Repositorio
Institucional

Suazo-Hernandez, Jonathan

Immobilization of Inorganic Phosphorus on Soils by Zinc Oxide Engineered Nanoparticles

MDPI

TOXICS

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The overuse of inorganic phosphate fertilizers in soils has led to the transfer of inorganic phosphorus (Pi) to aquatic ecosystems, resulting in eutrophication. Adsorption-desorption studies in batch systems were used to evaluate the effect of adding 1% zinc oxide (ZnO) engineered nanoparticles (ENPs) on Pi retention in Ultisol, and Mollisol soils. The 1% ZnO-ENPs showed increased chemical properties such as pH, electrical conductivity, and organic matter content, and reduce nutrient bioavailability (P, N, and Zn), and physical properties such as surface area and pore size of the two soils. The kinetic data of Pi adsorption on Ultisol, Mollisol, Ultisol + 1% ZnO-ENP, and Mollisol + 1% ZnO-ENP systems fitted well to the pseudo-second-order model (r2 >= 0.942, and chi 2 <= 61), and the Elovich model (r2 >= 0.951, and chi 2 <= 32). Pi adsorption isotherms for the Ultisol soil adequately fitted to the Freundlich model (r2 = 0.976, and chi 2 = 16), and for the Mollisol soil, the Langmuir model (r2 = 0.991, and chi 2 = 3) had a better fit to the data. With 1% ZnO-ENPs, the linear, Langmuir, and Freundlich models correctly described the Pi adsorption data. Pi desorption was reduced in the Ultisol compared to the Mollisol soil, and with 1% ZnO-ENPs further decreased Pi desorption in both soils. Therefore, ENPs can be used as a new alternative material for Pi fixation in agricultural soils and contribute to mitigating eutrophication issues of aqueous systems.El uso excesivo de fertilizantes fosfatados inorgánicos en los suelos ha provocado la transferencia de fósforo inorgánico (Pi) a los ecosistemas acuáticos, lo que ha dado lugar a la eutrofización. Se utilizaron estudios de adsorción-desorción en sistemas discontinuos para evaluar el efecto de la adición de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) al 1% sobre la retención de Pi en suelos Ultisol y Mollisol. Las nanopartículas de ZnO al 1% mostraron un aumento en propiedades químicas como el pH, la conductividad eléctrica y el contenido de materia orgánica, y una reducción en la biodisponibilidad de nutrientes (P, N y Zn), así como en propiedades físicas como el área superficial y el tamaño de poro de ambos suelos. Los datos cinéticos de adsorción de Pi en sistemas Ultisol, Mollisol, Ultisol + 1% ZnO-ENP y Mollisol + 1% ZnO-ENP se ajustaron bien al modelo de pseudo-segundo orden (r2 >= 0,942 y chi 2 <= 61) y al modelo de Elovich (r2 >= 0,951 y chi 2 <= 32). Las isotermas de adsorción de Pi para el suelo Ultisol se ajustaron adecuadamente al modelo de Freundlich (r2 = 0,976 y chi 2 = 16), y para el suelo Mollisol, el modelo de Langmuir (r2 = 0,991 y chi 2 = 3) tuvo un mejor ajuste a los datos. Con 1% de ZnO-ENP, los modelos lineal, Langmuir y Freundlich describieron correctamente los datos de adsorción de Pi. La desorción de Pi se redujo en el Ultisol en comparación con el suelo Mollisol, y con un 1 % de ZnO-ENP disminuyó aún más la desorción de Pi en ambos suelos. Por lo tanto, las ENP pueden utilizarse como un nuevo material alternativo para la fijación de Pi en suelos agrícolas y contribuir a mitigar los problemas de eutrofización de los sistemas acuáticos.

artículo original

engineered nanoparticles

zinc oxide nanoparticles

inorganic phosphate

eutrophication

adsorption

Ultisol

Mollisol

10.3390/toxics13050363

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ZNO NANOPARTICLES

PHOSPHATE

ADSORPTION

DISSOLUTION

SORPTION

REMOVAL

SINGLE

IRON

CU

ZNO NANOPARTICLES

PHOSPHATE

ADSORPTION

DISSOLUTION

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REMOVAL

SINGLE

IRON

CU

Ciencias del suelo

Ingeniería Ambiental y Geológica

Nanomateriales (Producción y Propiedades)

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WOS:001495416100001

Immobilization of Inorganic Phosphorus on Soils by Zinc Oxide Engineered Nanoparticles

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TOXICS

Environmental Sciences

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CC BY 4.0

Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo de Chile (ANID)

Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo de Chile (ANID) [3230179]

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