بخشی از مقاله
چکیده
نگرانی در مورد حفاظت از محیط زی ست و حفظ و بازیابی منابع آبی روز به روز در حال افزایش ا ست. از این رو روش های نوین حذف آلاینده ها از آب مورد توجه قرار می گیرد. در پژوهش حا ضر روند حذف یون های کلر از آب تو سط جاذب های معدنی کائولن و تالک مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مهم pH، زمان و مقدار جاذب اثر گذار بر کارآئی فرآیند کلرزدایی بررسی و ایزوترم های جذب ترسیم گردید. با توجه به سطوح بررسی انجام گرفته، پارامترهای بهینه برای جاذب های کائولن و تالک به ترتیب pH=1 - ،زمان 60 دقیقه، جرم 7 گرم - و pH=1 - ، زمان 120 دقیقه، جرم 7 گرم - تعیین گردید. همچنین با بررسی چهار ایزوترم جذب، مدل تمکین بهترین برازش - R2=0.9962 - را بر داده های کائولن و مدل فراندلیچ بهترین برازش - R2=0.998 - را بر داده های تالک نشان داد. با توجه به داده های حاصل از مدل لانگمویر، حداکثر جذب برای کائولن و تالک بترتیب 3,9 و mg/g 7,7 بدست آمد که نتیجه شد میزان جذب کلر بر تالک 2برابر کائولن می باشد.
کلمات کلیدی: کلر، کائولن، تالک، ایزوترم جذب
-1 مقدمه
امروزه جهان با توجه به کمبود منابع آب آشامیدنی پاکیزه، با بحران آب روبرو است. همراه با پیشرفت سریع صنایع گوناگون، حجم عظیمی از پساب در نتیجه فرآیندهای صنعتی تولید شده و درون سیستمهای آب زیرزمینی تخلیه شده اند. صنایع عمده ترین منابع آلاینده مربوط به عوامل یونی هستند. برای مثال کاربرد بیش از حد کود در کشاورزی، صنایع فرآوری مواد معدنی و دفع نامناسب فاضلاب شهری و صنعتی مسئول حضور بیش از حد نیترات - NO3- - در منابع آبهای سطحی و زیرزمینی اند .[6]اکثر قریب به اتفاق واحد های صنعتی و معدنی حال حاضر و بویژه در کشورهای در حال توسعه، فاقد سیستم های تصفیه پساب میباشند که این امر سبب شده است روزانه مقادیر زیادی آنیون وارد محیط زیست شود؛ علاوه براین در مواردی نیز که تصفیه وجود داشته، شاهد مشکلاتی از قبیل دفع و حذف لجن تولید شده هستیم.
این آلودگی ها میتوانند از طریق گیاهان جذب و وارد چرخه غذایی شوند. از سوی دیگر همزمان با مواجهه با قوانین سختگیرانه و دقیق تر سازمان بهداشت جهانی - WHO - 1، درخصوص استاندارهای پساب تخلیه شده به محیط زیست روبرو هستیم. این موارد سبب شده است که روش های حذف و جذب آلاینده های آنیونی روز به روز مورد توجه بیشتری قرار بگیرد.گندزدائی آب شهری کمترین تصفیه ای است که میتوان انجام داد تا میکروارگانیسمهای موجود در آب را از بین برد .[1] در عملیات تصفیه آب، گندزدائی به منظور کشتن میکروارگانیسمهای بیماریزا و یاغیرفعال نمودن و بیضرر کردن آنها انجام میشود و استریل کردن که نابودی کامل میکروارگانیسمها ست معمولا هدف گندزدائی نیست .[2]
در میان روشهای گندزدائی ساده ترین و ارزانترین روش استفاده از کلر است. کلر را هم به صورتگازی و هم به صورت یونیزه شدن حاصل از جامدات در آب میتوان مورد استفاده قرار داد .[1]غلظت زیاد کلراید سبب شوری و برای بسیاری از گیاهان مضر است وسبب خوردگی فلزات نیز می شود. کلراید به شکل یون کلرید - Cl- - یکی از آنیون های معدنی اصلی موجود در آب و فاضلاب میباشد. کلرید در مجاورت کاتیون سدیم طعم شوری قابل تشخیصی به آب میدهد. این شوری بستگی به ترکیبات شیمیایی آب دارد. اگر کاتیون سدیم همراه با غلظت کلر 250 میلی گرم بر لیتر باشد، مزه شور احساس میشود . در هر حال یافتن جاذب های اقتصادی و در دسترس از اهمیت بالایی برخوردار است. به همین دلیل در این پژوهش از مواد معدنی کم ارزش تالک سرپانتینی و کائولن درجه 3 معدنی استفاده گردید.
-2 مواد و روشها
مطالعه حاضر در مقیاس آزمایشگاهی بر روی نمونه های معدنی بدست آمده از معادن خراسان انجام شد. نمونه تالک از معادن افیولیتی کرومیت در حومه شهرستان سبزوار، بخش اولر و نمونه کائولن از معدن کائولن دربند در حومه شهرستان سبزوار تهیه گردید. جهت کاهش هزینه ها و نزدیک کردن مطالعات به نتایج صنعتی، هیچگونه پیش تغلیظ و آماده سازی بر روی نمونه ها انجام نشد.جهت شناسایی خواص و ترکیبات مواد معدنی تهیه شده، از آنالیزهای XRD و XRF استفاده شد که نتایج آن محلول حاوی کلر مورد آزمایش بصورت سنتز توسط نمک طعام و آب مقطر با غلظت ppm1000 تهیه گردید.
همچنین مواد معدنی تهیه شده جهت یکسان سازی پارامتر ابعاد، بعد از خردایش اولیه و سرند کردن، در فراکسیون 50+ تا 30- مش جداسازی شدند.بمنظور این پژوهش، هر تست بدون تکرار و با تغییر پارامترهای pH محلول، زمان تماس و مقدار جاذب در سطوح بیان شده در - جدول - 3 انجام شد.روش کار بدین صورت بود که مقدار جاذب مورد نظر پس از وزن شدن توسط ترازوی 3 رقم اعشار، به درون ارلن 250 میلی لیتر حاوی مقدار ثابت 100 میلی لیتر محلول کلر ppm1000 ریخته شده و با تنظیم زمان ودما، درون انکوباتور قرار می گرفت. لازم به ذکر است که پارمتر دما و دور انکوباتور در تمامی آزمایش ها ثابت درنظر گرفته شد. - جدول - 4
