بخشی از مقاله
چکیده
نیترات و سم دیازینون از جمله چالشهای زیست محیطی در کشور هستند که بیشتر در اثر فعالیتهای کشاورزی وارد منابع آبهای سطحی و زیرزمینی میگردند. با توجه به اهیت موضوع ، در این مطالعه به بررسی تأثیر غلظت سم دیازینون، غلظت نیترات و pH بر راندمان حذف همزمان آلایندهها از آبهای آلوده به کمک نانوفیلتر پلی آمیدی تجاری پرداخته شد. هر کدام از متغیرها در سه سطح مختلف و در محدوده غلظت دیازینون 10 تا1000میکروگرم بر لیتر، pH محلول 5 تا 9 و غلظت نیترات 40 تا 160میلیگرم بر لیتر و در فشار بهینه 6 بار مورد مطالعه قرار گرفت. برای بدست آوردن سطوح بهینه آنها از روش سطح پاسخ در طراحی آزمایشها - - RSM استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش غلظت دیازینون و pH محلول راندمان حذف سم تا حدود 94 درصد افزایش یافت. این در حالی است که با افزایش غلظت نیترات، راندمان غشاء نانوفیلترتجاری مورد استفاده در حذف دیازینون در گستره 80 تا 85 درصد ازدیاد یافت. همچنین شرایط بهینه درصد حذف سم دیازینون توسط روش سطح پاسخ در حدود 93 درصد با غلظت دیازینون حدود 90 میکروگرم در لیتر، غلظت نیترات حدود 80 میلی گرم بر لیتر و pH محلول برابر با 9 تخمین زده شد.
واژههای کلیدی: طراحی آزمایش RSM، تصفیه آب، نانوفیلتراسیون، نیترات، دیازینون
-1 مقدمه
در حال حاضر مطابق سند ملی آب کشور ، سالیانه در حدود 30 الی 35 میلیارد مترمکعب هرزآب کشاورزی تولید میگردد که با توجه به مصرف بی رویه کودهای شیمیائی ، سموم کشاورزی و علف کشها در مزارع ، منابع آبهای سطحی و زیر زمینی در معرض آلودگی قرار می گیرند - فهیمی نیا ، . - 1382 یکی از پرمصرفترین سموم و آفت کشها، سم دیازینون است. این ترکیب سرطان زا بوده و حداکثر غلظت مجاز دیازینون در آب آشامیدنی مطابق استاندارد کانادا 20 میکروگرم بر لیتر میباشد. داده های ارائه شده توسط سازمان جهادکشاورزی استان گیلان در سال زراعی -88 1387، بیانگر آنست که در این منطقه سالیانه حدود 376 تن سم دیازینون، برای مبازره با علفهای هرز مصرف شده است. از طرفی یکی از شاخصهای آلودگی منابع آبهای زیرزمینی و سطحی به کودهای ازته، حضور یون نیترات در آب می باشد - مورنو و همکاران ، . - 2005 نیترات در کودکان زیر شش ماه میتواند باعث بروز بیماری سندروم بچه آبی شود و در افراد بزرگسال باعث تشکیل ترکیب سرطان زای نیتروزآمین ها می شود - سانتافه مورس و همکاران ، . - 2005 حداکثر غلظت مجاز نیترات در آب آشامیدنی طبق استاندارد های سازمان بهداشت جهانی و استاندارد ملی ایران - استاندارد 1053 ویرایش ششم - 50 mg/L می باشد.
یکی از فناوریهای نوین، کارآمد و سازگار با محیط زیست در حذف سموم و آفت کشها از آبها ی آلوده فرآیند نانوفیلتراسیون میباشد. این سامانه یک فرآیند غشایی بین اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس میباشد. مکانیزم جداسازی در این روش بر اساس اندازه مولکول ها، اختلاف در نفوذپذیری و حلالیت اجزا خوراک و برهم کنش الکتریکی بین سطح غشاء و یونهای موجود در خوراک میباشد. در سالیان اخیر، استفاده از فرآیند نانوفیلتراسیون در کاهش همزمان و گزینشی آلایندههای آلی و معدنی، حذف سختی آب، گندزدایی، کاهش نیترات و حذف ریزآلایندهها در یک مرحله باعث توجه فراوان به نانوفیلترها گردیده است - گلوکینا و همکاران ، . - 2000 این مطالعه به بررسی تأثیر پارامترهای موثر در عملکرد فرآیند نانوفیلتراسیون در کاهش سم دیازینون و نیترات از آبهای آلوده پرداخته و برای این منظور از روش سطح پاسخ - - 1RSM برای طراحی آزمایشها استفاده گردید تا علاوه بر کاهش تعداد آزمایشها، تحلیل دقیقتری از نتایج بدست آید.
-2 مواد و روشها
-1-2 مواد شیمیایی مصرفی
نیترات پتاسیم، اسید کلریدریک - 37 درصد - و هیدروکسید سدیم از شرکت مرک آلمان و حشرهکش دیازینون 60 درصد امولسیون تجاری از کارخانجات شرکت گیاه سم ساخت ایران تهیه گردید. در کلیه آزمایشها، ورودی سامانه از محلول آب مقطر با سم دیازینون و نیترات پتاسیم استفاده شد.
-2-2 پایلوت آزمایشگاهی
در این مطالعه از یک سامانه آزمایشگاهی نانوفیلتراسیون که بصورت پیوسته کار میکند، استفاده شده است. شکل 1 شماتیکی از این سامانه را نشان میدهد. مدول نانوفیلتر با یک غشاء مارپیچی حلزونی پلی آمیدی TFC - ساخت کشور کره - موجود در بازار مجهز شده است. مشخصات این غشاء در جدول شماره 1 آورده شده است. پمپ های مورد استفاده در سامانه از نوع دیافراگمی با قابلیت انتخاب اتصال بصورت سری ویا موازی با ظرفیت 1/6 لیتر در دقیقه و فشار خروجی حداکثر 8/5 بار می باشد. سطوح انتخابی با توجه به تجربیات نویسندگان مقاله و گستره واقعی آنها در منابع آب بوده است. برای افزایش pH از هیدروکسید سدیم و برای کاهش pH از اسید کلریدریک استفاده گردید. برای تمامی آزمایشها، دمای خوراک مقدار ثابت 20 1 و مقدار بازیافت در حدود 75 3 درصد انتخاب گردید. تمام آزمایش ها و اندازهگیریها بر طبق روشهای استاندارد آب و فاضلاب صورت گرفته است - آرنولد و همکاران ، . - 2003
