APPLICABILITY OF PHYTOREMEDIATION METHODS TO TREAT CHROMIUM CONTAMINATED WATERS MASTER OF SCIENCE (BY RESEARCH M. N. HETTIARACHCHI UNIVERSITY OF MORA TUW A SRI LANKA 2005 83466 Abstract Chromium is a hazardous metal available in both Trivalent (Cr +3)and Hexavalent (Cr+6) forms. Cr+6 is evidently toxic whereas Cr+3 is relatively less hazardous than Cr+6. Cr+6 and Cr+3are extensively used in many industrial processcs and causes industrial heavy metal pollution of surface and ground water. There are iiany already practiced methods to remove Chromium such as Chemical Precipitation and Ion Exchange etc. Very little research has been done.on Phyto- remediation of Cr+6 and Cr +3 Currently there is a growing interest on research on 11 'L' capacity of Ferns to extract heavy metals. The amazing uptake rate of Pteris vitata (Br. 'dk fern) gave the initial 'impetus to this study. Nephrolepis exaltata or Common Sword Fern is a commonly found hardy invasive fern. It is recorded to be hardy plant with hign moisture and acidity In this study N. exaltata was comparatively assed with few other species for the capability of chromium extraction. N. exaltata showed a good uptake rate. Ability of Nephrolepis exaltata to extract Cr+3 from an artificial solution was studied in detail separately under 'Hydroponic and Soil water systems. All the experi ments were done in a controlled laboratory environment N. Exaltata showed very high removal rates (about ';1)%) in a Hydroponic medium upto 50 ppmcontamination of T-Cr. The mass balance she-ws that most of the Cr taken up by the plant is retained in the roots (about 75 % or 35uO mg/kg). Little is translocated to above-ground tissues (4% or 120 mg/kg). Therefore \he mechanism of removal is mainly Rizofiltration. The mechanism of uptake may be Bio-sorption or Active uptake by root cells. N. Exaltata hardly shows any symptoms of Ph .to- toxic affects upto 50 ppm of Cr +3,and 15 ppm er Cr+6. But in a Soil water system mass balances show that 1110stof water soluble Cr+3 is sorbed to soil (about 90%). N. exaltata is poor- in de-mineral izing, mobilizing and uptake of soil bound Cr +3.Sand has a remarkable capacity to immobilize Cr+3 in water. More research should be done to identify the capacity of sand and gravel to bind chromium. D E C L A R A T I O N I h e r e b y d e c l a r e t h a t t h i s s u b m i s s i o n i~: m y o w n w o r k a n d t h a t . t o t h e b e s t o f m \ · k n o w l e d g e a n d b e l i e f , i t c o n t a i n s n o m a t : : · i a l p r e v i o u s l y p u b l i s h e d o r w r i t t e n b y a n o t h e r p e r s o n n o m a t e r i a l w h i c h , t o s u b s t a n t i a l c · x t e n t , h a s b e e n a c c e p t e d f o r t h e a w a r d o r a n y o t h e r d e g r e e o r d i p l o m a o f a u n i v e r s i t y o r o t h e r i n s t i t u t e o f h i g h e r l e a r n i n g . e x c e p t \ v h e r e a n a c k n o w l e d g e m e n t i s m a d e i n t h e t e x t . I ; " A M . N . H e t t i a r a c h c h i C e r t i f i e d b y I • t - . . 1 l ! • \ . ' I . \ " ' D r . S h i r o m i K a r u n a r a t h n e ( M a i n S u p e r v i s o r ) ' . A C K N O \ \ L E D G E M E N T T h e a s s i s t a n c e a n d a b l e g u i d a n c e a f f o r d e d b y a n u m b e r o f p e r s o n s i m m e n s e l y h e l p e d m e t o c o m p l e t e t h i s t h e s i s w i t h i n t h e s t i p u l a t e d p e r i o d . I r e g r e t t h e i n a b i l i t y t o m e n t i o n a l l o f t h e m b y n a m e . A t t h e o u t s e t I w o u l d l i k e t o r e c o r d v v i t h c i . . ~ep r e s p e c t a n d g r a t i t u d e t h e \ a ! u a b l e g u i d a n c e g i v e n b y m y m a i n s u p e r v i s o r s n a m e l y D r . S h i r o m i K a r u n a r a t h n e a n d D r . K i t h s i r i D i s s a n a y a k e , f r o m t h e c o m m e n c e m e n t c : · t h e ~tudy. T h e