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.
افسانه میرزاخانی؛ مرتضی غلامی؛ آرش امینی؛ مهدی برقعی
دوره 16، شماره 4 ، دی 1397، ، صفحه 249-270
چکیده
سابقه و هدف:
وجود آهن در آبهای زیرزمینی، حتی در غلظت‌های کم برای استفاده شرب مشکل های بسیاری را بوجود می‌آورد. آهن رشد انواع میکروارگانیسم‌های مقاوم به کلر را در شبکه توزیع افزایش می‌دهد که سبب افزایش هزینه‌های گندزدایی، افزون بر مشکلات بو و طعم می‌شود. روش‌های متنوعی برای حذف آهن بکار گرفته می‌شود که شامل اکسیداسیون و ...
بیشتر
سابقه و هدف:
وجود آهن در آبهای زیرزمینی، حتی در غلظت‌های کم برای استفاده شرب مشکل های بسیاری را بوجود می‌آورد. آهن رشد انواع میکروارگانیسم‌های مقاوم به کلر را در شبکه توزیع افزایش می‌دهد که سبب افزایش هزینه‌های گندزدایی، افزون بر مشکلات بو و طعم می‌شود. روش‌های متنوعی برای حذف آهن بکار گرفته می‌شود که شامل اکسیداسیون و فیلتراسیون، فیلتراسیون با بستر جذبی یا کاتالیزوری، تبادل یونی، نرم‌سازی (سختی‌زدایی)، بیوفیلتراسیون و جذب سطحی است. یکی از ارزانترین روش‌های حذف آهن از آب آشامیدنی جذب سطحی با استفاده از کانی‌های ارزان معدنی همانند گلوکونیت است. در این تحقیق حذف آهن از آب آشامیدنی از طریق دو جاذب معدنی گلوکونیت سرخس و مراوه‌تپه مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها:
نمونه‌های گلوکونیت طبیعی از ماسه سنگ‌های گلوکونیت‌دار سازند نیزار در مقطع سرخس و ماسه سنگ گلوکونیت‌دار سازند آتامیر در مقطع مراوه‌تپه جمع‌آوری شد و در آزمایشگاه فرآوری شده و با قطر ذرات mm 0/1-5/0 دانه‌بندی شد. سطح ویژه و حجم حفرههای دو نمونه با استفاده از آنالیز BET به روش جذب نیتروژن بدست آمد. بررسی رفتار سینتیکی و تعادلی فرآیند جذب، منحنی‌های سینتیکی و ایزوترمی جذب آهن بر جاذب‌های گلوکونیت، از طریق آزمایش تعیین شد. این آزمایش‌ها در سه pH معادل 5، 7 و 9 انجام شد. محلول‌های آبی حاوی آهن در بالن ژوژه‌هایی در تماس با میزانهای مختلف جاذب قرار گرفت و دما در °C 20 تنظیم شد.
نتایج و بحث:
انجام آنالیز BET به روش جذب نیتروژن بر نمونه‌های گلوکونیت نشان داد که سطح ویژه دو نمونه گلوکونیت نیزار سرخس و آتامیر مراوه‌تپه به ترتیب معادل 999/0 و m2/g 833/2 است. همچنین حجم حفره های گلوکونیت سرخس و مراوه‌تپه به‌ترتیب 006/0 و cm3/g 0123/0 و قطر متوسط حفره ها نیز به ترتیب 07/24 و nm 31/17 تعیین شد. نتایج آزمایشات نشان داد که با افزایش pH، ظرفیت و سرعت جذب آهن بر گلوکونیت سرخس و مراوه‌تپه به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. مقایسه نتایج جذب آهن بر گلوکونیت سرخس و مراوه‌تپه میزان جذب بیشتر آهن بر گلوکونیت مراوه‌تپه است که با سطح ویژه بیشتر این جاذب نسبت به گلوکونیت سرخس متناظر است. ظرفیت جذب نهایی جاذب گلوکونیت مراوه‌تپه در pHهای 5، 7 و 9 به ترتیب 3/17، 7/11 و 9/13 درصد بیشتر از ظرفیت جذب گلوکونیت سرخس بدست آمد. نتایج رگرسیون مدل‌های سینتیکی گویای رفتار کاملاً مشابه مدل‌های ریچی و هو برای توصیف منحنی‌های سینتیک جذب آهن بر جاذب‌های گلوکونیت بود. درنهایت با توجه به انطباق مدل‌های سینتیکی گفته شده بر داده‌های تجربی، می‌توان گفت که در فرآیند جذب آهن بر گلوکونیت، جذب از سینتیک درجه دوم پیروی می‌کند. بهترین مدل ایزوترم توصیف داده‌های تعادلی جذب آهن بر گلوکونیت مدل‌های تمکین و داوودی‌نژاد تعیین شدند. تبعیت از مدل داوودی‌نژاد نشان‌دهنده وجود جذب سطحی تک‌لایه به همراه ناهمگنی سطح جاذب و وجود ممانعت‌های فضایی بر سر راه جذب بوده و تبعیت از مدل تمکین آن است که آنتالپی جذب تابعی خطی از بارگیری سطح جاذب است.
