ns

f

e r

m

ec

h

a n

i

s

m b

e

tw

e e n

t

h

e z

i

n c an

d

o x

id i

ze

d

n

it

ro

g

en s

p

e c

i

es

i

s s u

g g

e s

te

d

a n

d

f

u

tu

r e

w

or

k i

nv o

l

v

i

n

g p

o

t

en

t

ia

l b

e n c

h

-s

(2)

A C

K

N O

W

L E D G E

M

E N T S

I w

ou

l d li k

e

t

o

t

h

a n

k m

y

w i f

e,

H

o

l l

y

,

f

o r

y

o u r u n

w

a v e r

i

n

g

s u

p p

or

t

a n

d

e n c o u r a

g

e

m

e n

t

a

l l

t

h

r o u

g h

o u

t

t

h i

s e x

p

e r

i

e n c e.

D

r .

O

r

la n

do

C

or on e

l l

,

th

a n

k

y

o u

f

or

ta

k i

n

g

m

e o n a s a s

tu

d

e n

t

a n

d

,

i

n s o

d

o

in

g

,

p

r ov

i d i

n

g m

e

w i

t

h

a n

o

p p

or

t

u n

it

y

to

g

ra

d

ua

t

e

fr

o

m U N C

-

C h

a

p

e

l H i l l

I

cou

l d

n o

t

h

av e ea rn e

d

t

h i

s

d

e

g

re e

w ith

o u

t

y

our

t

i

r e

l

e s s

h

e

l p

a n

d d ir e c

ti

o n .

I w

o u

l d l ik

e

t

o

t

h

a n

k D

r

P h i l S i

n

g

e r

f

o r

h i

s

i

n

p

u

t

i

n

t

o

t

h

e

p

r o

j

e c

t

a

l

o n

g

th

e

w

a

y

.

I f

e e

l f

o r

tu

na

t

e

t

o

ha v

e

w

o r

k

e

d

a n

d

s

tu

d i

e

d

u n

d

e r

y

o u r

d i

r ec

t

i

o n.

I w

o u

l d li k

e

t

o

g

en u

i

n e

l y

t

h

a n

k D

r.

A itk

en a n

d D

r.

S

te

w

a r

t

f

o r o

f f

er

i

n

g

to

s e r ve o n

m

y

c o

m m i

t t

e e a s

r ea

d

er s,

d

es

p i

te

t

h

e

i

n c onv e n

i

e n c e

t

h

a

t

it

i m p

o s e

d

o n e a c

h

o

f y

o u

I w

o u

l d l ik

e

t

o

t

h

a n

k

M

r.

Ja c

k

W

ha

le

y

an

d

M

s.

M

e

l

o

d y L

e v

y f

or

t

h

e

i

r

f

r

i

e n

d l y

, e x ce

l l

e n

t

h

e

lp

t

h

r o u

g h

o u

t

m y

t

e n u r e

h

e r e.

I w

ou

l d li k

e

t

o

t

ha n

k

M

r.

A l

e x a n

d

er

G

o r z a

l

s

k i

v e r

y m

u c

h f

o r

t

a

k i

n

g p h

o

t

o s o

f

t

h

e

b

r a s s

m

e

d i

a

w it

h

t

h

e

S E

M

.

(3)

T A B L E O F C O N T E N T S

L I S T O

F

T A

B L

E S

v

i

L I S T O F F I G U R E S

v

i i

L O I N T R O D U C T I O N

1

1

.

1 I

n o r

g

an

i

c n

i

t

ro

g

e n

p

o

l lu

ti

o n a n

d p

u

b l i

c

h

e a

l

t

h i m p

ac

t

s

1

1 2 R

e

d

uc

t

i

o n o

f

n

it

r a

t

e

(

N O

3 "

)

w it

h

ze r o-v

a

l

e n

t

i

ro n

(

F

)

2

1

.

3 P

o

t

en

ti

a

l

re

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

tr a

t

e

w i

t

h

o

th

e r z e r o

-v a

l

e n

t

m

e

d i

a

4

1 4 O b

j

e c

t

i

v e s

7

2

.

0

M

A

T

E R I A

L

S A N D

M

E T H O D S

8

2

.

1.

R

e a

g

e n

t

s a n

d

c

h

e

m i

c a

l

s

8

2

.

2 S

o

l

u

t

i

o n s

9

2

.

3 Z

e r o

-v a

le

n

t

m

e

d i

a

9

2 4 D

e

t

er

m

i

n a

t

i

o n o

f

t

h

e

B

ru na ue r

E m m

e

t

T

e

l l

er

(

B E T

)

m

u

l

t

i

-p

o

i

n

t

s ur

f

a c e a r e a

1 0

2

.

5 D

e

t

er

m i

n a

t

i

on o

f

t

h

e

p

a r

t

ic

le s

i

z e o

f

t

he

b

ra s s

-

fi

n e

m

e

d i

a

1 0

2 6

M

e a s ure

m

e n

t

o

f i

n o r

g

an

i

c n

it

r o

g

en s

p

e c

ie s

1 1

2

.

7 B

a

t

c

h

e x

p

e r

im

e n

t

s

1 7

2

.

7 1 R

e ac

t

o r

T

y

p

e

1 7

2

.

7

.

2 N i

tr

a

te r e

d

u c

t

i

o n

b y

zero

-v a

l

e n

t

z

i

n c

(

Z

n"

)

1 7

2

.

7

.

3 N i

tr a

te r e

d

u c

t

i

on

b y

z e r o

-v a

l

e n

t

i

r o n

(

F

)

2 2

2 7

.

4 N i

tr

a

te

r e

d

u c

t

i

o n

b y d i f f

ere n

t

z e r o

-v a

l

e n

t

m

e

d i

a

2 4

(4)

3

.

0 R E SU L T S A N D D I S C U S S I O N

2 6

3

.

1 R

e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

tr a

t

e

(

N O

s

"

)

w i

t

h

z e r o-v a

l

e n

t

i

ro n

(

F

)

t

o

va

l id

a

t

e e x

p

er

i m

e n

t

a

l m

e

t

h

o

d

s

2 6

3

.

2 C

o

m p

a r

i

n

g

t

h

e e

f f

e c

t

i

v e n e s s o

f

n

i

t

r a

t

e r e

d

u c

t

i

o n

b y i

r o n

, z

i

n c, c o

p p

e r a n

d b

r a s s

2 8

3 3 D

e

te r

m i

n a

t

i

o n o

f

ex

p

er

i

m

e n

ta

l

c o n

d i

t

i

o n s

f

o r

k i

n e

t

i

c s e x

p

er

i m

en

t

s

w i

t

h

zero-v a

l

e n

t

z

i

n c

(

Z

)

3 4

3

.