s u p p o r t a n d t h e m o s t w i l l i n g a s s i s t a n c e e x t e n d e d b y m y s u p e r v i s o r s D : M a h e s h J a y a w c e r a a n d D r . S u r e n W i j a y k o o n i s a c k n o w l e d g e d w i t h u t m o s t g r a t i t u d e . P r o f e s s o r L W L F e r n a n d o a n d D r . D R I B W e r c l l a g a m a w o u l d b e r e m e m b e r e d \ \ i t h u t m o s t g r a t i t u d e f o r s a c r i f i c i n g t h e i r v a l L : , b l e t i m e i n c o r r c c t i n g t h e m a n u s c r i p t s o r t h i s r e p o r t a n d b e i n g i n t h e p a n e l o f e x a m i n e r s A s p e c i a l m e n t i o n i s a l s o d u e t o D r P u : - w e w a l a t h e h e a d o f t h e D e p a r t m e n t o f E a r t h R e a s o u r c e s E n g i n e e r i n g ( E R E D ) a n d h i s s t a f f f o r p r o v i d i n g a l l n e c e s s a r y f~tcilities a n d a d v i c e d u r i n g m y r e s e a r c h . H e l p a n d : . s i s t a n c e g i v e n b y M s . D i l a n i d e S c r a m t h e t e c h n i c a l o f f i c e r i n c h a r g e o f t h e M i r ; T a l A n a l y s i s L a b o r a t o r y a n d i v l s . S h y a m a l i S i r i w a r d a n e t h e c h i e f c h e m i s t o f G e o l o g 1 . . a ! S u r v e y a n d M i n e s B . l ) r c a u o i S r i L a n k a a r c r e m e m b e r e d w i t h r e s p e c t f o r i n v a l u a b l e s 1 p p o r t g i v e n t o m e . A s p e c i a l m e n t i o n s h o u l d b e m a d e o f t h e s t a f f t e c h n i c a l o f f i c e r s M r . d a r s h a W a i d y a s e k a r a a n d M r . G P P e r e r a o r E R E D . M y d e a r p a r e n t s a n d m y c o u s i n M r . A m : I a L o k u p i l a w a t t c d e s e r v e a b i g t h a n k s f o r t h e u n r e s e r v e d s u p p o r t g i v e n t o m e d u r i n g t h e p e r i o d o f m y r e s e a r c h . I a m a l s o g r a t e f u l t o m y c o l l e a g u e s M r . L • · S R o h i t h a a n d M s . U I l l l a n g a k o o n a n d o t h e r s f o r t h e m o t i v a t i n g a n d e n c o u r a g i n g m e thuc~ght t h e p r o g r a m m e . F i n a l l y m a y I r e c o r d w i t h s i n c e r e g r a t t u d e t h e s p o n s o r s h i p a f f o r d e d b y t h e A s i a n D e v e l o p m e n t B a n k w h i c h i s s o l e l y r e s p o n i b l e f o r f u n d i n g t h i s s t u d y . ] ] T A B L E O F CONTE.~TS 1 . I n t r o d u c t i o n i . 1 C h r o m i u m i n l n d u s t r y a n d E n v i r o r m e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 . 2 H e a l t h h a z a r d s o f c h r o m i u m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 . 3 M e t h o d s a v a i l a b l e f o r r e m e d i a t i o n o f c h r o m i u J : t · o m a m i n a t e d w a t e r < l l 1 d s o i l s . . . . . . . 1 1 . 4 A p p l i c a b i l i t y o f p h y t o r e m c c l i a t i o n , , J c l n a t u r a l ~llL'nuation f o r t r e a t m e n t o r c h r o m i u m c o n t a m i n a t e d s i t e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 . 5 O b j e c t i v e s o f t h e s t u d y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' . . . . . . . . . . . . 5 1 . 6 S c o p e o f t h e s t u d y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ) 2 . L i t e r a t u r e R e v i e w 6 2 . 1 B a s i c t h e o r y o f n a t u r a l a t t e n u a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 . 2 T h e o r y o f P h y t o r e m e d i a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 2 . 4 B a s i c c h e m i s t r y a n d n a t u r a l a t t e m m ' : o n o f c h r o m i u m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 2 . 5 S u i t a b i l i t y o f N e p h r o l e p i s e x a ! t a t a f o r a t t e n u a t i < . l l l o f c h r o m i u m c o n t a m i n a t e d \ V a t e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 3 . M a t e r i a l s a n d M e t h o d s 2 9 3 . 