نتیجه‌گیری:
جاذب‌های معدنی گلوکونیت سرخس و مراوه‌تپه کارایی بهتری از زئولیت و کائولن داشته و توانایی مشابهی با زئولیت منگنز، پیرولوزیت و پامیس در حذف آهن از آب دارند و با توجه به وفور آنها در ایران می‌توانند بعنوان روشی ارزان قیمت برای حل مشکل آهن در آبهای آشامیدنی کشور مورد بهره برداری قرار گیرند.
عطااله بهرامی؛ ابوالقاسم علی قارداشی؛ آرمین پرویزیان؛ حسین کاکایی؛ فاطمه کاظمی
دوره 16، شماره 2 ، تیر 1397، ، صفحه 133-148
چکیده
سابقه و هدف: آلودگی ناشی از سدهای باطله کارخانه‌های فرآوری مواد معدنی از جمله کارخانه‌های فرآوری طلا، از مهمترین معضلات صنایع معدنی بوده و مشکلات محیط زیستی فراوانی را به دنبال دارد. پساب کارخانه‌های فرآوری طلا، حاوی مقادیر قابل‌توجهی از سیانید و ترکیبات آن است. تاکنون روش‌های بیولوژیکی و شیمیایی مختلفی برای حذف سیانید موجود ...
بیشتر
سابقه و هدف: آلودگی ناشی از سدهای باطله کارخانه‌های فرآوری مواد معدنی از جمله کارخانه‌های فرآوری طلا، از مهمترین معضلات صنایع معدنی بوده و مشکلات محیط زیستی فراوانی را به دنبال دارد. پساب کارخانه‌های فرآوری طلا، حاوی مقادیر قابل‌توجهی از سیانید و ترکیبات آن است. تاکنون روش‌های بیولوژیکی و شیمیایی مختلفی برای حذف سیانید موجود در پساب حاصل از فرآوری طلا مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از روش‌های مورد توجه پژوهشگران، استفاده از جاذب‌های طبیعی مانند ذغالسنگ فعال، برای جذب سیانید موجود در پساب است. مواد و روش‌ها: در این تحقیق به بررسی جذب سیانید موجود در پساب سد باطله کارخانه فرآوری طلای زرشوران (واقع در 35 کیلومتری شهر تکاب استان آذربایجان غربی) با استفاده از ذغالسنگ معدن قوزلوی شاهین‌دژ (در حدود 100 کیلومتری کارخانه) پرداخته شده است. آزمایش‌های جذب سیانید در مقیاس پایلوت آزمایشگاهی در دو حالت استفاده از ذغالسنگ خام و ذغال فرآوری‌شده انجام شده است. بدین ترتیب که ابتدا نمونه ذغالسنگ در داخل استوانه مدرج تا ارتفاع 75 میلی‌متری ریخته شد. در مرحله بعد به استوانه (تا ارتفاع 100 میلی‌متری)، پساب حاوی سیانید اضافه و دبی خروجی سیانید اندازه‌گیری شد. پس از انجام آزمایش‌ها (در هر دو حالت استفاده از نمونه ذغالسنگ خام و فرآوری‌شده)، نمونه‌های ذغالسنگ در هوای آزاد خشک شدند و آنالیز درصد خاکستر روی هر یک انجام شد. محلول حاصل از هر آزمایش با استفاده از کاغذ صافی واتمن شماره 75 صاف و محتوی سیانید انداز‌گیری شد (میزان سیانید باقی‌مانده یا جذب‌نشده توسط ذغالسنگ). نتایج و بحث: مطابق نتایج آزمایش‌ها، فراکسیون دانه‌بندی 2-1 میلی‌متر دارای بیشترین مقدار دبی خروجی به میزان 16/8 میلی‌لیتر در دقیقه و کمترین دبی نیز مربوط به ذرات با اندازه کمتر از یک