3 1 O

v e r v

i

e

w

3 4

3

.

3

.

2 D

e

t

er

m i

n a

t

i

on o

f

zer o

-v a

l

en

t

z

i

n c

(

Z

n

)

d

o s a

g

e

f

or

k i

n e

t

i

c s e x

p

e r

im

en

t

s

3 4

3 4 E

v a

l

u a

t

i

o n o

f

t

h

e

f

e a s

i b i l i

t

y

o

f

u s

i

n

g p h

o s

p h

a

t

e

(

H

3

P O

4

)

b

u

f f

e r

f

o r

p H

c o n

t

r o

l d

u r

i

n

g

n

i

t

r a

t

e r e

d

u c

t

i

o n e x

p

e r

i m

e n

ts

w i

t

h

z e r o-v a

l

e n

t

z

i

n c

(

Z

n °

)

3 7

3

.

5 K i

n e

t

i

cs o

f

n

i

tr

a

t

e r e

d

u c

t

i

on

b y

z e r o

-va

l

en

t

z

i

nc

(

Z

n "

)

4 1

3

.

5

.

1 O

v e r v

i

e

w

4 1

3

.

5

.

2 E f f

e c

t

o

f i

n

i

t

i

a

l

n

i

t

r a

t

e c o n c e n

tr a

t

i

o n

([

N O

s

'

j

o

)

o n

t

h

e r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

t

r a

t

e

b y

z

i

n c

4 1

3

.

5

.

3 E f f

e c

t

o

f

z

i

n c

d

o s e

(

C

zno

)

o n

t

h

e r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

t

ra

t

e

b y

z

i

n c

4 5

3 5

.

4 E f f

ec

t

o

f h y d

ro

g

e n c o n c e n

t

ra

t

i

o n o n

t

h

e r e

d

u c

t

i

o n

o

f

n

i

t

r a

te

b y

z

i

n c

4 9

3

.

5

5

C

a

l

cu

l

a

t

i

o n o

f

r e a c

t

i

o n r a

t

e c ons

t

an

t

k

(

i

n

E q

ua

t

i

o n

2

)

5 3

3

.

5

.

6 C

o

m p

a r

i

s o n

b

e

t

w

een o

b

s er ve

d

a n

d

c a

l

c u

l

a

t

e

d

c

h

an

g

e

i

n

p H

5 4

3

.

6 C h

ara c

t

e r

i

z

i

n

g

t

h

e

i

n

t

e r a c

t

i

o n

b

e

t

w

e e n z

i

n c

(

Z

n

°

)

a n

d p

r o

to

n s

(

E

T)

5 7

3

.

7 A

n a

ly

z

i

n

g

t

h

e

d i

s s o

l

v e

d

z

i

n c

[

Z

n

^^

]

c o n c e n

t

r a

t

i

o n s

6 3

4

.

0 C O N C L U S I O N S

6 8

5

.

0 F U T U R E

W

O R K

7 0

A P P E N

D

I X A

7 4

A P P E N D I X B

7 8

(5)

L I

S T O

F T

A

B L

E S

T

a

b l

e

1

P

ro

p

e r

t

i

e s o

f

t

h

e re

d

u c

t

i

v e

m

e

d i

a

10

2

.

[

Z

n

^^

]

a s a

f

u n c

t

i

o n o

f p H

19

3

.

E

x

p

e r

i m

e n

t

s u

m m

a r

y f

o r

t

h

e c o

m p

a r

i

s on o

f d i f f

er e n

t

m

e

d i

a

2 8

(6)

L I S T

O

F F I

G U

R

E S

F ig

u re

1

.

F ig

u re

1

6

2

.

F ig

ure

2

13

3

.

F i g

u r e

3

14

4

.

F i g

u r e

4

1 7

5

.

F i g

u r e

s

1 9

6

.

F i g

u r e

6

2 7

7

.

F i g

u r e

7

3 3

8

.

F i g

u r e

s

3 6

9

.

F ig

u r e

9

3 9

10

.

F i g

u re

10

4 0

1 1

.

F i g

u r e

1 1

4 3

12

.

F i g

u r e

12

4 5

1 3

F i g

u r e

13

4 7

14

.

F i g

u r e

14

4 9

1 5

.

F ig

u r e

1 5

5 1

1 6

.

F ig

u r e

16

5 3

1 7

.

F ig

u r e

1 7

5 4

1 8

.

F ig

u r e

1 8

5 6

19

.

F

i

g

u r e

19

5 8

2 0

.

F i g

u r e

2 0

5 8

2 1

.

F

i g

u r e

2 1

6 0

(7)

2 3

.

F i g

u r e

2 3

.

2 4

.

F i g

u r e

2 4

.

2 5

.

F i g

u r e

2 5

.

2

6

.

F

i

g

u r e

2 6

.

,

6 4

.

6 7

.

7 8

.

7 9

(8)

1

.

0

I

N T R

O

D U C T I

O

N

1

.

1 I

nor

g

a n

i

c n

i

t

r o

g

e n

p

o

l l

u

t

i

o n a n

d p

u

b l i

c

h

e a

l

t

h i

m

p

a c

t

s

N it

r a

t

e

(

N O

a

"

)

c on

t

a

m i

na

t

i

on o

f g

ro u n

d

a n

d

s ur

f

a ce

w

a

te

r s u

p p l i

e s

l

ia s e

m

e r

g

e

d

as a

w

or

l d w id

e en v

i

r on

m

en

t

a

l p

r o

b l

e

m

[

1

]

;

an

d g

r o un

d w

a

t

er con

t

a

m i

na

ti

on

i

s cause

d m

a

i

n

ly b

y

a n

th

ro

p

o

g

en

i

c s ou r c e s

i

n c

l

u

d i

n

g

n

i

t

r o

g

e n

f

e r

t

i l i

z e r s, a n

im

a

l w

a s

t

e s, s e

p

t

i

c s

y

s

t

e

m

s an

d i

n

du s

t

r

i

a

l

p

r o c e s s e s

[

1

-3

]

.

S

t

o r

m w

a

t

er r u n o

f f

a n

d i

r r

ig

a

ti

on a r e o

ft

e n re s

p

o n s

i b l

e

f

or

t

r a ns

p

o

rt

i

n

g

n

itr a

t

e

t

o

g

r o u n

d w

a

t

e r su

p p l i

e s

[

3

]

.