1 P r e p a r a t i o n o f p l a n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 3 . 2 i n i t i a l c o m p a r a t i v e s t u d y o f P l a n t s ( i · x p e r i m e n l . \ ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 3 . 3 E x p e r i m e n t s w t l h S w o r d f e r n ( N . e . \ u l t a l a ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 3 . 4 C h e m i c a l a n a l y s i s o f w a t e r a n d p l m : r m a t t e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 3 . 4 S t a t i s t i c a l a n a l y s i s o f d a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 4 . R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n - h y d r o p m t c s y s t e m 3 9 4 . 1 C o m p a r i s o n o f C h r o m i u m r e m o v a l · y S w o r d ' e m s a g a i n s t K a n k u n & \ V a t e r L e t t u c e ( E x p e r i m e n t A ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 4 . 2 R e m o v a l o f T - C r f r o m C r 2 ( S 0 4 ) 3 s · : i u t i o n v v i t l t t i m e i n t h e H y d r o p o n i c S y s t e n 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 4 . 2 . J . V a r i a t i o n o f c o n c e n t r a t i o n o f T - < : · ( E x p c r i n L ' J i t B ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 \ 4 . 3 M a s s B a l a n c e f o r R e m o v a l o f T - C r f r o m C r 2 ( S l 1 ) 3 s o l u t i o n i n t h e H y d r o p o n i c S y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 1 - 6 4 . 4 R e m o v a l o f T - C r i n a C r 2 ( S 0 4 ) 3 s t • : u t i o n b y a l t l - . ; h \ y c u t r o o t s e g m e n t s . . . . . . . . . . . . . . 4 9 4 . 5 M o r p h o l o g i c a l c h a n g e s o b s e r v e d 1 \ V e x a ! t a t u i : t c h r o m i u m c o n t a m i n a t e d h y d r o p o n i c s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 4 . 6 . E f f e c t s o f p H a n d S a l i n i t y o n r e m . : \ a ] o f T - C r h : N e x u ! t a t u ( L : x p c r i m e n t s C & E ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 4 . 7 . V a r i a t i o n o f T - C r r e m o v a l w i t h p i · q t w e i g h t i n t 1 c h y d r o p o n i c s y s t L ' m . . . . . . . . . . . . . . . 5 - J . 4 . 8 R e m o v a l o f T - C r f r o m C r + 6 c o m p c . u n d s b y J V . - c r u ! t a f a ( E x p e r i m e n t ! 3 ) i n t h e h y d r o p o n i c s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5 4 . 9 . D e s i g n p a r a m e t e r s a n d f l o w d i a g r : • . m f o r a h y d r o p o n i c p h y t o r e r n e d i a t i o n u n i t t o t r e a t c h r o m i u r n c o n t a m i n a t e d \ \ · t e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7 4 . 9 . 1 D e s i g n a s s u m p t i o n s . . . . . . . . . . . . . , . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7 4 . 9 . 2 D e s i g n p a r a m e t e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7 4 . 9 . 3 F l o w d i a g r a m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8 4 . 1 U . A d v a n t a g e s o r t h e h y d r o p o n i c s~ : e m o v e r S l l i I w a t e r s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9 5 . R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n - s o i l - w a t . _ , s y s t e m 6 1 5 . 1 . R e m o v a l o f T - C r b y N . e x a l a t a t a : ' a s o i l w a k r s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 5 . 2 . M o r p h o l o g i c a l c h a n g e s o b s e r v e d : N exa!tw<~ i n c h r o m i u m c o n t a m i n a t e d s o i l w a t e r s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 - - 1 6 . C o n c l u s i o n s a n d R e c o m m e n d a t i o s 6 5 6 . 1 . U s e o f N . e x a l t a w f o r p h y t o r e m e d . . t i o n o f c h r o J : l i u m c o n t a m i n a t e d w a t e r . . . . . . . . . 6 5 6 . 