بخشی از مقاله
چکیده
پساب های صنایع مختلف از جمله آبکاری فلزات، صنایع باطری سازی، استخراج معدن، شـامل فلـزات سـنگینی مـی باشد که برای انسان و محیط زیست نگران کننده است و شامل کادمیوم، مس، روی، نیکل، کـروم، سـیانید، سـرب و فلزات دیگر می باشد. برای حذف فلزات سنگین روش های مختلف فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی از جمله: تـه نشـینی، انعقاد، شناورسازی، ترسیب شیمیایی، فیلتراسیون، فرایندهای غشایی (اسمز معکـوس و نانوفیلتراسـیون)، تبـادل یـون، روش های بیولوژیکی، جذب با کربن فعال شده و ... قابل کاربرد هستند، که بطـور کلـی گـران یـا بـی اثـر هسـتند. بنابراین، در بسیاری از تحقیقات محققان به پیدا کردن روش های مقـرون بـه صـرفه ای بـرای حـذف آلاینـده هـای فاضلاب پرداخته اند. همچنین در سال های اخیر توجه قابل ملاحظه ای به مطالعه حذف یون های فلـزات سـنگین از محلول توسط جذب با استفاده از مواد دور ریز و کم هزینه اختصاص یافته است. در این تحقیق حذف نیکل با اسـتفاده
از فرایند جذب توسط پودر برگ درخت اُکالیپتوس و خاکستر چوب صنوبر مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعـه از نـوع کاربردی است. اثر پارامترهای مختلف بر حذف فلز مانند pH ، مقدار جاذب، زمان تماس و سرعت همـزدن بـه روش ناپیوسته بررسی شد. این پژوهش در مقیاس آزمایشگاهی ابتدا در محلول هـای آبـی و پـس از بدسـت آمـدن شـرایط بهینه جذب، در نمونه فاضلاب واقعی انجام گرفت. همچنین غلظت نیکل فاضلاب قبل و بعد از فرایند جـذب، انـدازه گیری شد. در تمام آزمایش ها پس از گذشت زمان مناسب و صاف کردن محلول، غلظت نیکل باقیمانده با اسـتفاده از دستگاه جذب اتمی و در طول موج 382 نانومتر اندازه گیری شد . نتایج نشـان داد کـه بـا افـزایش پارامترهـای مقـدار جاذب و pH میزان حذف فلز افزایش می یابد. حذف فلز نیکل تا 60 دقیقه اول رو بـه افـزایش و پـس از آن مقـدار جذب ثابت و به تعادل رسیده و حذف مطلوبی با مقدار جاذب 40 میلی گرم بر 100 میلـی لیتـر محلـول و pH برابـر 9/5 مشاهده می شود. با توجه به نتایج بدست آمده در این مطالعه بهترین جذب در دوز 40 میلی گـرم اسـتفاده تـوام برگ درخت اُکالیپتوس و خاکستر چوب صنوبر می باشد و برابر 99/76 درصد است. بنابراین جاذب مذکور می تواند به عنوان جاذبی ارزان قیمت و موثر برای حذف فلز نیکل از محلول های آبی به کار رود.
کلمات کلیدی: جذب،پساب، نیکل، خاکستر چوب صنوبر، برگ درخت اُکالیپتوس.
