Προσρόφηση θρεπτικών στοιχείων από υδατικά διαλύματα και υγρά απόβλητα σε γεωυλικά
Authors: Μητρόγιαννης Δημήτριος 
Published: November 2024

Η ανάκτηση θρεπτικών στοιχείων από γεωργοκτηνοτροφικά ή αστικά απόβλητα παρουσιάζει επιστημονικό και πρακτικό ενδιαφέρον στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας και της αειφορικής γεωργίας. Ιδίως η αξιοποίηση εναλλακτικών πηγών φωσφόρου (PO4-P) γίνεται ακόμα πιο επιτακτική λαμβάνοντας υπόψη τους μη ανανεώσιμους ορυκτούς πόρους, που αποτελούν την μοναδική πρώτη ύλη παραγωγής φωσφορικών λιπασμάτων παγκοσμίως, και την εξάρτηση πολλών χωρών από εισαγωγές λιπασμάτων ή πρώτων υλών σε μια παγκόσμια αγορά που επηρεάζεται από γεωπολιτικές εντάσεις. Η προσρόφηση σε ορυκτά υλικά (γεωροφητές) έχει προταθεί ως μία σχετικά απλή και χαμηλού κόστους μέθοδος ανάκτησης Ρ από υγρά απόβλητα. Οι εμπλουτισμένοι με θρεπτικά στοιχεία γεωροφητές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως εδαφοβελτιωτικά υλικά, με σκοπό την βραδεία αποδέσμευση των θρεπτικών στοιχείων και τη βέλτιστη πρόσληψή τους από τα φυτά. Μια τέτοιου είδους εφαρμογή εξαρτάται από κριτήρια που σχετίζονται τόσο με το οικονομικό και περιβαλλοντικό αποτύπωμα της χημικής τροποποίησης του προσροφητικού υλικού όσο και με την πιθανή απελευθέρωση τοξικών στοιχείων ή ενώσεων από τον γεωροφήτη προς το έδαφος και τα επιφανειακά ύδατα. Επιπλέον, περιορισμένος αριθμός ερευνητικών εργασιών έχει εστιάσει σε πειράματα προσρόφησης με πραγματικά υγρά απόβλητα, στη βιοδιαθεσιμότητα του ανακτημένου/προσροφημένου Ρ και στην αξιοποίηση των προσροφητών ως εδαφοβελτιωτικά υλικά.Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελείται από πέντε πειραματικές εργασίες, στις οποίες ως κύριο προσροφητικό υλικό χρησιμοποιήθηκε τροποποιημένος ζεόλιθος (CaT-Z), μετά από επεξεργασία με διάλυμα Ca(OH)2. Η συγκεκριμένη χημική ένωση παρουσιάζει πλεονεκτήματα από πλευράς χαμηλού κόστους αγοράς και ήπιων περιβαλλοντικών επιπτώσεων που θα μπορούσαν να προκύψουν από την επεξεργασία του ζεόλιθου και την εφαρμογή του ως εδαφοβελτιωτικό υλικό. Στις τρεις πρώτες πειραματικές εργασίες, η προσροφητική ικανότητα του τροποποιημένου ζεόλιθου για φωσφορικά ανιόντα μελετήθηκε σε υδατικά διαλύματα (Κεφάλαιο 3) και δύο πραγματικά υγρά απόβλητα, αστικής (νωπά ούρα, Κεφάλαιο 4) και γεωργικής προέλευσης (χωνεμένα απόβλητα ελαιοτριβείου, Κεφάλαιο 5). Στις δύο τελευταίες εργασίες, που πραγματοποιήθηκαν με αναεροβίως χωνεμένα απόβλητα κτηνοτροφίας (Κεφάλαιο 6) και ελαιοτριβείου (Κεφάλαιο 7), χρησιμοποιήθηκαν επίσης ιπτάμενη τέφρα (FA) λιγνίτη και ζεολιθική ιπτάμενη τέφρα (ZFA) ως προϊόν υδροθερμικής επεξεργασίας της πρώτης. Σκοπός των δύο τελευταίων εργασιών ήταν η