2 . R e c o m m e n d a t i o n s f o r f u t u r e r e s c < · -~h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 6 L i s t o f R e f e r e n c e s 6 7 A N N E X 1 I A N N E X 2 V I I \ I L I S T O F T A B L E S T a b l e 3 . 1 . D e t a i l s o f p l a n t w e i g h t s a n d c o n t a m i n a n t c o n c e n t r a t i o n s u s e d f o r t h e c o m p a r a t i v e s t u d y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 T a b l e 3 . 2 . C o m p a r i s o n o f d i f f e r e n t d i · , e s t i o n m e t h o d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 T a b l e 4 . 1 . R e s u l t s o f c o m p a r i s o n o f r . T c e n t a g e I T m o \ a l o f T - C r b y S \ \ o r d f e r n a g a i n s t , W a t e r l e t t u c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 T a b l e 4 . 2 . R e s u l t s o f o n e w a y A N O V , \ t e s t o n \ a r i a t i o n o f c o n c e n t r a t i o n o f . T - C r ' v v i t h t i m e i n e x p e r i n w n t s B 1 , B 2 , B 3 1 n n c l B 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 T a b l e 4 . 3 . R e s u l t s o f o n e w a y A N O V \ t e s t o n \ a r i a t i o n o f p H i n e x p e r i m e n t s B L B 2 . B 3 a n d B 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 - J . T a b l e 4 . 4 . C o n c e n t r a t i o n s o f T - C r i n o e x a l a t a t a b i o m a s s a f t e r 1 6 8 hr~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8 T a b l e 4 . 5 . B i o C o n c e n t r a t i o n F a c t o r s r : · T - C r 1 1 1 0 J . e x a l a t a t a b i o m a s s a f t e r 1 6 S h r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8 T a b l e 4 . 6 . M o r p h o l o g i c a l c h a n g e s o b : c r v e d i n s w o r d f e r n p l a n t s k e p t i n C r 2 ( S 0 4 ) 3 s o l u t i o n i n t h e l r d r o p o n i c s y s t e m ( e x p e r i m e n t B ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 T a b l e 4 . 7 . P e r c e n t a g e r e m o v a l o f T - C : · b y N . e x a l a t a f r o m a C r 2 ( S 0 - 1 ) 3 s o l u t i o n u n d e r d i f f e r e n t p i : l e v e l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 T a b l e 4 . 8 . P e r c e n t a g e r e m o v a l o f T - C i b y N . e x a l a t a f r o m a C r 2 ( S 0 4 ) ~ s o l u t i o n u n d e r d i f T e r e n t s a L : 1 i t y l e v e l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 T a b l e 5 . 1 . C o n c e n t r a t i o n s o f T - C r i n i ' ! . e x a l a t a t a b i o m a s s a f t e r 1 6 8 h r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 \ ' l l L I S r ! . O F F I G U R E S F i g u r e 2 . 1 E v o l u t i o n o f r e d u c t i o n i n r - . m e d i a t i o n c o s t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 F i g u r e 2 . 2 P r o c e s s s c h e m a t i c d e s c r i b i ; · g t h e v a r i o u s p r o c e s s e s d u r i n g p h y t o a c c u m u l a t i o n o f h e a v : . m e t a l s . I a d o p t e d f r o m S u d a r e s a n . 2 0 0 1 ] · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 9 F i g u r e 2 . 3 C r + 3 c o n c e n t r a t i o n i n e q w d x i u m w i t h C r ( O H ) . a n d F e . C r 0 2 , ( 0 H ) , , b a s e d o n d a t a ! " r o m R a i c t a ! . . ( 1 9 8 7 ) [ a d o p t e d J i · o m P a l m e r a n d P l u s , 1 9 9 8 ] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 F i g u r e 2 . 4 D i s t r i b u t i o n o f C r ( V l ) s p e c : e s a s a f u n c t i o n o f p H . [ a d o p t e d f r o m . P a l m e r a n d P l u s , 1 9 9 8 ] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 F i g u r e 3 . 1 C r o s s s e c t i o n o f t h e p l a n t h · d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 F i g u r e 4 . 2 V a r i a t i o n o f c o n c e n t r a t i o n u f T - C r w i t h t i m e i n t h e C r 2 ( S 0 4 ) 3 s o l u t i o n i n t h e h y d r o p o n i c v s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 F i g u r e 4 . 