N i

t

r a

t

e

i

s r e

l

a

ti

v e

ly

n o n

-

t

o x

i

c

t

o

h

u

m

a n s

w ith

o u

t

a

g l

u c o s e

-p h

o s

p h

a

t

e

d

e

h y d

r o

g

e n a s e

d

e

fi

c

i

e n c

y

[

4

]

a s

i

t

i

s e x c r e

t

e

d b y

t

h

e

k i d

n e

y

s

[

5

]

.

H

o

w

e v e r, c o n c e n

t

r a

t

i

o n s

g

r e a

t

e r

th

a n

10 m g N O

j-

N / L

c a n

b

e

l

e

t

h

a

l

t

o

b

a

b i

e s

l

e s s

t

h

a n s

i

x

m

o n

th

s o

l d

[

5

]

.

O

n c e

it

i

s

i

n

g

e s

t

e

d i

t

i

s

r e

d

u c e

d

t

o n

it

r

it

e

(

N O

a "

)

i

n

t

h

e

g

a s

t

ro-

i

n

t

e s

t

i

n a

l

tr a

c

t

[

3

,

4

]

.

N i

tr

i

te

o x

i d i

ze s

th

e

f

errou s

i

ro n

(

F

e *

)

i

n

he

m

o

g l

o

b i

n

t

o

m

e

th

e

m

o

g l

o

b i

n,

w h i

c

h i

s u n a

b l

e

t

o

tr a

n s

p

o r

t

o x

y g

e n

t

h

r o u

g h

o u

t t

h

e

b

o

d y

[

3

]

.

T h i

s

p h

e n o

m

e n o n

i

s r e

f

er re

d

t

o

m

e

th

e

m

o

g l

o

b i

na e

m ia

, or "

b l

ue

b

a

b y

s

y

n

dr

o

m

e"

[

4

,

5

]

T h i

s c on

d i

t

i

on

i

s

l ik

e

ly

t

o o c c u r

i

n

d

e v e

l

o

p i

n

g

c o u n

t

r

i

e s, s u c

h

a s

w h

e r e

d

r

i

n

k i

n

g w

a

t

e r

i

s o

b

t

a

i

n e

d fr

o

m

s

h

a

l l

o

w w

e

l l

s

i

n a

g

r

i

c u

l

t

u r a

l

a r e a s

[

6

]

.

T h

e

W

or

l d H

e a

l

t

h O

r

g

an

i

z a

t

i

o n

(W

H O

)

i

s c ur r en

t

ly

c o

l l

e c

ti

n

g d

a

t

a

t

o

q

u an

t

i

fy

t

h

e

w

o r

l d w i d

e ex

t

e n

t

o

f

t

h i

s co n

d it

i

on s

i

nc e n o e s

t

i m

a

t

e s c u r r en

t

ly

e x

i

s

t

[

6

]

.

h

i a

d d i

ti

o n,

n

i

t

r

it

e c a n r e a c

t

w it

h

o

t

h

e r c o

m p

o u n

d

s

i

n

t

h

e

b

o

d y

t

o

f

o r

m

n

i

t

r o s a

m i

n e s,

w h i

c

h

a r e

p

o

t

e n

t

i

a

l

c a r c

i

n o

g

e n s

t

h

a

t

c a n a

l

s o

p

o s s

i b ly d

a

m

a

g

e v

it

a

l

o r

g

ans

[

3

]

.

D

u e

t

o

th

e

t

o x

i

c

i

t

y

o

f

n

it

ra

t

e a n

d

n

i

t

r

i

t

e,

t

h

e

U

n

it

e

d

S

t

a

t

e s

E

nv

i

ron

m

e n

t

a

l P

r o

t

e c

t

i

on

A g

enc

y

(

U S E P A

)

h

a s e s

t

a

b l i

s

h

e

d m

a x

i m

u

m

c o n

t

a

m i

na n

t

l

eve

l

s

(M

C L

s

)

o

f 10 m g

-

N / L

a n

d I m g

-

N / L

, r e s

p

e c

ti

v e

ly

[

7

]

.

N i

t

r a

t

e

i

s

d i f fi

c u

l

t t

o r e

m

o v e

w i

th

c o

p

r e c

i p i

t

a

ti

o n o r a

d

s o r

p

t

i

o n

b

e c a u s e o

f i

t

s

h i g h

s o

l

u

b i l i

t

y

a n

d

s

t

a

b i l i

ty

i

n so

l

u

t

i

o n

[

5

]

.

T h

e c ur r en

t

a

lt

er n a

t

i

v e s

t

o

t

r e a

t

d

r

i

n

k i

n

g w

a

t

er

w i

t

h

n

i

t

ra

t

e a n

d

n

itr

i

t

e

c o nce n

t

ra

t

i

o ns a

b

o v e

th

e

i

r r e s

p

e c

t

i

ve

M

C L

va

l

u e s

i

n c

l

u

de

i

o n e x c

h

an

g

e, rev e rse o s

m

o s

i

s,

b i

o

l

o

g i

c a

l

d

en

i

t

r

i fi

c a

t

i

o n

(

t

h

e ana e r o

b i

c r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

it

r a

t

e

t

o n

i

t

r o

g

e n

g

a s v

i

a

m i

c r o

b

e s

)

, a n

d

c

h

e

m i

c a

l

r e

d

u c

t

i

o n

[

5

]

T h

e

fi

r s

t th

r e e

t

e c

h

n o

l

o

g i

e s a

l l h

a v e s

i g

n

i

f

i c a n

t

d

r a

w b

a c

k

s

[

3

]

.

I

o n e x c

h

a n

g

e

i

s

a

f f

e c

te

d b y

s u

l f

a

t

e

(

S 0

4 ^"

)

, o r

g

a n

i

c

m

a

t t

e r

(

O

M )

, a n

d

c

h l

or

id

e

(

C F

)

conc en

t

r a

t

i

o n s

i

n

th

e r a

w w

a

t

e r

;

(9)

b

e c au s e o

f i

t

s c o r r o s

i

v

i

t y

[

5

]

.

R

e v ers e os

m

o s

i

s

i

s a

f f

e c

t

e

d b

y t

h

e

p

r e s e n c e o

f O

M

a n

d

to

t

a

l

d i

s s o

l

v e

d

so

l id

s

(

T

D S

)

i

n

t

h

e r a

w w

a

t

er, an

d

re

q

u

i

res

t

h

e

d i

s

p

os a

l

o

f

a c onc e n

t

r a

t

e

w i

t

h

ve r

y h i g h T D S

c o n c e n

t

r a

t

i

o n s

[

5

]

.