συγκριτική μελέτη της προσροφητικής ικανότητας των τριών παραπάνω υλικών, με κοινό χαρακτηριστικό της επιφάνειά τους την παρουσία χημικών ομάδων που περιέχουν ασβέστιο (Ca). Κοινός σκοπός των πέντε πειραματικών εργασιών ήταν η διερεύνηση, σε χημικό και μοριακό επίπεδο, των μηχανισμών προσρόφησης πρωτίστως του φωσφόρου (Ρ) και δευτερευόντως του αμμωνιακού αζώτου (NH4-N) ή του καλίου (Κ+), ανάλογα με τη χημική σύσταση κάθε αποβλήτου. Η μελέτη των μηχανισμών προσρόφησης βασίστηκε σε δοκιμές χημικής εκρόφησης και αναλύσεις περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ (XRD), ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης σε συνδυασμό με ενέργεια διασποράς ακτίνων Χ (SEM-EDS), ηλεκτρονικού μικροαναλυτή (ΕΡΜΑ) και φασματοσκοπίας υπερύθρου με αποσβένουσα ολική ανάκλαση (IR-ATR).Η πρώτη πειραματική εργασία (Κεφάλαιο 3) έδειξε ότι η επεξεργασία του ζεόλιθου (μεγέθους 1.19-2 mm) σε διαλύματα 0.1-1 mol Ca(OH)2/L αύξησε σημαντικά την ικανότητα προσρόφησης του τροποποιημένου υλικού (CaT-Z), με αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση της ποσοστιαίας απομάκρυνσης (R%) του Ρ από διαλύματα 10 και 100 mg P/L συγκριτικά με τον ακατέργαστο ζεόλιθο (ΝΖ). Ο ζεόλιθος που προέκυψε από την επεξεργασία σε 0.25 mol/L Ca(ΟΗ)2, παρουσίασε αυξημένο σημείο μηδενικού ηλεκτρικού φορτίου (pHpzc = 9.98) σε σύγκριση με τον ακατέργαστο (pHpzc = 6.14). Για τα επόμενα πειράματα προσρόφησης επιλέχθηκε ο τροποποιημένος με 0.25 mol/L Ca(ΟΗ)2 ζεόλιθος, καθώς δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά στην προσρόφηση του Ρ μεταξύ των δειγμάτων του γεωροφητή που προέκυψαν από την επεξεργασία σε 0.1-1 mol/L Ca(OH)2. Στη συνέχεια μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων πειραματικών συνθηκών στην προσρόφηση του Ρ. Τιμές pH μεταξύ 4 και 9 δεν επηρέασαν την ποσοστιαία απομάκρυνση του Ρ από το διάλυμα των 10 mg P/L παρουσία του CaΤ-Ζ, υποδεικνύοντας την αποτελεσματική χρήση του προσροφητή σε ελαφρώς όξινες και αλκαλικές συνθήκες. Σε διαλύματα με σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις Ρ (0.5-10 mg/L) διαπιστώθηκε αύξηση της προσρόφησης με τη θερμοκρασία (15-35 °C) και χαμηλές υπολειμματικές συγκεντρώσεις Ρ (81-238 μg/L). Τα πειράματα κινητικής στους 25 °C έδειξαν ότι η ισορροπία της προσρόφησης στο διάλυμα των 10 mg Ρ/L επήλθε σε 5-7 ημέρες, ενώ για συγκεντρώσεις 100-500 mg P/L απαιτούνται 21-49 ημέρες. H μέγιστη προσροφητική ικανότητα του CaT-Z στα 500 mg Ρ/L κυμάνθηκε από 13.34 έως 13.64 mg P/g μεταξύ 42 και 77 ημερών. Η παρουσία δισθενούς σιδήρου, διττανθρακικών, οξικών ή κιτρικών ανιόντων, όπως και της ανιονικής επιφανειοδραστικής ένωσης SDS, επέδρασε αρνητικά στην προσρόφηση του Ρ από υδατικά