4 V a r i a t i o n o f p H w i t h t i m e ; 1 t h e h y d r o p o n i c s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5 F i g u r e 4 . 5 C o n c e n t r a t i o n s o f T - C r a f 1 < T 9 6 h r s i n r o o t a n d f r o n d b i o m a s s o f 0 ! . e x a l t a t a i n t h e e x p e r i m e n t s i 3 1 ( 2 0 p p m ) . B 3 ( 5 0 p p m ) a n d 8 4 ( 1 O O p p m ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7 F i g u r e 4 . 6 F i n a l m a s s b a l a n c e o f T - C r 1 1 1 e x p e r i m e n t 8 3 ( 5 0 p p m ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8 F i g u r e 4 . 8 V a r i a t i o n o f p e r c e n t a g e re1~·:oval o f T - C r w i t h t i m e i n t h e C r 2 ( S 0 - 1 ) 3 s o l u t i o n w i t h d i f f e r e n t p l a L w e i g h t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 F i g u r e 4 . 1 3 P e r c e n t a g e r e m o v a l o f T - C b y N . e x a l t a t a i n a C r 0 3 s o l u t i o n w i t h t i m e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 6 F i g u r e 4 . 1 4 . S c h e m a t i c d i a g r a m o f t h e p : · o p o s c d h y d r o p o n i c s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8 F i g u r e 4 . 1 5 . F l o w d i a g r a m o f t h e p r o p o : : c l h y d r o p o n i c s y s t e m , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9 F i g u r e 5 . 1 V a r i a t i o n o f p e r c e n t a g e r e n , o v a l o f T - C r w i t h t i m e i n t h e s o i i w a t e r s v s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 F i g u r e 5 . 2 F i n a l m a s s b a l a n c e o f T - C : i n S o i l w a t e r s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 F i g u r e 5 . 3 V a r i a t i o n o f c o n c e n t r a t i o n \ . f T - C r v v i t h i n 2 4 h r s i n t h e s o i l w a t e r s y s t e n 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 P l a t e A 1 . 1 I : c ; o l a t e d N . E x a l a t a t a p l a n t . \ 1 1 1 P l a t e A 1 . 2 I s o l a t e d W a t e r l e t t u c e p l a n l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P l a t e A 1 . 3 A r t i f i c i a l l v i l l u m i n a t e d C O \ ~red c e l l , / - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I I P l a t e A 1 . 4 V i e w i n s i d e t h e c o v e r e d c c i i I I P l a t e A l . 6 N . e x a l t a t a p l a n t k e p t i n 1 5 < 1 0 0 m g / 1 ( a s N a C I ) s a l i n i t y l e v e l f o r 9 6 h r s I l l P l a t e A 1 . 5 l ' v ' . e x a ! t a t a p l a n t k e p t i n 5 0 p p m C r 2 ( S 0 4 ) 3 s o l u t i o n f o r 16~ h r s i n t h e h y d r o p o n i c s y s t e m _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I V P l a t e A 1 . 7 B E D 1 i n i t i a l l y _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ v P l a t e A 1 . 8 B e d 2 a f t e r 1 2 r e p l e n i s h m c ' t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v P l a t e A 1 . 9 N . e x a l t a l a p l a n t k e p t i n 4 ( ) r , p m C r 2 0 3 s o l u t i o n f o r 9 6 h r s i n t h e h y d r o p o n i c s y s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V I ! X . . A N O V A A S T M c w D O H D P E I R Z M C L M N A T \ A P L P A H P C B P C E p p m S O M T - C r T N T L I S T O F A:~BREVA'I l O N S - A n a l y s i s o f V a r i a t i o n - A m e r i c a n S t a n d a r d T e s t i n g J · , c t h o d s - C o n s t r u c t e d W e t l a n d - D i s s o l v e d O x y g e n - H i g h D e n s i t y P l y - E t h y l e n e - I n s i t u R e a c t i o n Z o n e s - M a x i m u m C o n c e n t r a t i o n L i r : · [ t - M o n i t o r e d N a t u r a l A t t e n u a t i ' i l 1 - N o n - A q u e o u s P h a s e L i q u i d - P o l y - A r o m a t i c H y d r o c a r b o n s - P o l y - C h l o r i n a t e d B i - p h e n y l s - P o l y - C y c l i c E t h a n e s - P a r t s P e r M i l l i o n - S o i l O r g a n i c M a t t e r - T o t a l C h r o m i u m - T r i - N i t r o T o l u e n e X