The aim of the study was to describe the sorption interactions between potentially toxic metals (Cd, Co, Cu, Pb) and materials from an underground coal gasification (UCG) experimental zone. These interactions seem to be significant in terms of the impact of in situ UCG on the groundwater environment. Sorption parameters were determined for two different sample types: subbituminous coal mined from the coal-bed and then subjected to gasification and coal char from the cavity formed by the UCG process. Laboratory-scale tests were carried out using deionized water and aqueous solutions of metals with increasing concentrations. The Freundlich isotherm model was applied to describe sorption phenomena due to nonlinear mass distribution of adsorbed metal ions as a function of equilibrium concentration and assuming physical interactions only. In addition, the efficiency of the tested sorbents for metal removal was calculated. In the case of subbituminous coal, the percent removal ranged from a minimum of 3.6–9.8% (for cobalt) to a maximum of 43.4–79.8% (for lead). Char removed metals more efficiently (min. 26.6–94.8% for cadmium; max. 98.5–99.9% for lead). Furthermore, the sorbates can be ranked according to the metal ion binding efficiency to sorbents in the following order: Co < Cd < Cu < Pb. The sorption characteristics of materials obtained from the post-UCG cavity may be used to evaluate the retardation parameters of inorganic pollutant migration in the environment around a georeactor. 旨在研究原位煤炭地下气化(UCG)烧焦物对潜在有毒金属离子(Cd、Co、Cu、Pb)的吸附反应。从原位UCG对地下水环境影响的角度,烧焦物的吸附反应具有重要作用。测试了两类样品的吸附参数:一类是采出后被气化的次烟煤样,另一类是原位UCG采空区的烧焦物。用去离子水和金属离子浓度不断增加的水溶液进行了室内试验。由于吸附金属离子的非线性质量分布和只存在物理作用假设,用Freundlich等温吸附模型刻画吸附现象。此外,计算了试验吸附剂的金属去除效率。次烟煤的金属离子去除率从最低3.6-9.8%(钴)到最高43.4-79.8%(铅)不等。UCG烧焦物的金属离子去除效率更高(镉去除率最低26.6-94.8%,铅去除率最高98.5-99.9%)。另外,若按金属离子对吸附剂的作用力,吸附物排序为Co < Cd < Cu < Pb。UCG采空区烧焦物的吸附特性研究有助于评价气化炉无机污染物迁移的阻滞参数。 El objetivo del estudio fue describir las interacciones de sorción entre metales potencialmente tóxicos (Cd, Co, Cu, Pb) y materiales de una zona experimental de gasificación subterránea de carbón (UCG). Estas interacciones parecen ser significativas en términos del impacto de la UCG in situ en el ambiente de las aguas subterráneas. Los parámetros de sorción se determinaron para dos tipos de muestra diferentes: carbón subbituminoso extraído del lecho de carbón y luego sometido a gasificación y carbón vegetal (char) de la cavidad formada por el proceso UCG. Las pruebas a escala de laboratorio se llevaron a cabo utilizando agua desionizada y soluciones acuosas de metales con concentraciones crecientes. El modelo de isoterma de Freundlich se aplicó para describir los fenómenos de sorción debido a la distribución de masa no lineal de los iones metálicos adsorbidos en función de la concentración de equilibrio y asumiendo solo interacciones físicas. Además, se calculó la eficiencia de los sorbentes probados para la eliminación de metales. En el caso del carbón subbituminoso, el porcentaje de remoción varió de un mínimo de 3,6-9,8% (para cobalto) a un máximo de 43,4-79,8% (para plomo). El carbón eliminó los metales de manera más eficiente (mín. 26,6-94,8% para