διαλύματα. Οι αναλύσεις της υπέρυθρης φασματοσκοπίας (IR-ATR) υπέδειξαν τον μηχανισμό της ανταλλαγής προσδετών (ligand exchange) μεταξύ ανθρακικών και φωσφορικών ανιόντων, ενώ οι αναλύσεις SEM-EDS επιβεβαίωσαν τον σχηματισμό πολυστρωματικών φάσεων φωσφορικού ασβεστίου (Ca-P) στην επιφάνεια του CaT-Z. Στη δεύτερη εργασία (Κεφάλαιο 4), ο ακατέργαστος και τροποποιημένος ζεόλιθος χρησιμοποιήθηκαν για την προσρόφηση Ρ από αραιωμένα νωπά ούρα (fresh urine: FU) που αποτελούν σημαντική δευτερογενή πήγη θρεπτικών στοιχείων. Στο πρώτο δείγμα αποβλήτου (FU-1) χρησιμοποιήθηκαν και τα δύο υλικά με σκοπό τη σύγκριση μεταξύ τους, ενώ στο δεύτερο δείγμα (FU-2) χρησιμοποιήθηκε μόνο o CaT-Z. Έμφαση δόθηκε στη διαδοχική εκρόφηση του Ρ (NaHCO3-P, NaOH-P, HCl-P) από τα δύο υλικά μετά την προσρόφηση στο απόβλητο FU-1, ώστε να εκτιμηθεί η συμβολή της προσρόφησης και της κατακρήμνισης στην απομάκρυνση του Ρ. Στα πειράματα με το απόβλητο FU-1, παρατηρήθηκαν χαμηλότερες υπολειμματικές συγκεντρώσεις Ρ (0.58-135.82 mg/L) παρουσία του τροποποιημένου ζεόλιθου σε σύγκριση με τον ακατέργαστο (6.39-259.02 mg/L). Εκτός αυτού, οι ολικές ποσότητες Ρ που εκροφήθηκαν από τον CaT-Z (qdes = 1.65-10.43 mg P/g) στα τρία στάδια εκρόφησης, ήταν μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες του ΝΖ (qdes = 1.65-10.43 mg P/g). Τα παραπάνω υποδεικνύουν ότι ο τροποποιημένος ζεόλιθος προσρόφησε περισσότερο Ρ από το απόβλητο FU-1 συγκριτικά με τον ακατέργαστο. H σύγκριση μεταξύ προσροφητικής (qads) και εκροφητικής (qdes) ικανότητας του CaT-Z έδειξε ότι η συμβολή της προσρόφησης (qads) στη συνολική απομάκρυνση του Ρ από τα δύο απόβλητα ήταν μεγαλύτερη από εκείνη της κατακρήμνισης φάσεων φωσφορικού ασβεστίου (Ca-P) στην υγρή φάση για όλα τα αραιωμένα δείγματα (5%, 10%, 50% και 75% κ.ο.) του αποβλήτου FU-1 που εξετάστηκαν. Η εκροφητική ικανότητα του CaT-Z, ως άθροισμα των τριών σταδίων εκχύλισης, μετά την επαφή με το απόβλητο FU-1 και FU-2, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της πραγματικής συγκέντρωσης του Ρ στον προσροφητή.Τέλος, η διαδοχική εκρόφηση του Ρ από τα δύο υλικά έδειξε ότι το ποσοστό αραίωσης των αποβλήτων (και επομένως η αρχική συγκέντρωση του Ρ) επηρέασε τη χημική μορφή (speciation) του προσροφημένου P. Συγκεκριμένα, το ισχυρώς προσροφημένο και δυσδιάλυτο κλάσμα Ca+Mg-P (HCl-P) ήταν κυρίαρχο στον CaT-Z μετά την επαφή με τα λιγότερο αραιωμένα απόβλητα (75% FU-1, 50% FU-1 και 25% FU-2), ενώ ο ασθενώς προσροφημένος και φυτοδιαθέσιμος Ρ κατά Olsen (NaHCO3-P) κυριάρχησε στον CaT-Z μετά την προσρόφηση στα περισσότερο αραιωμένα απόβλητα (5% FU-1, 10% FU-1 και 5% FU-2). Οι αναλύσεις XRD, SEM-EDS και ΕΡΜΑ επιβεβαίωσαν την προσρόφηση του Ρ στα δύο