@article { author = {Khodaei, Kamal and Nassery, Hamid Reza and Tabani, Hadi and Kazemizadeh, Zahra}, title = {Application of calcium peroxide nano-powder in a bio-barrier for remediation of groundwater oil pollution}, journal = {Environmental Sciences}, volume = {18}, number = {2}, pages = {151-164}, year = {2020}, publisher = {Shahid Beheshti University}, issn = {1735-1324}, eissn = {2588-6177}, doi = {10.29252/envs.18.2.151}, abstract = {Introduction: Groundwater pollution occurs during refining processes, transportation, storing, and distribution of oil products. Most of the oil components are insoluble in water, however, there are some components such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene (known as BTEX) that are soluble in groundwater. These compounds are carcinomic and categorized as very dangerous pollutants. Permeable bio-barrier (PBB) technologies are extensively used to remove groundwater oil pollution. However, providing oxygen to improve the bioremediation efficiency in groundwater is a challenge. This research aimed to test the application of calcium peroxide nano-particles to provide more dissolved oxygen in a permeable bio-barrier.  Material and methods: Pseudomonas sp. BTEX-30 strain isolated from polluted groundwater around Tehran’s oil refining area was used to establish the permeable bio-barrier. Bioremediation kinetics and environmental conditions required for optimum bioremediation of bacteria were evaluated. Calcium peroxide nanoparticles have been synthesized and used for increasing the dissolved oxygen in groundwater. Bio-barrier was simulated using a glass column and Ottava sand as a porous media. The inflow rate was 0.5 ml/s with different toluene concentration for 14 days. Water samples from the inlet and outlet of the bio-barrier were taken during the test and analyzed using GC for defining the toluene concentration. Fate and transport processes in bio-barrier have been simulated by numerical models. Results and discussion: There were no significant differences in the toluene concentration between inlet and outlet on day one. Differences in toluene concentration between inlet and outlet started from day two. Bio-barrier showed a good response to increasing and decreasing in inlet concentration stresses after nine days. According to the results, PBB showed the best performance at 30 ppm concentration of inlet. The calculated concentration of toluene by the PBB numerical model showed a very good correlation in most stress periods.          Conclusion: PBB showed a very good performance for biodegradation of toluene by using calcium peroxide nanoparticles as an oxygen releasing compound.}, keywords = {Groundwater bioremediation,Calcium peroxide,Permeable bio-barrier}, title_fa = {استفاده از نانوپراکسید کلسیم در سد بیولوژیکی برای حذف آلودگی نفتی آب زیرزمینی}, abstract_fa = {سابقه و هدف: آلودگی نفتی آب زیرزمینی به دلایل مختلفی در طی فرایندهای پالایش، انتقال، ذخیره سازی و پخش فرآورده‌های نفتی اتفاق می افتد. اکثر ترکیبات نفتی معمولاً در آب نامحلول هستند با این وجود برخی از این ترکیبات مانند بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن (BTEX) محلول در آب هستند و به دلیل خاصیت سرطانزایی که دارند، جزو آلاینده های بسیار خطرناک آب زیرزمینی طبقه بندی می شوند. استفاده از سد بیولوژیکی نفوذپذیر برای حذف آلودگی نفتی محلول در آب زیرزمینی در حال گسترش است. با توجه به کمبود اکسیژن محلول در آب زیرزمینی تامین اکسیژن برای افزایش راندمان زیست‌پالایی از چالش های مهم در این زمینه است. این تحقیق با هدف استفاده از نانوذرات پراکسید کلسیم برای افزایش میزان اکسیژن محلول در سد بیولوژیکی و افزایش راندمان زیست‌پالایی انجام شده است. مواد و روش‌ها: سویه باکتریایی Pseudomonas  sp. BTEX-30 که از محدوده پالایشگاه تهران جداسازی شده بود برای ایجاد سد بیولوژیکی مورد استفاده قرار گرفت. شرایط بهینه عملکردی و کنتیک واکنش سویه باکتریایی مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذرات پراکسید کلسیم برای افزایش راندمان زیست‌پالایی و افزایش اکسیژن محلول آب زیرزمینی سنتز و مورد استفاده قرار گرفت. سد بیولوژیکی با استفاده از یک ستون شیشه‌ای و ماسه استاندارد اوتاوا به عنوان محیط متخلخل شبیه سازی شده است. دبی ورودی به ستون 0.5 میلی لیتر بر ثانیه با غلظت های متفاوت تولوئن به مدت 14 روز با استفاده از پمپ پری استالتیک تنظیم شد. از ورودی و خروجی ستون نمونه های آب برای تعیین غلظت ورودی تولوئن به ستون و غلظت خروجی از سد بیولوژیکی نمونه برداری شده و با استفاده از دستگاه GC مورد آنالیز قرار گرفت. فرایندهای انتقال آلودگی و زیست‌پالایی حاکم بر سد بیولوژیکی با استفاده از مدل ریاضی شبیه سازی شد. نتایج و بحث: نتایج آزمون‌های PBB در ستون اشباع از آب زیرزمینی نشان می‌دهد که غلظت تولوئن در روز اول اختلاف زیادی با غلظت ورودی ندارد. ولی از روز دوم اختلاف قابل توجهی مابین غلظت تولوئن ورودی به سد بیولوژیکی و خروجی از آن مشاهده می شود. سد بیولوژیکی پس از نه روز از شروع آزمایش‌ها، در مقابل تنش  های افزایش و کاهش غلظت ورودی پاسخ مناسبی از خود نشان داد.. نتایج نشان داد PBB بهترین عملکرد را در ازای غلظت تولوئن ورودی معادل حدود 30ppm دارد. مقادیر غلظت تولوئن محاسبه شده توسط مدل عددی در خروجی PBB در اکثر دوره های تنش انطباق مناسبی با مقادیر اندازه گیری شده نشان داد. نتیجه گیری: با استفاده از نانوذرات پراکسید کلسیم  به عنوان مواد آزاد کننده اکسیژن، سد بیولوژیکی از قابلیت بالایی برای حذف تولوئن برخوردار بوده و سد بیولوژیکی عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داد.}, keywords_fa = {}, url = {https://envs.sbu.ac.ir/article_98136.html}, eprint = {https://envs.sbu.ac.ir/article_98136_21e49d18351ba76dae605f9a942bea6b.pdf} }