cadmio; máx. 98,5-99,9% para plomo). Además, los sorbatos se pueden clasificar de acuerdo con la eficiencia de unión de iones metálicos a los sorbentes en el siguiente orden: Co < Cd < Cu < Pb. Las características de sorción de los materiales obtenidos de la cavidad posterior a la UCG pueden usarse para evaluar los parámetros de retraso en la migración de contaminantes inorgánicos en el entorno alrededor de un georeactor. Ziel dieser Studie war eine Erörterung der Sorptionswechselwirkungen zwischen potentiell toxischen Metallen (Cd, Co, Cu, Pb) und Material in einer experimentellen, unterirdischen Kohlevergasungszone. Diese Wechselwirkungen scheinen hinsichtlich der Auswirkungen von in situ Kohlevergasung auf das Grundwasser von wesentlicher Bedeutung zu sein. Für zwei verschiedene Probenarten wurden entsprechende Sorptionsparameter bestimmt: Aus dem Kohleflöz geförderte und anschließend einer Vergasung unterzogene subbituminöse Kohle, und Kohlenasche aus dem durch den Vergasungsprozess entstandenen Hohlraum. Mittels entionisiertem Wasser und wässrigen Metalllösungen mit steigenden Konzentrationen wurden Tests im Labormaßstab durchgeführt. Ausgehend von der Annahme ausschließlich physikalischer Wechselwirkungen wurden Freundlich Isotherme verwendet, um Sorptionsprozesse aufgrund nicht-linearer Massenverteilung adsorbierter Metallionen als Funktion einer Gleichgewichtskonzentration zu beschreiben. Zudem wurde die Effizienz des untersuchten Sorptionsmittels zur Metallentfernung berechnet. Für die subbituminöse Kohle ergaben sich Metrallentfernungen von min. 3,6-9,8% (für Kobalt) bis zu max. 43,4-79,8% (für Blei). Die Asche entfernte die Metalle deutlich effizienter (min. 26,6-94,8% für Cadmium, max. 98,5-99,9% für Blei). Weiterhin konnten die Sorbate entsprechend der Effizienz zur Bindung von Metallionen am Sorptionsmittel in der folgenden Reihe eingeordnet: Co < Cd < Cu < Pb. Die Sorptionscharakteristika der Materialien aus dem durch die Vergasung entstandenen Hohlraum können zur Bewertung des Rückhaltevermögens für anorganische Schadstoffe und deren Freisetzung in die Umwelt rund um den Georeaktor genutzt werden.

中文翻译：

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原位地下煤气化 (UCG) 后煤和焦炭的水溶液中金属吸附的比较

该研究的目的是描述潜在有毒金属（Cd、Co、Cu、Pb）与来自地下煤气化 (UCG) 实验区的材料之间的吸附相互作用。就原位 UCG 对地下水环境的影响而言，这些相互作用似乎很重要。确定了两种不同样品类型的吸附参数：从煤层中开采出来的亚烟煤，然后进行气化，以及从 UCG 工艺形成的空腔中取出煤焦。使用去离子水和浓度增加的金属水溶液进行实验室规模的测试。Freundlich 等温线模型用于描述由于吸附金属离子的非线性质量分布作为平衡浓度的函数和仅假设物理相互作用的吸附现象。此外，计算了测试吸附剂去除金属的效率。在次烟煤的情况下，去除百分比从最低 3.6-9.8%（对于钴）到最高 43.4-79.8%（对于铅）不等。炭能更有效地去除金属（镉最低 26.6-94.8%；铅最高 98.5-99.9%）。此外，吸附物可以根据金属离子与吸附剂的结合效率按以下顺序排列：Co < Cd < Cu < Pb。从后 UCG 空腔获得的材料的吸附特性可用于评估地球反应器周围环境中无机污染物迁移的阻滞参数。目的研究原位煤炭地下气化化（UCG）烧焦物对（UCG）基本金属离子（Cd、Co、Cu、Pb）的爆炸反应。从原位UCG对水环境影响的角度，烧焦物的渗透反应具有重要意义的烧了。测试了火花采出来的气体的作用参数： 彩虹是采出气后的二次烟煤样，另一类原位UCG采空区的焦物。用去离子水和金属离子浓度。由于渗透金属离子的发射质量和只存在物理效果，不断增加的水溶液进行了室内试验。用Freundlich等温渗模型描绘连续现象。此外，计算了试验吸收剂的金属铅刻蚀效率。次烟煤的金属离子还原率从最低3.6-9.8%(钴)到最高43.4-79.8%()不。另外，如果金属离子对吸附剂的作用力，吸附物吸附作用为Co < Cd，则烧焦金属离子去除率（6%-94.8%，铅含量最高9.5-99.9%）。 < Cu < Pb。UCG 采煤焦物的特性传递空研究评价气化炉参数。El objetivo del estudio fue describir las interacciones de sorción entre metalespotencialmente óxicos (Cd, Co , Cu, Pb) y materiales de una zona Experimental de gasificación subterranea de carbón (UCG)。