γεωυλικά, κυρίως με τη μορφή φωσφορικού ασβεστίου, ενώ οι αναλύσεις IR-ATR υπέδειξαν αφενός τον μηχανισμό της ανταλλαγής προσδετών στην περίπτωση του CaT-Z και αφετέρου την προσρόφηση ΝΗ4-Ν τόσο στον τροποποιημένο όσο και στον ακατέργαστο ζεόλιθο. Στην τρίτη πειραματική εργασία (Κεφάλαιο 5) εξετάστηκε η προσρόφηση φωσφόρου (Ρ) και καλίου (Κ) από δύο δείγματα χωνεμένων αποβλήτων ελαιοτριβείου (OMW-1 και OMW-2) στον τροποποιημένο ζεόλιθο. Στη βιβλιογραφία, υπάρχει περιορισμένος αριθμός μελετών σχετικά με την προσρόφηση θρεπτικών στοιχείων από ακατέργαστα ή χωνεμένα απόβλητα ελαιοτριβείου. Η προσρόφηση των δύο θρεπτικών στοιχείων διερευνήθηκε ως συνάρτηση του χρόνου επαφής, του pH και του ποσοστού αραίωσης (% κατ’ όγκον) των χωνεμένων αποβλήτων με απιονισμένο νερό. Το χαμηλότερο ποσοστό απομάκρυνσης του Ρ, παρουσία του CaT-Z, παρατηρήθηκε στα περισσότερο αραιωμένα απόβλητα (3.125% ΟΜW-1, 6.25% OMW-1 και 5% OMW-2). Η μέγιστη απομάκρυνση του Ρ ανήλθε σε 73.9% στο απόβλητο 25% OMW-1 και 85.9% στο απόβλητο 10% OMW-2. Η απομάκρυνση του καλίου, ως κυρίαρχο κατιόν των ακατέργαστων αποβλήτων ελαιοτριβείου γενικά και των χωνεμένων δειγμάτων OMW-1 (1684 mg/L) και OMW-2 (1708 mg/L), αυξήθηκε από 17.3% σε 46.1% στο απόβλητο OMW-1, και από 15.1% σε 57.7% στο OMW-2, όταν η αραίωση αυξήθηκε από 50% OMW-1 σε 3.125% OMW-1 και από 50% OMW-2 σε 5% OMW-2, αντίστοιχα. Η μέγιστη πειραματική ικανότητα προσρόφησης υπολογίστηκε σε 15.8 mg K/g και 2.14 mg P/g CaT-Z. Ο φυτοδιαθέσιμος Ρ (NaHCO3-P) ήταν το κυρίαρχο κλάσμα του προσροφημένου Ρ στον CaT-Z. Οι χάρτες κατανομής των χημικών στοιχείων, που προέκυψαν από τις αναλύσεις του ηλεκτρονικού μικροαναλυτή, αποκάλυψαν την συνεμφάνιση του Ρ και του Ca στην επιφάνεια του CaT-Z, ενώ οι σημειακές αναλύσεις υπέδειξαν αυξημένες συγκεντρώσεις K και P μετά την προσρόφηση στο απόβλητο 50% OMW-2. Eπίσης, η αύξηση των ποσοστών κατά βάρος του K2O και του Na2O σε κάποιες αναλύσεις του CaT-Z μετά την προσρόφηση, συνοδεύθηκε από μείωση των ποσοστών του CaO και του MgO, υποδηλώνοντας την ανταλλαγή μεταξύ ιόντων Κ+ του απόβλητου και των δισθενών κατιόντων (Ca2+ και Mg2+) της επιφάνειας του CaT-Z. Ο σχηματισμός φάσεων Ca-P στον CaT-Z μετά την επαφή με τα απόβλητα 25% ΟΜW-1, 50% ΟΜW-1 και 50% ΟΜW2, επιβεβαιώθηκε και από τις αναλύσεις SEM-EDS. Στην τέταρτη εργασία (Κεφάλαιο 6) χρησιμοποιήθηκαν τροποποιημένος ζεόλιθος (CaT-Z) μεγέθους 1.19-2 mm και ιπτάμενη τέφρα (FA) σε μορφή σκόνης (≤ 0.2 mm), με σκοπό την συγκριτική προσρόφηση P και ΝΗ4-Ν από υδατικά διαλύματα και τρεις διαφορετικές εκροές αναερόβιας χώνευσης γεωργοκτηνοτροφικών αποβλήτων (ADWW-1, ADWW-2 και ADWW-3). Τα πειράματα σε υδατικά διαλύματα με συγκέντρωση 100 mg N/L