مریم ربیعی ابیانه؛ غلامرضا نبی بیدهندی؛ علی دریابیگی زند
چکیده
سابقه و هدف: شیرابه موجود در محل دفن پسماندهای شهری، پساب بسیار سمی و خطرناکی است که معمولاْ به دلیل ماهیت پیچیده به عنوان منبع بالقوه آلودگی شناخته می‌شود. فلزات سنگین از مهمترین آلاینده‌های موجود در شیرابه هستند که با ورود به زنجیره غذایی و به دلیل توانایی تجمع‌پذیری زیستی، اثرات بهداشتی خطرناکی برای انسان به دنبال خواهند داشت. ...
بیشتر
سابقه و هدف: شیرابه موجود در محل دفن پسماندهای شهری، پساب بسیار سمی و خطرناکی است که معمولاْ به دلیل ماهیت پیچیده به عنوان منبع بالقوه آلودگی شناخته می‌شود. فلزات سنگین از مهمترین آلاینده‌های موجود در شیرابه هستند که با ورود به زنجیره غذایی و به دلیل توانایی تجمع‌پذیری زیستی، اثرات بهداشتی خطرناکی برای انسان به دنبال خواهند داشت. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی بیوچار ارزان قیمت و قابل دسترس تولید شده از زایدات فضای سبز شهری در جذب فلز سنگین سرب (Pb) از شیرابه محل دفن پسماندهای شهری، بررسی پارامترهای موثر بر آن و مدل‌سازی سینتیک و ایزوترم واکنش‌های جذب، صورت گرفت.مواد و روش‌ها: شیرابه محل دفن پسماندهای شهری بابل به عنوان نمونه واقعی برای انجام آزمایش‌های جذب، مورد استفاده قرار گرفت. سرشاخه‌های هرس شده درختان شهری، جمع‌آوری و به عنوان منبع زیست توده برای ساخت بیوچار استفاده شدند. تولید بیوچار با فرآیند پیرولیز در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و زمان ماند یک ساعت، صورت گرفت. سپس مشخصات جاذب شامل سطح مخصوص (BET) و ویژگی‌های ظاهری (SEM) تعیین شدند. آزمایش‌های جذب در مقیاس آزمایشگاهی و به صورت ناپیوسته انجام گرفت. تاثیر پارامترهای زمان تماس (۳۰ تا ۳۰۰ دقیقه)، مقدار بیوچار (یک تا ۵۰ گرم بر لیتر) و اندازه ذرات بیوچار (۲-۱ میلی‌متر و ۷۵-۶۳ میکرومتر) بر جذب Pb بررسی شد و در نهایت بهترین الگوی فرآیند جذب، از طریق بررسی میزان انطباق داده‌های تجربی جذب با مدل‌های سینتیک و ایزوترم، مشخص گردید.نتایج و بحث: آنالیز کیفیت شیمیایی نمونه شیرابه برداشت شده از محل دفن پسماندهای شهری بابل مشخص کرد که غلظت یون Pb در آن برابر با ۹۴/۴ میلی‌گرم در لیتر است. سطح ویژه BET بیوچار تولید شده از زایدات فضای سبز شهری ۴۴/۲۹۲ مترمربع به ازای هر گرم تعیین شد که نشان دهنده آن است که جاذب دارای سطح ویژه مناسبی برای جذب است. همچنین میکروگراف SEM نشان داد که بیوچار تهیه شده دارای تخلخل بالا است و سطح ناهمگنی دارد که این مساله می‌تواند قابلیت و شانس این جاذب را در جذب آلاینده افزایش دهد. در مراحل بعدی، میزان جذب Pb از شیرابه محل دفن پسماندهای شهری بابل مورد بررسی قرار گرفت. مطابق یافته‌ها، راندمان جذب Pb از شیرابه محل دفن پسماندهای شهری بابل با افزایش زمان تماس و افزایش نسبت بیوچار به شیرابه، افزایش می‌یابد. همچنین کاهش اندازه ذرات بیوچار موجب افزایش بازده جذب می‌شود. حداکثر راندمان جذب توسط بیوچار با اندازه ذرات ۲-۱ میلی‌متر در زمان تماس ۹۰ دقیقه و مقدار بیوچار ۲۰ گرم بر لیتر به میزان ۰۶/۸۹ درصد به دست آمد. در حالی که کاربرد بیوچار با اندازه ذرات ۷۵-۶۳ میکرومتر در شرایط زمان تماس ۱۲۰ دقیقه و مقدار بیوچار ۲۰ گرم بر لیتر، منجر به حذف کامل و ۱۰۰ درصدی یون Pb از شیرابه مورد مطالعه گردید. همچنین سینتیک شبه مرتبه دوم و ایزوترم لانگمیر به عنوان مناسب‌ترین مدل‌ها جهت توصیف فرآیند جذب Pb تشخیص داده شدند.نتیجه‌گیری: استفاده از بیوچار تهیه شده از زایدات فضای سبز به عنوان جاذب کم هزینه و ارزان قیمت، نه تنها آلایندگی فلزات سنگین و مخاطرات بهداشتی ناشی از آنها را در شیرابه محل دفن پسماندهای شهری کاهش می‌دهد، بلکه موجب مدیریت زایدات فضای سبز از طریق تبدیل آنها به یک ماده ارزشمند و تقلیل آثار سوء محیط‌زیستی در نتیجه دفع آنها خواهد شد.