I

n a

d d i

t

i

o n,

b

o

t

h i

o n e x c

h

a n

g

e a n

d

r e v e r s e o s

m

o s

i

s a r e n o

t

s e

l

ec

t

i

v e

f

o r

t

h

e

r e

m

o v a

l

o

f

n

i

tr a

t

e a n

d d

o n o

t

c onv e r

t

i

t to a n o

t

h

er c o

m p

ou n

d

,

t

h

er e

b y m

a

k i

n

g

t

h

e r e s

p

e c

t

i

v e

w

a s

t

e

p

r o

d

uc

t

s u n

d

e s

i

r a

b l

e

[

3

]

.

B i

o

l

o

g i

c a

l d

e n

i

t

r

i f i

c a

t

i

o n,

b

e

i

n

g

an a n a ero

b i

c

p

r o c es s,

i

s se n s

i

t

i

v e

to

t

h

e

d i

s s o

l

v e

d

o x

y g

en

(

D O

)

c o n cen

t

ra

t

i

o n s

i

n

t

h

e r a

w w

a

t

e r

; t

h

e

p

r o c e s s

i

s c o

m p

a r a

t

i

v e

ly i

n c o

m p l

e

t

e an

d

s

l

o

w

; t

h

e

t

r ea

t

m

en

t

s

y

s

te

m m

u s

t

b

e

h i g h l y m

o n

i

to

r e

d

;

an

d

t

h

e

fi

n

i

s

h

e

d w

a

t

er r e

q

u

i

re s

t

rea

t

m

en

t

b

e c a u s e

i

t

c o n

t

a

i

n s

m i

cr o

b

e s a n

d

,

i

n

m

o s

t

c a s e s, an or

g

a n

i

c e

l

e c

tr o

n

d

on or

[

3

,

5

]

.

D

ue

t

o

t

h

e

a

f

or e

m

e n

t

i

o ne

d d

ra

w b

a c

k

s a s s o c

i

a

t

e

d w i

t

h

o

t

h

e r a

l

te r n a

t

i

v e s

f

o r

t

r e a

t

i

n

g

n

i

tr a

te c o n

t

a

m i

n a

t

e

d w

a

t

e r,

a

l

a r

g

e r e s e a r c

h

t

h

r u st

h

a s

b

e e n

d

e v e

l

o

p

e

d

t

o

w

a r

d

t

h

e

p

o

t

e n

t

i

a

l

o

f

t

r e a

t

i

n

g

n

i

t

r a

t

e-c o n

t

a

m i

n a

t

e

d w

a

t

e r s

w i

t

h

ze r o-v a

l

en

t

i

r o n

(

F

e°

) [

3

]

.

1

.

2 R

e

d

u c

t

i

on o

f

n

i

t

r a

t

e

(

N O

a "

)

w i

t

h

zero-v

a

l

e n

t

i

ro n

(

F

e "

)

M

a n

y

s

t

u

d i

e s

h

av e

d

e

m

o n str a

te

d

t

h

e su cc e ss

f

u

l

r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

tr a

t

e

b

y

zero

-v a

l

en

t

i

r o n

(

e

l

e

m

e n

ta

l i

r o n o r

F

) [

1

-

4

,

8

-

19

]

,

w i

t

h

a

m m

o n

i

u

m

(

N H

4 ^

)

b

e

i

n

g

t

h

e

m

a

j

o r

p

ro

d

u c

t

[

2

-

4

,

8

-

14

,

1 6

,

1 7

,

19

]

S

t

u

d i

e s

h

a v e

d

e

m

o n s

t

r a

t

e

d

t

h

a

t t

h

e r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

t

r a

t

e

to a

m m

o n

i

a

b y

z e r o

-v a

l

e n

t

i

r o n

i

s

en

h

an c e

d

a

t

l

o

w p H

c o n

d i

t

i

o n s

[

2

,

3

,

8

-

10

,

12

,

13

,

1 8

,

1 9

]

.

A l

so, re c e n

t

s

tu

d i

e s

h

a v e s

h

o

w

n

t

h

a

t

a u

g m

en

t

i

n

g

t

h

e s o

l

u

t

i

o n

w i

t

h

a

q

u e ou s

f

e r r ous

i

ro n

(

F

e ^^

(

aq

)

)

im p

r o v e

d

t

h

e r e

d

u c

t

i

on o

f

n

i

t

ra

t

e a

t

e n v

i

r o n

m

e n

t

a

l ly

r e

l

e v a n

t,

o r

m

ore n e u

t

ra

l p H

c o n

d i

t

i

ons

[

1 3

,

14

,

19

]

T w

o r ea c

t

i

o n

m

ec

h

an

i

s

m

s o

f

n

i

t

r a

t

e re

d

uc

t

i

o n

h

a ve

b

e en

p

ro

p

o se

d

,

t

h

ou

g h

a c on sen sus

h

a s n o

t

b

ee n reac

h

e

d

[

1

,

4

,

9

,

1 0

,

12

,

1 8

]

T h

e

f i

r s

t

p

r o

p

o se

d m

e c

h

a n

i

s

m i

s a n

i

n

d i

r e c

t

m

e

t

h

o

d

, a c c o r

d i

n

g

t

o

t

h

e r e a c

t

i

o n s

b

e

l

o

w

:

(

R

c.

2

)

N

O

,

'

+

4

H

,(^) +

2

H

^

-^

N

H ^

+

3

H

^

O E

' =

0

.

8 8 0 F

T h

e

i

n

d i

r e c

t

m

e c

h

a n

i

s

m

s

ta

te s

t

h

a

t

h y d

ro

g

e n

g

a s,

f

o r

m

e

d

a s a c orr o s

i

o n

p

r o

d

u c

t

o

f

t

h

e r e a c

t

i

o n

w i

t

h

zero

-va

l

en

t

i

r on a n

d p

r o

t

o n s,

d

on a

te s

t

h

e e

l

e c

t

r on s

f

or

t

h

e r e

d

uc

t

i

o n o

f

n

i

tr

a

te

t

o a

m m

o n

i

a

[

10

,

1 7

]

.

T h

e s e c o n

d p

r o

p

o s e

d m

e c

h

a n

i

s

m i

s a

d i

r e c

t

m

e

t

h

o

d

,

i

n

w h i

c

h

e

l

e c

t

ro n s

f

ro

m

t

h

e

F

e °

p

a

rt

i

c

l

e s

a r e

t

r a n s

f

e r r e

d d i

r e c

t

l y

t

o

t

h

e

N O

a "

m

o

l

e c u

l

e s

i

n s o

l

u

t

i

o n

T h

e

p

r o

p

o se

d m

o

d

e

l

u n

d

e r

ly i

n

g

t

h i

s

(10)

m

e c

h

a n

i

s

m i

s

I

c no

w

n as

t

h

e

t

w

o

l

a

y

e r s e

m i

-c o n

d

u c

t

o r

m

o

d

e

l

[

1

3

,

1 4

]

.