ή 100 mg P/L έδειξαν σημαντικές διαφορές στην προσροφητική ικανότητα των δύο υλικών. Η FA προσρόφησε σχεδόν όλο τον Ρ (qads = 9.96 mg Ρ/g) μετά από μία ημέρα, ως συνέπεια της ορυκτολογικής της σύστασης (παρουσία γύψου και ασβεστίτη), ενώ η προσρόφηση του Ρ στον CaT-Z ήταν μία αργή διεργασία αρκετών εβδομάδων (έως 77 ημέρες), με προσροφητική ικανότητα 8.56 mg P/g. Από την άλλη, ο CaT-Z προσρόφησε 4.13 mg NΗ4-Ν/g μετά από 7 ημέρες, ενώ η FA μόλις 0.87 mg N/g, αποτέλεσμα που συμφωνεί με την σχεδόν πενταπλάσια ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (ΙΑΚ) του CaT-Z (53 meq/100 g) συγκριτικά με αυτή της FA (11.2 meq/100g). Η μείωση της προσρόφησης του Ρ από το διάλυμα των 100 mg P/L παρουσία όξινων ανθρακικών ιόντων (HCO3−) ήταν σαφώς μικρότερη στην περίπτωση της FA λόγω μεγαλύτερης περιεκτικότητας σε ασβεστούχες ορυκτές φάσεις. Οι δοκιμές εκρόφησης του Ρ (σε τρία στάδια) και του ΝΗ4-Ν (σε ένα στάδιο) από τα δύο υλικά, μετά την επαφή τους με τα τρία χωνεμένα απόβλητα (ADWW-1, ADWW-2 και ADWW-3), ανέδειξαν διαφορές στην πραγματική ικανότητα προσρόφησης των δύο υλικών και στη χημική μορφή του προσροφημένου Ρ. Σύμφωνα με την ολική εκροφητική ικανότητα (qdes), η ιπτάμενη τέφρα προσρόφησε περισσότερο Ρ (0.87-16.96 mg Ρ/g) σε σύγκριση με τον CaT-Z (0.38-1.29 mg Ρ/g). Αντίθετα, ο CaT-Z προσρόφησε περισσότερο ανταλλάξιμο ΝΗ4-Ν (3.03-3.76 mg Ν/g) σε σύγκριση με την FA (0.04-0.26 mg Ν/g), συμφωνώντας με τα αποτελέσματα του πειράματος προσρόφησης στο υδατικό διάλυμα των 100 mg N/L. Το φυτοδιαθέσιμο κλάσμα ΝaHCO3-P (Olsen-P) ήταν κυρίαρχο στον CaT-Z με 0.30-1.27 mg Ρ/g, ενώ το ισχυρώς προσροφημένο κλάσμα Ca-P (HCl-P) κυριάρχησε στην ιπτάμενη τέφρα με 0.31-12.39 mg Ρ/g. Οι αναλύσεις IR-ATR επιβεβαίωσαν την παρουσία του ΝΗ4-Ν στον ζεόλιθο και υπέδειξαν την προσρόφηση του Ρ στην ιπτάμενη τέφρα μετά την επαφή με το απόβλητο ADWW-2.Στην πέμπτη εργασία (Κεφάλαιο 7) της διατριβής χρησιμοποιήθηκαν τροποποιημένος ζεόλιθος (CaT-Z), ιπτάμενη τέφρα (FA) λιγνίτη και ζεολιθική ιπτάμενη τέφρα (ZFA) με σκοπό την προσρόφηση P και K από αναεροβίως χωνεμένο απόβλητο ελαιοτριβείου (ADOMW). Τα πειράματα προσρόφησης έδειξαν ότι η ZFA και η FA προσρόφησαν περισσότερο P από το απόβλητο (έως 4.35 και 5.21 mg Ρ/g, αντίστοιχα) συγκριτικά με τον CaT-Z (2.62 mg Ρ/g). Παρατηρήθηκε επίσης αύξηση της προσρόφησης του P στην ZFA και την FA μεταξύ χρόνου επαφής 7 και 14 ημερών. Η διαδοχική εκρόφηση του P επαλήθευσε τις διαφορές στην προσροφητική ικανότητα των τριών υλικών και έδειξε ότι ο φυτοδιαθέσιμος P ανήλθε σε 1.34, 2.34 και 1.69 mg Ρ/g CaT-Z, ZFA και FA, αντίστοιχα. Μετά από 14 ημέρες προσρόφησης, ο CaT-Z και η ZFA προσρόφησαν πολύ περισσότερο κάλιο (19.2 και 