میلی‌متر بوده است. بیشترین مقدار دبی خروجی در فراکسیون دانه‌بندی 2-1 میلی‌متر برای ذغالسنگ فرآوری‌شده برابر 61/10 میلی‌لیتر بر دقیقه به دست آمد. بر اساس نتایج آنالیز مقدار خاکستر، پس از انجام عملیات جذب سیانید مقدار خاکستر در فراکسیون‌های 2 تا 75/4 و بزرگتر از 75/4 میلی‌متر به‌ترتیب 7/3 و 7/0 درصد کاهش داشته است، اما مقدار خاکستر فراکسیون دانه‌بندی ذرات با اندازه بزرگتر از 1 میلی‌متر پس از انجام سیانوراسیون به مقدار 8/11درصد افزایش یافته است. در تمامی آزمایش‌های انجام‌شده جذب سیانید با استفاده از ذغالسنگ، بیشترین مقدار جذب مربوط به محدوده دانه‌بندی 2-1 میلی‌متر است. مقدار سیانید جذب‌شده در این فراکسیون برای ذغالسنگ خام، فرآوری‌شده و ذغال مخلوط‌شده به وسیله همزن مکانیکی با سیانید به ترتیب برابر 3/42، 78/31 و 88/21 درصد است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که فرآوری ذغالسنگ تاثیری در میزان جذب سیانید نداشته و خواص فیزیکی مانند اندازه ذرات و سطح ویژه ذغال مهمترین عوامل در جذب سیانید هستند. در این تحقیق همچنین همدماهای جذب سیانید با ذغالسنگ براساس مدل‌های لانگمویر و فروندلیچ بررسی شد. فرایند جذب در تمامی فراکسیون‌های دانه‌بندی از مدل فروندلیچ تبعیت بیشتری داشته که نشان‌دهنده غیریکنواخت بودن ذغالسنگ مورد استفاده و قدرت جذب متفاوت آن است. پدیده جذب سطحی در نقاط مختلف جاذب تحت تاثیر نیروهای مختلف، اعم از فیزیکی و شیمیایی اتفاق می‌افتد. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از ذغالسنگ قوزلوی شاهین‌دژ (واقع در چند کیلومتری سد باطله) با دانه‌بندی 2-1 میلی‌متر به‌صورت خام در بستر وکف سد باطله می‌تواند از آلودگی منابع آب زیرزمینی به سیانور به مقدار قابل‌توجهی بکاهد.
الهام نوشادی؛ مهدی همایی؛ محمد محمودیان شوشتری
دوره 15، شماره 2 ، تیر 1396، ، صفحه 111-128
چکیده
سابقه و هدف:
آلودگی ناشی از کاربرد نهاده‌های کشاورزی به‌ویژه علف‌کش‌ها یکی از چالش‌های زیست‌محیطی عصر حاضر است و به‌کارگیری فناوری‌های نوین همچون سم-آبیاری این مشکل را دوچندان کرده است. بنابراین، گزینش راهبردهای بهینه مدیریتی با تکیه بر شناخت سرنوشت سموم در خاک بسیار ضروری است. هدف از این پژوهش، بررسی کمّی رفتار جذب سطحی و رهاسازی ...
بیشتر
سابقه و هدف:
آلودگی ناشی از کاربرد نهاده‌های کشاورزی به‌ویژه علف‌کش‌ها یکی از چالش‌های زیست‌محیطی عصر حاضر است و به‌کارگیری فناوری‌های نوین همچون سم-آبیاری این مشکل را دوچندان کرده است. بنابراین، گزینش راهبردهای بهینه مدیریتی با تکیه بر شناخت سرنوشت سموم در خاک بسیار ضروری است. هدف از این پژوهش، بررسی کمّی رفتار جذب سطحی و رهاسازی علف‌کش‌ها در خاک در شرایط واقعی مزرعه و در آزمایشگاه است.