T h

i

s

m

o

d

e

l

s

t

a

t

e s

t

h

a

t

a s

t

h

e

F

p

a r

t

ic

l

e s a r e o x

i d iz e

d

a r e

l

a

t

i

v e

l y

t

h i

c

k b l

a c

k

c o a

t

i

n

g

, o

f

re

l

a

t

iv e

ly h i g h

c o n

d

uc

t

i

v

i

t

y k

n o

w

n a s

m

a

g

ne

t

i

t

e

(

F

e 3

0

4

)

,

f

or

m

s a r oun

d

t

h

e

F

e

°

c or e

T h

e

m

a

g

ne

t

i

t

e c o a

t

in

g f

a c

i li

t

a

t

e s

t

h

e e

l

e c

t

r o n

t

r a n s

f

e r

f

r o

m

t

h

e

i

n n er

F

e" c o r e

t

o

t

h

e n

i

tr

a

t

e.

H

o

w

e v e r,

d

ur

in

g

t

h i

s r e a c

t

io n

, a ver

y

t

h i

n , n o n

-co n

d

uc

t

i

v e

l

a

y

er c o

m p

o se

d

o

f i

ro n ox

i d

e s, su c

h

a s

l

e

p i d

o croc

i

t

e

(y

-

F

e

O O H

)

an

d m

a

g h

e

m i

te

(

y

-

F

e

2

0

3

)

,

f

or

m

s o n

t

h

e o u

t

s

i d

e o

f

t

h

e

t

h i

c

k

er

m

a

g

ne

t

i

t

e

l

a

y

e r.

S i

n ce

t

h

e

t

h i

n o u

te

r

l

a

y

e r

i

s non

-con

d

u c

t

i

v e,

i

t

s

i g

n

i f

i c a n

t

l

y

o

b

s

t

r u c

t

s

t

h

e

t

r a n s

f

e r o

f

e

l

ec

t

r o ns, an

d

c o n se

q

u en

t

ly

t

h

e r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

t

r a

t

e

[

1 7

]

.

H

o

w

e v e r,

in

t

he

p

r e s e n c e o

f

a

q

u e o u s

f

e r r o u s

i

r o n

(

F

e^ '

(

aq

)

)

,

t

h

e

t

h i

n,

p

a s s

i

v e

ir o n

o x

i d

e

l

a

y

e r

i

s c o n v e r

t

e

d i

n

t

o

m

a

g

n e

t

i

t

e a

t t

h

e

p

o

in

t

w he

r e

t

h

e

F

e

^^

a

ds o r

b

s

t

o

t

he

p

a s s

i

v e

la

y

er,

t

h

u s a

l l

o

w in

g f

or e

l

e c

t

ro n

t

r a n s

f

e r

ac co r

d i

n

g

t

o

t

he

f

o

l l

o

w i

n

g

rea c

t

i

o n

[

17

,

2 0

]

:

{

R

x.

3

)

2r

-

F

e

O O

H

+

F

e^^

^

F

e

^

O

,

+

2

H

^

A

r e a c

t

io n

t

h

a

t

de s c r

i b

e s

t

h

e s

p

e c

i fi

c r e a c

t

i

o n

m

e c

h

a n

i

s

m

s

f

o r

t

h

e

t

w

o

l

a

y

er s e

m ic o n

d

u c

t

o r

m

o

d

e

l h

as no

t

b

e en

d

e v e

lo

p

e

d

[

1 4

,

17

]

.

In

t

h

e

p

r e s en c e o

f d i

s s o

l

ve

d

o x

y g

e n,

t

h

e n o n

-c o n

d

u c

t

i

v e

p

a s s

i

v e

la

y

e r c o

m p

o s e

d

o

f ir o

n o x

i d

e s

i

s

t

h i

c

k

e r

t

h

a n un

d

e r a n a e r o

b ic c o n

d i

t

i

o n s.

H

o

w

e v e r ,

t

h i

s

t

h i

c

k

er n o n-c o n

d

u c

t

i

v e

l

a

y

e r

i

s n o

t

a n

i

n

t

e r

f

e r e n c e

t

o

t

h

e ra

p i d

r e

du c

t

i

o n o

f

n

i

t

r a

t

e a s

l

o n

g

a s

t

he

so

l

u

t

i

on c on

t

a

in s

F

e

^^

(

aq

)

[

1 4

]

T w

o r e ac

t

i

o n s

ha

ve

b

een

d

ev e

l

o

p

e

d

t

ha

t

de s c

r

i b

e

t

h

e n e

t

s

t

o

ic

h i

o

m

e

t

r

i

c r e a c

t

i

o n

f

o r n

i

t

r a

t

e r e

d

u c

t

i

o n

b y

z e r o-v a

l

e n

t

i

r o n

i

n

t

h

e

p

r e s e n c e o

f F

e^ ^

(

aq

)

[

13

,

1 7

]

:

(

Rx

A

)

N

O

, ~ +

2

.

S2 F

e

°

+

0

.

7 5

F

e ^*

+

2

2 5

H

^

O

-

^

N H

^ ^

+

\

.

\ 9 F

e^

O

^ +

0

.

5

QO

H

-(

P

x .

5

)

N

O

~

+

2

.

8 0

F

e °

+

O

.

S O

F

e ^ *

+

I

I

OH

^

O

-

>

N

H

^

^

+

l

.

2 0

F

e

^

O

^ +

OA OO

H

'

R

eac

t

io n

4 w

a s

d

e v e

l

o

p

e

d

u s

i

n

g d

e

-o x

i d i

z e

d w

a

t

e r a n

d F

e^ c o a

t

e

d w i

t

h F

e3

0

4

i

n

t

h

e s u

p p

o r

t

in

g

e x

p

e r

i m

e n

t

s

[

13

]

.