Estas interacciones parecen ser significativas en terminos del Impacto de la UCG in situ en elAmbiente de las aguas subterraneas。Los parámetros de sorción se determinaron para dos tipos de muestra diferentes: carbón subbituminoso extraído del lecho de carbón y luego sometido a gasificación y carbón vegetal (char) de la cavidad forada por el proceso UCG。Las pruebas a escala delaboratorio se llevaron a cabo utilizando agua desionizada y soluciones acuosas de metales concentraciones crecientes。El modelo de isoterma de Freundlich se alicó para describir los fenómenos de sorción debido a la distribución de masa no lineal de los iones metalálicos adsorbidos en función de la concentración de equilibrio y asumiendo solo interacciones física. Además, se calculó la eficiencia de los sorbentes probados para la eliminación de metales。En el caso del carbón subbituminoso, el porcentaje de remoción varió de un mínimo de 3,6-9,8% (paracotto) a un máximo de 43,4-79,8% (para plomo)。El carbón eliminó los metales de manera más eficiente（最低 26,6-94,8% para cadmio；最高 98,5-99,9% para plomo）。阿德玛斯，los sorbatos se pueden clasificar de acuerdo con la eficiencia de iones metalálicos a los sorbentes en el siguiente orden：Co < Cd < Cu < Pb。Las características de los materiales obtenidos de la cavidad after a la la UCG pueden usarse para evaluar los parámetros de retraso en la migración de污染物 inorgánicos en el entorno alrededor de un georeactor。Ziel dieser Studie war eine Erörterung der Sorptionswechselwirkungen zwischen potentiell toxischen Metallen (Cd, Co, Cu, Pb) 和材料 in einer Experimentalellen, unterirdischen Kohlevergasungszone。Diese Wechselwirkungen scheinen hinsichtlich der Auswirkungen von in situ Kohlevergasung auf das Grundwasser von wesentlicher Bedeutung zu sein。Für zwei verschiedene Probenarten wurden entsprechende Sorptionsparameter bestimmt：Aus dem Kohleflöz geförderte und anschließend einer Vergasung unterzogene subbituminöse Kohle, und Kohlenasche aus dem durch den Vergasungsprozess entstandenen Hohlraum。Mittel entionisiertem Wasser und wässrigen Metalllösungen mit steigenden Konzentrationen wurden Tests im Labormaßstab durchgeführt。Ausgehend von der Annahme ausschließlich physikalischer Wechselwirkungen wurden Freundlich Isotherme verwendet, um Sorptionsprozesse aufgrund nicht-linearer Massenverteilung adsorbierter Metallionen als Funktion einner Gleichzentreibents. Zudem wurde die Effizienz des untersuchten Sorptionsmittels zur Metallentfernung berechnet。Für die subbituminöse Kohle ergaben sich Metrallentfernungen von min. 3,6-9,8% (für Kobalt) bis zu max. 43,4-79,8% (für Blei)。Die Asche entfernte die Metalle deutlich effizienter (min. 26,6-94, 8% 镉，最大值。98,5-99,9% für Blei)。Weiterhin konnten die Sorbate entsprechend der Effizienz zur Bindung von Metallionen am Sorptionsmittel in der folgenden Reihe eingeordnet：Co < Cd < Cu < Pb。Die Sorptionscharakteristika der Materialien aus dem durch die Vergasung entstandenen Hohlraum können zur Bewertung des Rückhaltevermögens für anorganische Schadstoffe und deren Freisetzung in die Umwelt rund um den Georeaktor genutzung