20.5 mg Κ/g, αντίστοιχα) από ότι η FA (4.3 mg Κ/g), αποτέλεσμα που επιβεβαιώθηκε και από τις δοκιμές εκρόφησης του ανταλλάξιμου Κ+. Οι αναλύσεις SEM-EDS επιβεβαίωσαν την παρουσία φάσεων φωσφορικού ασβεστίου (Ca-P) στην επιφάνεια των τριών υλικών καθώς και την ανταλλαγή κατιόντων μεταξύ Ca2+ και K+. Συνοψίζοντας, η ζεολιθική ιπτάμενη τέφρα αποδείχθηκε περισσότερο αποτελεσματική στην ταυτόχρονη προσρόφηση Ρ και Κ, συνδυάζοντας τις ιδιότητες των ζεολιθικών κρυστάλλων (προσρόφηση K μέσω ιοντο-ανταλλαγής) και των ορυκτών φάσεων του μητρικού υλικού (προσρόφηση P σε ασβεστούχες ορυκτές φάσεις ή επιφανειακή κατακρήμνιση Ca-P), οι οποίες δεν επηρεάστηκαν από την υδροθερμική επεξεργασία με NaOH. Οι ικανοποιητικές συγκεντρώσεις φυτοδιαθέσιμου P ή/και K στους τρεις γεωροφητές προτρέπουν την πιθανή χρήση τους ως εδαφοβελτιωτικά υλικά.Στα παραπάνω πειράματα, που διεξήχθησαν σε πραγματικά απόβλητα, οι δοκιμές εκρόφησης του ΡΟ4-Ρ, του Κ και του ΝΗ4-Ν, και η εκτιμούμενη ικανότητα εκρόφησης (qdes) συνέβαλαν όχι μόνο στην εκτίμηση της βιοδιαθεσιμότητας των προσροφημένων θρεπτικών στοιχείων, αλλά και της πραγματικής προσροφητικής ικανότητας (qads) κάθε γεωροφητή έναντι της υπερτιμημένης, φαινομενικής προσροφητικής ικανότητας, που υπολογίστηκε με βάση την υπολειμματική συγκέντρωση κάθε θρεπτικού στοιχείου στην υγρή φάση. Σε κάθε περίπτωση, η προσροφητική ικανότητα των τριών γεωροφητών στα πραγματικά απόβλητα ήταν χαμηλότερη από αυτή στα υδατικά διαλύματα φωσφορικών ανιόντων ή αμμωνιακού αζώτου, λόγω της παρουσίας ανταγωνιστικών ανιόντων ή κατιόντων και οργανικής ουσίας στα πρώτα. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων προσρόφησης και εκρόφησης του Ρ μεταξύ των πειραμάτων στα ελαφρώς όξινα ανθρώπινα ούρα (FU-1, FU-2) και αυτών στα ελαφρώς αλκαλικά απόβλητα αναερόβιας χώνευσης (OMW-1, OMW-2, ADWW-1, ADWW-2, ADWW-3, ADOMW) δείχνει ότι η αλκαλικότητα των χωνεμένων αποβλήτων που οφείλεται στα όξινα ανθρακικά ιόντα (HCO3−), αποτελεί παρεμποδιστικό παράγοντα για τον σχηματισμό συμπλόκων Ca-P στον τροποποιημένο ζεόλιθο (CaT-Z). Επίσης, οι γεωροφητές με μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε CaO (FA, ΖFΑ) παρουσίασαν μεγαλύτερη ικανότητα προσρόφησης και εκρόφησης Ρ σε υδατικά διαλύματα και πραγματικά απόβλητα συγκριτικά με τον CaT-Z. Ωστόσο, οι γεωροφητές με μεγαλύτερη ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (CaT-Z, ZFA) υπερείχαν στην προσρόφηση NH4-N ή K+. Οι φασματοσκοπικές και μικροσκοπικές αναλύσεις συνέβαλαν στην κατανόηση σε ατομικό και μοριακό επίπεδο των διεπιφανειακών αλληλεπιδράσεων μεταξύ υγρής (απόβλητα) και στερεάς (γεωροφητές) φάσης, παρέχοντας χρήσιμες ενδείξεις για τους μηχανισμούς προσρόφησης.