R

e a c

t

io n

5 w

a s

d

e v e

lo

p

e

d

u s

in

g

o x

y g

e n s a

t

ura

t

e

d w

a

t

e r a n

d

u nco a

t

e

d F

e

"

.

h

i

t

h

e

e x

p

er

im

e n

t

s s u

p p

o r

t

i

n

g

t

h

e

de v

e

l

o

p m

e n

t

o

f

re ac

t

i

o n

5,

t

he

d i

s s o

lv

e

d

o x

y g

en

(

D O

)

w

a s

q

u

ic

k l y

d

e

p l

e

t

e

d w h i

c

h

re s u

l

t

e

d in

t

h

e

f

o r

m

a

t

i

o n o

f

t

h

e

b l

a c

k F

e3

0

4 c o a

t t

h

a

t

s u r r o u n

de

d

t

he

F

e "

p

a r

t

i

c

l

e s

[

17

]

F

u r

t

he r

m

o r e, r e c e n

t

w

o r

k h

a s

d

e

m

o n s

t

r a

t

e

d

t

ha

t

a

t

n e a r n e u

t

r a

l p H

c o n

d i

t

i

o n s,

w h

e n n

i

t

r a

t

e

i

n

(11)

s

t

o

i

c

h i

o

m

e

t

r

i

c a

l l

y

c orr e c

t

d

o se o

f F

e^ ^

(aq), v

i

r

t

u a

l l

y

a

l l

o

f

t

h

e n

i

t

r a

t

e a n

d

a

q

u e ous

f

e r r ous

i

r o n a r e

con s u

m

e

d

a c c o r

d i

n

g

t

o r e a c

t

io n

5

[

1 7

]

.

1

.

3 P

o

t

e n

t

i

a

l

r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

t

r a

t

e

w i

t

h

o

t

h

e r z e r o

-v a

l

e n

t

m

e

d i

a

T h

e a

p p l i

ca

t

i

on o

f

zer o

-va

l

e n

t

i

r o n

f

o r

t

h

e re

m

ov a

l

o

f

n

i

t

ra

t

e

h

as

d i f f

e r e n

t

d

r a

w b

a c

k

s, s u c

h

a s

t

he

l

o

w p H

r e

q

u

i

r e

m

en

t

s a n

d

t

h

e e x c e s s

iv

e

p

ro

d

uc

t

i

o n o

f f

e r r o u s

i

r o n

(

F

e^ ^

)

,

w h ic

h

c a u s e s

t

a s

t

e a n

d

o

d

o r

p

r o

b l

e

m

s

w h

en e x

p

o s e

d

t

o o x

y g

en

[

2 1

]

, an

d

a

m m

o n

i

u

m

(

N H

'^^

) [

3

]

.

C

o n s e

q

ue n

t

ly

,

t

h

er e

i

s s

t

i l l

an

i

n c e n

t

i

v e

t

o e x

p

a n

d

t

he s c o

p

e o

f

c

h

e

m i

c a

l

re

d

u c

t

a n

t

s o

f

n

i

t

r a

t

e.

Z

e ro

-v a

l

en

t

z

i

n c

(

Z

n °

)

i

s e

l

ec

t

roc

h

e

m i

ca

l l y

s

im

i l

a r

t

o ze r o-v a

l

e n

t

i

r o n

(

F

e"

)

a c c o r

d i

n

g

t

o

t

h

e

f

o

l l

o

w i

n

g h

a

l f

r e a c

t

i

o n s

[

2 1

]

:

{

R

x

(

)

)

F

e '*

+

2

e ~

-^

F

e

^^^

E

"

= -

0 44 0 F

(

R

x .

7

)

Z

n "'

+

l

e

--^

Z m

.

E

"

= -

0

.

7 6 3 F

Sp

e c

i f ic a

l l y

,

t

h

e r e

d

u c

t

i

o n

ha

l f

-r e a c

t

i

on s

f

or

b

o

t

h m

e

t

a

l

s

h

a ve s

t

a n

da r

d

e

l

e c

t

ro

d

e

p

o

t

en

t

i

a

l

s

w h i

c

h

in

d i

c a

t

e

t

ha

t t

h

e

t

en

d

e nc

y f

o r

b

o

t

h m

e

t

a

l

s

t

o o x

i d i

ze

i

s

t

he r

m

o

d y

n a

m i

c a

l l

y

f

a v o r a

b l

e.

T h

ere

f

o r e, z

i

n c

sho u

l d

a

ls o

be

a

b l

e

t

o e

f f

ec

t

iv

e

l y

r e

du

ce n

i

t

ra

t

e

b

y

a c

t

i

n

g

a s a n e

f f

e c

t

i

v e r e

d

u c

i

n

g

a

g

e n

t

.

I

n

p

ara

l l

e

l

t

o

t

h

e

p

r o

p

o s e

d m

e c

h

a n

i

s

m

s o

f

n

i

t

r a

t

e r e

d

u c

t

i

o n

b y F

e°, z

i

n c

w

o u

l d p

r o

b

a

b l y

t

r a n s

f

e r e

l

e c

t

r o n s e

i

t

h

e r

i

n

d i

rec

t

l

y t

o n

i

t

r a

t

e

b y h

y

d

r o

g

e n

g

a s, a c or ro s

i

o n

p

r o

d

uc

t

o

f

z

i

nc,

(

R

x

8

a n

d 2

)

:

{

R

x.

^

)

Z

n

^

^

)

+

2

H

*

-

^ Z

n ^ *

+ '

^

2

{

g

)

^

°

=

0

.

76 3 K

(

R

x.

2

)

N O

,

~

+

4

H

^^g^+

2

H

^

-^

N H

4

^ +

3

H

^

0

£

"

=

0

.

88 0 F

o r

d i

r e c

t

l y

t

o n

i

t

ra

t

e

(

R

x .

9

)

:

(

R

x.

9

)

n

o

;

+

\ Q

H

*

+

4 Z

^

^

)

- »

4 Z

« '"

+

NH

^

+

3

,

H

fi

E

f

=

1

M

3 V

I

n a

d d i

t

i

o n,

b

r a s s,

w h i

c

h i

s a z

i

n c a n

d

c o

p p

er a

l l

o

y

,

i

s c o

m m

erc

i

a

l l y

a v a

i l

a

b l

e, a

b

un

da n

t

,

r e

la

t

iv

e

l y i

n e x

p

en s

iv

e, a n

d ha

s

d

e

m

ons

t

r a

t

e

d

s uc ce s s

i

n r e

d

u c

i

n

g m

e

t

a

l i

ons

[

2 2

]

,

f

re e c

h l

o r

i

n e, a n

d

c

h l

or a

m i

n es

[

2 3

]

F

or

b

r a s s,

i

t

i

s s

p

e c u

la

t

e

d

t

h

a

t

in

s

t

e a

d

o

f

t

h

e z

i

n c

i

n

t

h

e

br a s s

g

r a n u

l

e

t

r a n s

f

e r r

in

g

e

l

ec

t

ro ns

d i

r e c

t

ly

t

o n

i

t

r a

t

e,

t

h

e z

i

n c an

d

c o

p p

e r a c

t

as a

g

a

l

va n

i

c c e

l l

[

2 4

]

.