مواد و روش‌ها:
بدین منظور، علفکش متری‌بیوزین به خاک کرت‌های آزمایشی در مزرعه به دو روش سم‌پاشی معمولی (Conventional Spraying: CS) و سم-آبیاری (Herbigation: HRB) و در محیط آزمایشگاه افزوده شد. پس از بررسی رفتار جذب و واجذب علفکش به روش‌های پیمانه‌ای و سانتریفیوژ، مدل‌های مختلف جذب تعادلی به داده‌های به دست آمده برازش داده شدند.
نتایج و بحث:
نتایج نشان داد که به دلیل مقدار کم ماده آلی و رس در خاک، به‌طور کلی جذب سطحی علفکش در هر سه نوع تیمار ضعیف است و روند کلی آن از مدل فروندلیچ پیروی می‌کند. نتایج نشان داد از آنجایی‌که در هر سه تیمار مکانیسم جذب سطحی علفکش از نوع پیوند هیدروژنی ضعیف است، بخش عمده علفکش جذب شده پس از چهار مرحله شست‌وشو رهاسازی می‌شود. اما در تیمارهای آزمایشگاهی و سم-آبیاری، مقدار رهاسازی نسبتاً کمتر بوده و پسماند کمی به دلیل پخشیدگی مولکول‌های علفکش به درون منافذ بین خاک‌دانه‌ای و به دام افتادن در این منافذ مشاهده می‌شود.
نتیجه‌گیری:
به‌طور کلی نتایج این بررسی نشان داد که مقدار جذب سطحی علفکش در تیمارهای آزمایشگاهی و سم-آبیاری به دلیل وجود رطوبت بیشتر در خاک و در نتیجه افزایش مکان‌های آب‌دوست ماده آلی و نیز پخشیدگی مولکول‌های سم به درون منافذ بین خاک‌دانه‌ای، بیشتر از تیمار سم‌پاشی معمولی است، و بنابراین روش کاربرد سم بر رفتار جذب سطحی و رهاسازی آن تاثیرگذار است. بنابراین کاربرد سم به‌صورت سم-آبیاری به منظور کاهش هدررفت و افزایش کارایی آن در مزرعه پیشنهاد می‌شود.
حمید رفتاری؛ حمید معظمی؛ حسین گنجی دوست؛ بیتا آیتی
دوره 8، شماره 3 ، فروردین 1390
چکیده
سرب و مس از جمله فلزات سنگین پر کاربرد می باشند که مقدار استاندارد آن ها در آب شرب به ترتیب 05/0 و 3/0 میلی گرم بر لیتر می باشد. از آن جا که جاذب های طبیعی ارزان قیمت در طبیعت به وفور یافت می شوند، جذب یون های محلول توسط این مواد می تواند روشی مناسب جهت تصفیه آبهای آلوده باشد.در این تحقیق از زایدات برگ چای و پوشال گندم برای جذب سرب واز خاک اره ...
بیشتر
سرب و مس از جمله فلزات سنگین پر کاربرد می باشند که مقدار استاندارد آن ها در آب شرب به ترتیب 05/0 و 3/0 میلی گرم بر لیتر می باشد. از آن جا که جاذب های طبیعی ارزان قیمت در طبیعت به وفور یافت می شوند، جذب یون های محلول توسط این مواد می تواند روشی مناسب جهت تصفیه آبهای آلوده باشد.در این تحقیق از زایدات برگ چای و پوشال گندم برای جذب سرب واز خاک اره و پوسته شلتوک برنج برای جذب مس استفاده شد. آزمایشات در غلظت ها و زمان های مختلف در pH بهینه 5 برای سرب و 5/5 برای مس انجام گردید. با توجه به نتایج آزمایشات ناپیوسته ، زمان تعادل 2 ساعت حاصل شد که با ایزوترمهای لانگمایر و فرندلیچ مطابقت داشت ولی از ایزوترم های خطی و BET پیروی نکرد. آزمایشات پیوسته با استفاده از ستون جذب و جریان رو به بالا با دبی L/min 35/0 صورت گرفت که در حالت کلی راندمان جذب با گذشت زمان روند نزولی داشت. بر اساس نتایج ، حداکثر میزان جذب سرب در آزمایشات پیوسته برای زایدات برگ چای و پوشال گندم 5/99 درصد و مقدار جذب مس توسط خاک اره و پوسته شلتوک برنج به ترتیب 95 و 63 درصد بدست آمد.
