بخشی از مقاله
مقدمه
آلودگی محیط زیست به انواع ترکیبات شیمیایی و آلی در اثر توسعه صنایع و ورود پسابهای کارخانجات صنعتی به محیط، به یک تهدید جدی تبدیل شده است. آلودگی فلزات سنگین بهدلیل غیر قابل تجزیه بیولوژیکی بودن، سمیت بالا، قابلیت تحرک زیاد و قابلیت تجمع در بافتهای موجودات زنده مشکلات بسیار جدی برای انسانهاو سایر موجودات زنده را سبب شده است
از مهمترین این فلزات سنگین میتوان به روی، مس، جیوه، کادمیوم، کبالت و نقره اشاره کرد که در اطراف کارخانجاتی که با این فلزات سروکار دارند به فراوانی یافت میشوند . - Diels et al ., 1999 - مس عنصری است که از طریق عملیات معدن-کاری، کارخانجات تولید برنج و برنز، پسآبهای محلی، احتراق سوختهای فسیلی، تولید هیزم، کودهای فسفاته و منابع طبیعی وارد محیط میشود.
این عنصر یک ترکیب شیمیایی مقاوم و سمی است که در محیط زیست غیر قابل تجزیه بوده و بهراحتی میتواند در زنجیره غذایی تجمع یابد و برای سلامت انسان یک خطر جدی تلقی شود. مقادیر زیاد مس در آب آشامیدنی منجر به بروز عوارض جدی در انسان خواهد شد - Al-Qunaibit et al., . - 2005 جذب سطحی یکی از رایجترین روشهاست که جهت حذف فلزات سنگین با استفاده از جاذبهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد
کانیهای رسی از جمله ترکیباتی هستند که به دلیل فراوانی در طبیعت، قابلیت جذب بالا و ارزان بودن به مقدار زیاد مورد استفاده قرار میگیرند. جاذب مورد نظر در این مطالعه، لیکا یک نوع رس منبسط شده است که در کورههای گردان و در حرارت حدود 1200 درجه سانتیگراد، از انبساط نوع خاصی از خاک رس تولید میشود. دانههای لیکا دارای شکل تقریباً گرد و سطح زبر و ناهموارند. رویه میکروسکوپی خارجی دانهها دارای خلل و فرج زبر قهوهای رنگ و بخش داخلی دانهها دارای بافت سلولی سیاه رنگ است . - Malakootian et al., 2009 - در این مطالعه، به دلیل خصوصیات منحصر بفرد این ترکیب چون سبکی، عایق حرارتی و رطوبتی، تراکم ناپذیری، غیر قابل تجزیه بودن، مقاوم بودن در برابر آتش، pH حدود 7 و مقاوم بودن به ذوب و انجماد، استفاده از آن بهعنوان جاذبی جهت حذف عنصر مس از محلولهای آبی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
دانههای لیکا به منظور یکنواختی در اندازه ذرات، پس از آسیاب شدن، از الک 270 مش عبور داده شدند. 0/3 گرم جاذب توزین و 30 سیسی از هر غلظت جذبشونده مس به آن اضافه شد. بهمنظور بررسی قدرت یونی، سوسپانسیون 1 درصد از جاذب و جذب شونده - محلولهای 0/01 و 0/1 مولار CaCl2 حاوی غلظتهای -250 0 میلیگرم بر لیتر مس - به میزان سه تکرار برای هر غلظت، به مدت 24 ساعت در دمای 25 درجه سانتیگراد شیک و پس از شیک، سانتریفیوژ و محلول رویی جهت اندازهگیری مس باقیمانده در محلول با استفاده از دستگاه طیفسنج جذب اتمی جمعآوری گردید. مقدار مس جذب شده از تفاوت مقدار مس اولیه و مس باقیمانده در محلول محاسبه شد.
جهت بررسی تاثیر افزایش دما بر جذب مس، آزمایشی مشابه آزمایش قبل فقط با استفاده از محلول 0/01 مولار
CaCl2 در دمای 45 درجه سانتیگراد انجام گردید. معادلات متعددی جهت بیان ریاضی رابطه بین مقدار جذب یک ترکیب بهوسیله فاز جامد و غلظت آن در محلول در حالت تعادل مورد استفاده قرار میگیرد که در این مطالعه از معروفترین آنها معادلات لانگمویر و فروندلیچ استفاده شد و بر اساس این معادلات، تاثیر قدرت یونی و دما بر جذب مس توسط لیکا مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج و بحث
تاثیر افزایش دما بر جذب مس توسط لیکا در شکل 1 نشان داده شده است. در غلظتهای کم، افزایش دما منجر به افزایش مقدار جذب مس شد. حداکثر جذب مس در دمای 45 درجه سانتیگراد در غلظتهای اولیه کمتری نسبت به دمای 25 درجه سانتیگراد ایجاد گردید. جدول 1 نشان میدهد که هر دو مدل لانگمویر و فروندلیچ به-خوبی توانستهاند دادههای حاصل از جذب مس توسط لیکا را در هر دو دما برازش دهند. همانطور که مشخص است. با افزایش دما، ثابت KL مدل لانگمویر که نشاندهنده تمایل جذب است، افزایش یافته است.
شکل -1 جذب مس توسط لیکا در دو دمای مختلف
با افزایش قدرت یونی، جذب مس توسط لیکا بهخصوص در غلظتهای بالا، کاهش پیدا کرد - شکل . - 2 این کاهش جذب میتواند ناشی از رقابت باشد. پارامتر Qmax حاصل از مدل لانگمویر نیز بیانگر کاهش جذب در قدرت یونی 0/3 مولار نسبت به قدرت یونی 0/03 مولار است. دادههای حاصل از KF مدل فروندلیچ تایید کننده نتایج مربوط به Qmax مدل لانگمویر است - جدول . - 1
شکل -2 جذب مس توسط لیکا در دو قدرت یونی مختلف
جدول -1 پارامترهای مدلهای لانگمویر و فروندلیچ برازش یافته بر دادههای جذب مس توسط لیکا