I

n

t

h i

s

m

o

d

e

l

,

t

h

e

(12)

f

r e e e

l

e c

t

r o n s

w

o u

l d m i

g

r a

t

e

t

o

t h

e c o

p p

e r c a

t h

o

d

e.

C

o n se

q

u e n

tl

y

, t

h

e c o

p p

e r ca

th

o

d

e

w

o u

ld b

e

w h

e r e

t

h

e a c

t

u a

l

r e

d

u c

t

i

o n o c c u r s

w it

h b

r a s s

m

e

d i

a

[

2 4

]

.

A

s e r

i

es o

f

ex

p

e r

i m

e n

t

s

w it

h b

ra s s

m

e

d i

a

i

n

t

h

e

5

t

o

1 6 5 g / L

co n cen

t

r a

t

i

o n r a n

g

e,

i

n a n

i

n

i

t

i

a

l

p

H

r a n

g

e o

f 2

.

0 0

t

o

7

.

0 0

,

w

e r e

p

e r

f

o r

m

e

d i

n

w h i

c

h b

r as s

w

as a

l l

o

w

e

d

t

o r ea c

t

w ith

n

i

t

r a

t

e

I

n

a

d d it

i

o n

to

e x

p

e r

i m

e n

ts

w i

t

h b

ra s s,

t

h

e e

f f

ec

t

i

v e nes s o

f

t

h

e z

i

n c

g

ra n u

l

e s a n

d

c o

p p

e r

p

o

w d

e r a

t

r e

d

uc

i

n

g

n

it

ra

t

e

w

as

t

e s

t

e

d

[

1

1

]

.

T

h

e z

i

n c e x

p

e r

i m

en

t

s

w

er e c o n

d

u c

t

e

d i

n a c o n c en

t

r a

ti

o n ran

g

e o

f

10 0

t

o

1 6 5 g / L

a n

d i

n a n

i

n

it

ia

l p H

r a n

g

e o

f 2 0 0

to

7

.

0 0

T h

e c o

p p

e r e x

p

e r

i m

e n

t

s

w

e r e c o n

d

u c

t

e

d i

n

a c o n c en

t

ra

t

io n

r a n

g

e o

f 5

t

o

16 5 g / L

a

t

a n

i

n

it

i

a

l p H

o

f 2 0 0

[

1 1

]

.

T h

e r e s u

lt

s

f

r o

m

th

e

b

r a s s, c o

p p

e r,

a n

d

z

i

n c ex

p

er

i m

e n

ts

d

e

m

on s

t

ra

t

e

d

th

a

t

w h i l

e

t

h

e

b

r a s s

m

e

d i

a a n

d

c o

p p

e r

p

o

w d

e r

w

e r e

i

n e

f f

e c

ti

ve

i

n

r e

d

u c

i

n

g

n

it

r a

t

e, a z

i

n c c o n c e n

tr a

ti

o n o

f 10 0 g / L

(

s e e

F i g

ur e

1

)

, ac r o ss an

i

n

i

t

i

a

l p H

r a n

g

e o

f 2

.

0 0

t

o

7

.

0 0

,

f

u

l ly

r e

d

uc e

d

an

i

n

it

i

a

l

n

it

r a

t

e co n c en

t

r a

t

i

o n o

f 3 0 m g

-

N / L

A

s

w i

th

t

h

e z e r o-v a

l

e n

t

i

r o n , a n

i

n

i

t

i

a

l l

o

w p H

en

ha n c e

d

th

e r a

t

e o

f

n

i

tr a

t

e re

m

ova

l

.

H

o

w

ev e r

,

th

e z

i

n c

m

e

d i

a a

l

s o r e

d

u ce

d p

rac

t

i

c a

ll y

(13)

T

i

m

e

(

h

)

T

i

m

e

(

h

)

I

n

i t i

a

l p H

=

2

.

0 0

I

n

i t i

a

l p H

=

4

.

0 0

I

n

i t i

a

l p H

=

7

.

0 0

w

i t h

2 m M N

a

H C 0 3 B

u

f f

e r

F i

g

ure

1

.

R

e s u

l

t

s

f

ro

m H

o

l

c o

m

b

e

t

a

l

.

(

u n

p

u

b l i

s

h

e

d

)

t

e s

t

i

n

g p

o

t

e n

t

i

a

l

o

f

z

i

n c

i

n r e

d

u c

i

n

g

n

i

t

r a

t

e.

I

n

i

t

i

a

l

[

N O

3

]

=

3 0 m g N O

3-

N /

L

,

l OOg

Z

n

"

/

L

,

i

n

i

t

i

a

l p H

v a

l

u e s o

f

2

.

0 0

,

4

.

0 0

a n

d

7

.

0 0

(

w i

t

h

a

2 m

M

N

a

H

C O

j

)

b

u

f f

e r.

C

o n

t

a c

t t

i m

e s o

f 2 4

h

f

o r

i

n

i

t

i

a

l

p

H

o

f 2

.

0 0

a n

d 4 8 h f

o r

i

n

i

ti

a

l

p

H

s o

f 4

.

0 0

a n

d 7

.

0 0

.

P

a n e

l F i g

u r e s :

(

a

) [

N O

3 "

] (

m g

-

N / L

)

v s

.

T i

m

e

(

h

)

,

(

b

)

p

H

v s.

t

i

m

e

(

h

)

,

(

c

)

l

e

g

e n

d

T h

e c o

m p l

e

t

e s

y

s

t

e

m

o

f

e

q

u a

t

i

o n s

i

n v o

l

v e

d i

n

th

e r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

it

r a

t

e

w it

h

e

l

e

m

e n

t

a

l

z

i

n c

w

a s

d

eve

l

o

p

e

d

a s

f

o

l l

o

w

s

[

2 1

]

:

(

i t

c.

8

)

Z

n

^

^

)

+

2

H

'

-^

Z

n'' +

H

,

,

^

)

{

Rx

.

9

)

n o

;

+

I Q

H

'

+

M

r

\

^

^

-^

M

r

f

'

+

N H

^

+

I

H

p

(

E

x.

10

)

n

o

;

+

2H

'

+

Z

n

^

^

)

^

Z

n

'' +

N

O

,

' +

H

,

0

{

Rx

.

U

)

2

^

0

3 "

+

12 / /

" +

5 Z

«

(

,

)

^

5Z

«'" +

#

2,^,+

6 / /

2

O

(

/ 6c

.