.1 مقدمه و هدف
فلزات سنگین به عناصری اطلاق می شود که جرم اتمی آنها از جرم اتمی آهن 55/8) گرم بر مول) زیاد تر باشد و یا دانسیته ای بیشتر از 6 گرم بر سانتی مترمکعب داشته باشند. فلزات سنگین عناصری با پایداری بالا، غیر قابل تجزیه در بدن و دارای توانایی تجمع زیستی در زنجیره غذایی بوده و قابلیت انتقال به انسان را دارا هستند. میزان فلزات سنگین به دلیل فعالیت
1
دومین همایش سـراسـری محیط زیست، انـرژی و پدافند زیستی
The 2d National Conference on Environment, Energy and Biodefense
های صنعتی و توسعه تکنولوژی به طور مداوم در حال افزایش بوده و این امر برای محیط زیست و سلامت عمومی بسیار خطرناک است. آلودگی محیط زیست آبی یک مسئله روز جهانی است که به واسطه فعالیت هایی مانند بهره برداری از معادن، صنعتی شدن و شهرنشینی در زیست کره، پیوسته در حال افزایش است. فاضلاب، ناشی از صنایعی مانند باتری سازی، سرامیک سازی، چرم سازی، آبکاری، نساجی، دباغی، رنگ رزی، معدن کاوی، پالایش، ذوب و استخراج فلزات و دیگر فرایند های فلزی در مقیاس کوچک و بزرگ حاوی مقادیر قابل توجهی از یون های فلزی سمی هستند. حذف این فلزات سنگین از پساب ها برای حفظ محیط زیست و سلامت بشری ضروری است 7] و .[9
سازمان محیط زیست ایالات متحده آمریکا ( NYSDEC ) این فلزات را در دسـته آلاینـده هـای سـمی الویـت دار طبقه بندی کرده اند. سازمان بهداشت جهانی(( WHO نیز استاندارد نیکل را در خروجی فاضلاب ها و تخلیـه بـه آب هـای سطحی، چاه های جاذب و مصارف کشاورزی برابر 2 میلی گرم بر لیتر و در آب آشامیدنی برابر 6 میکرو گـرم بـر لیتـر اعـلام کرده است .[12] بنابراین تصفیه و حذف این فلزات از فاضلاب ها قبل از تخلیه به محیط زیسـت، توسـط روش هـای نـوین، موثر و اقتصادی ضروری به نظر می رسد. در این راستا جذب سطحی یکی از روش های حذف مناسب آلاینده ها از فاضـلاب صنعتی به شمار رفته است که از میان جاذب های مختلف، جاذب های ارزان قیمت از جایگاه خاصی برخوردار است .[6]
.2 تئوری و پیشینه تحقیق
تا کنون محدوده وسیعی از دورریزها به عنوان جاذب مورد استفاده قرار گرفته است و بخش عظیمی از مطالعات انجام شده بـه تهیه کربن فعال از زائدات محصولات کشاورزی اختصاص یافته است. از آن جمله می توان به مطالعـات انجـام گرفتـه بـرای تهیه کربن های فعال از پوسته بادام زمینی، فندق، گـردو، پوسـته نخـل، چـوب بـلال ذرت و... اشـاره نمـود 15]، 16 و .[17 ویکرانت سارین و همکارانش، حذف کروم از پساب صنعتی را با استفاده از پوست درخت اوکـالیپتوس بررسـی کردنـد. پوسـت درخت اکالیپتوس (EB) در حذف بیش از 99 کروم (VI) با غلظت 200 پیپیام و در pH برابر با 2 موثر بـود. افـزایش
دوز جاذب، غلظت اولیه کروم (VI) و افزایش زمان تماس تا حد 2 ساعت همگی برای افزایش جذب کـروم (VI) مطلـوب است .[19] تارسینا رابیا و همکاران، جذب کروم (III) از محلول آبی توسط پوسته بادام زمینـی را بررسـی کردنـد. مـاکزیمم حذف کروم در pH = 7 و زمان تماس 360 دقیقه برابر % 87/5 بود .[18] خداویسی و همکـارانش، حـذف سـرب از پسـاب توسط کربن فعال تهیه شده از برگ درخت اُکالیپتوس را بررسی کردند. نتایج نشان داد که حذف فلـز سـرب بعـد از مـدت 60 دقیقه به تعادل رسیده و حذف مطلوبی با مقدار جاذب 0/05 گرم در غلظت اولیه فلز 100 میلی گرم بـر لیتـر در pH برابـر 4 مشاهده می شود .[2] موسوی و سیدی خاکستر گزنه را به عنوان یـک جـاذب کـم هزینـه بـرای حـذف نیکـل وکـادمیوم از فاضلاب، بررسی کردند. بهترین درصد حذف در دوز جاذب 0/5 گرم بر لیتر، زمان تماس 60 دقیقه و pH = 6 ، برای نیکل
(II)و کادمیوم (II) به ترتیب %97/1 و %86/2 بدست آمد .[20] موتوسـامی و همکـاران، حـذف یـون نیکـل از فاضـلاب صنعتی با استفاده از چوب بلال ذرت را مورد بررسی قرار دادند. بالاترین درصد حذف، حدودا %98 ، در pH=4، زمـان تمـاس 90 دقیقه، با سرعت همزدن 200 دور بر دقیقه و دوز جاذب 1/5 گرم بر میلی لیتـر، در غلظـت 10 پـیپـیام نیکـل و کـرومش