12

)

n

o

;

+

8/ /

"

+

3 Z

n

^

^

)

-^

3 Z

n

^*

+

N H

/

+

I

H

fl

{

R

x

U

)

2 N 0

;

+

^

H

' +

3Z

n

^

^

)

- >

3 Z

«'" +

N

,^g^+

A

H

,

0

(

R

x.

H

)

#

2(^, +

8 / /

" +

3 Z

W(,)

-^

3 Z

n

^*

+

2

N H

;

E

"

E

"

=

0

.

7 6 3F

1 6 4 3K

E

° =

l 0 6 3 V

E

" =

2 0 0 3 K

£

" =

1 6 5 3 ^

£

° =

2

.

2 7 2 K

(14)

A ft

e r stu

d y i

n

g

t

h

e s

y

ste

m

o

f

e

q

u at

io

ns a

b

o v e,

i

t

w

as a

p p

are n t

fr

o

m

v

ie

^v

i

n

g

t

h

e sta n

d

a r

d

e

l

e ctr o

d

e

p

o

t

e n

t

i

a

l f

or e ac

h

r e ac

t

i

o n

t

h

a

t

e

le

m

e n

t

a

l

z

i

n c

w

a s

p

o

t

e n

t

i

a

l ly

v e r

y

e

f f

e c

t

i

v e a

t

r e

d

u c

i

n

g

n

i

t

r a

t

e s

i

n c e

a

l l

o

f

t

h

e r e a c

t

i

o n s

l i

s

t

e

d

a

b

o v e

w

ere

t

h

er

m

o

d y

na

m i

ca

l ly f

av or a

b l

e

T

o our

k

n o

w l

e

d g

e

,

t

h i

s

b

o

d y

o

f

w

or

k

a n

d

t

h

a

t

f

r o

m H

o

l

co

m b i

s

th

e

fi

rs

t

w

or

k i

n

w h i

c

h

z

i

n c

w

as use

d

t

o r e

d

u c e n

it

r a

t

e

w i

t

h

a

p

o

t

e n

t

i

a

l

a

p p l i

ca

t

i

on

f

or

d

r

i

n

k i

n

g w

a

t

e r

t

r ea

t

m

en

t

.

A

s a r e su

lt

o

f

t

h

e a n a

l y

s

i

s a n

d

e x

p

e r

i m

e n

t

a

l

resu

l

t

s

[

1 1

]

,

t

h

e o

b

j

ec

t

i

v e o

f

th i

s

w

o r

k w

a s

to

p

er

f

o r

m

a

t

h

orou

g h

a na

l

y

s

i

so

f

n

i

t

r a

t

e r e

d

u c

t

i

on

b y

z

i

n c.

1

.

4 O b

j

e c

t

i

ve s

G i

v e n

t

h

e a

p p

a r e n

t

s u c c e s s o

f

e

l

e

m

e n

t

a

l

z

i

n c

i

n r e

d

u c

i

n

g

n

i

t

r a

t

e,

it

w

a s

d

e c

i d

e

d

t

o

p

u r s u e

t

h

e

c

h

ar ac

te

r

i

za

t

i

on o

f

z

i

n c as a

p

o

te

n

t

i

a

l

sur ro

g

a

t

e

te

c

h

n o

l

o

g y f

o r ze r o-v a

l

e n

t

i

r o n

i

n

t

h

e r e

d

u c

t

i

o n o

f

n

i

t

r a

t

e

f

r o

m d

r

i

n

k i

n

g w

a

t

e r.

T h

e o

b

j

e c

t

i

v e s o

f

th

e s

t

u

d y w

e r e:

T

o a n a

l y

z e re

l

a

t

i

v e e

f f

e c

t

i

v en e s s o

f

e

l

e

m

e n

t

a

l

z

i

n c

(

Z

n"

)

c o

m p

a re

d

t

o e

l

e

m

e n

t

a

l i

ro n

(

F

e"

)

,

b

ra ss, a n

d

co

p p

er

(

C

u °

)

b

y

s u

b

j

e c

t

i

n

g

e ac

h m

e

d i

a

t

o a c o

m m

o n e x

p

e r

i m

e n

t

T

o c

h

a r ac

t

er

i

z e

th

e e

f f

e c

t

o

f

a

b

u

f f

er,

i

n

i

t

i

a

l p H

, z

i

n c

d

o s e, a n

d i

n

i

t

i

a

l

n

it

r a

t

e

[

N O

3 "

]

c o n c e n

t

r a

t

i

o n on

th

e re ac

t

i

o n

k i

n e

t

i

c s o

f

n

i

t

ra

t

e r e

d

uc

t

i

o n

b y

z

i

n c

T

o

d

e v e

l

o

p

a n e

m p i

r

i

c a

l m

o

d

e

l fr

o

m

th

e e x

p

er

i m

e n

t

a

l d

a

t

a

t

h

a

t

d

e s cr

i b

e

d

th

e

k i

n e

t

i

c s

o

f

t

h

e re

d

uc

t

i

o n o

f

n

it

ra

t

e

w i

th

e

l

e

m

e n

t

a

l

z

i

n c

T

o

d

e

t

e r

m i

n e

t

h

e e

l

e c

t

r o n

t

r a n s

f

e r

m

e c

h

a n

i

s

m b

e

t

w

e e n z

i

n c a n

d

o x

i d i

z e

d

n

i

t

r o

g

e n

s

p

e c

i

e s

References

Related documents

every drive more enjoyable.. Prius c Four shown in Sparkling Sea Metallic with available 16-in. 8-spoke alloy wheels... See numbered footnotes in Disclosures section.

In this study, we analyzed the gene expression data of the concomitant existence of lymphovascular invasion (LVI) and/or perineural invasion (PNI) in colorectal cancer

Single-line Desk Phone: Functional, no-nonsense styling makes the single-line -'sk phone a classic for the home or ceo Available in seven colors shown on chart, with rotary pulse

The objective of the study was to describe response and tolerability of metronomic chemotherapy regimen GFIP/BDC, a modification of the G-FLIP regimen, in patients with persistent

Patient demographics (age, gender, duration of DM, smoking status, alcohol consumption), medication parameters (daily dosage and duration of metformin therapy),

One of the most novel feedback design aspects in CrossTrainer is the different audio and tactile textures used in the crossmodal

Street Manuals Clymer motorcycle repair manuals are written specifically for the do-it-yourselfer and provide all the information needed for routine maintenance R1150 and R1200c

• We hold the No 2 position in cement and clinker supply to the Australian construction and resource sectors with efficient production in the growth states of Western