بخشی از مقاله
چکیده
هدف اصلی این تحقیق مقایسه مقدار جذب فلز آهن توسط توف میکرونیزه که از پساب های شهری بوده ، نتایج نشان داد که پارامتر های زمان تماس ماده جاذب و سیال، غلطت ماده جاذب و PH بر کارایی حذف فلز آهن و ایزوترم جذب موثر باشند. بر اساس نتایج بدست آمده بالاترین میزان جذب متعلق به PH=7 در بازه زمانی بین60 تا 120دقیقه و با مقدار ماده جاذب 1 گرم بوده و با مقایسه ضریب رگرسیون مربوط به تطابق جذب مورد مطالعه با معادله لانگمیر - R2 - چنین می توان نتیجه گرفت که جذب فلز آهن بتوسط توف طبیعی میکرونیزه با معادله لانگمیر سازگار و مطابقت دارد و این مسئله برای ماده جاذب 1 گرم نیز قابل تعمیم می باشد و لذا میتوان توف میکرونیزه که یک ماده جاذب متشکل از چند کانی مختلف و طبیعی و ارزان قیمت است را به عنوان جاذب فلزات سنگین در نظر گرفت.
واژههای کلیدی: سنگ توف، جذب آهن، فلزات سنگین، پساب های شهری، لانگمیر .
مقدمه
فلزات سنگین به طور عمده به گروهی از فلزات گفته می شود که چگالی آنها بالاتر از-6000 kg.m3 باشد .مهمترینِ این عناصر به طور کلی ، سرب، کادمیوم، کروم ، مس، جیوه، نیکل، روی، وانادیوم و فلزات دیگری که در ارتباط با آلودگی سمی قرار می گیرند، هستند . باید اضافه کرد که عناصری مانند ارسنیک و سلنیوم نیز به دلیل خواص ویژ ه سمی، بسیار مورد نظر هستند . بیشتر این فلزات به استثنای - - Mo در PH پایین بسیار محلول بوده و قابلیت راهیابی به اجز ای حیاتی ؛ موجودات زنده را دارند . منابع انتشار این فلزات در محیط زیست دودسته است: الف - منابع طبیعی، ب - منابع ناشی از فعالیت های صنعتی وکشاورزی. در طبیعت فلزات سنگین در دسته عناصر کمیاب قرار می گیرند و روی هم رفته کمتر از یک درصد پوسته زمین را تشکیل می دهند.
معتمدی و همکاران 1391 نیز در بررسی فرایند نگهداشت آلاینده فلز سنگین کادمیوم در نمونه رسی بنتونیت و نانورس کلوزایت Na+ با توجه به دارا بودن سطح مخصوص به نانورس کلوزایت Na بیشتر از بنتونیت دارای قابلیت جذب بیشتری نسبت به بنتونیت می باشد. - Yuan & Wu, 2007 - به اثر نانورس از خانواده رس آلوفان را بر جذب فسفر از آب و پساب های شهری با جاذب صنعتی مرسوم PHoslock که نوعی بنتونیت اصلاح شده - جایگزین یونهای قابل تویض سدیم وکلسیم - مقایسه نمودند نتایج حاکی از راندمان بالای حذف توسط نانو رس در مقایسه با محصول مذکور بود. - - Yuan et.al, 2007
Ilavský & Barloková - 2009 - برای تهیه آب مناسب برای مقاصد شرب وبا توجه به قوانین دولت اسلواکی در خصوص آب آشامیدنی اقدام به یافتن مواد کارآمد تر و مقرون به صرفه تر نمودند. در این پژوهش برای جداسازی آهن و منگنز از منبع آب محدود در ناحیه Rohatec از سه ستون فیلتراسیون Brim، Greensand و Klinopur-Mn استفاده شد. ستون های جذبی از شیشه ساخته شده بود.هدف از این مطالعه مقایسه حذف آهن و منگنز از آب توسط زئولیت فعال طبیعی - کلینوپتیلولیت با مواد Birm و شن سبز می باشد. نتایج به دست آمده از آزمایش های انجام شده ثابت میکند که Klinopur-Mn مناسب برای حذف آهن و منگنز از آب است و قابل مقایسه با سایر مواد وارد شده است.
Zarubina& Nazarenko - 2013 - در پژوهشی خواص فیزیکی و شیمیایی زئولیت طبیعی از کانسار Sakhaptinsk - سرزمین کراسنویارسک، روسیه - مورد مطالعه قرار گرفتند. توانایی استفاده از این زئولیت برای بهبود کیفیت آب آشامیدنی تحت شرایط پویا انجام شد و فعال سازی اولیه زئولیت با محلول سدیم کلرید %10 انجام گرفته ، و بهره وری از آن در حذف آهن، منگنز، کلسیم از آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. که نتایج به دست آمده راندمان بالایی از تصفیه آب زیرزمینی منطقه را نشان می دهد با عبور از طریق فیلتر زئولیت راندمان حذف، برای آهن - - Fe کل ٪96-100 ، منگنز 93% - Mn2+ - و برای Ca2+100٪63_ بسته به غلظت اولیه به دست آمده است.
که می توان برای حذف آهن و منگنز استفاده می شود و آب تصفیه شده برای اهداف شرب و خانگی مناسب است.Sdiri et al ,2012 به بررسی"حذف رقابتی فلزات سنگین از محلول های آبی توسط Montmorillonitic و خاک رس آهکی" پرداختند و نتایج حاکی از آن است که نمونه ی خاک رس طبیعی عمدتا از سیلیکا، آلومینا، آهن و منزیم اکسید تشکیل شده است دارای ظرفیت جذب مناسب می تواند تحت این شرایط عملیاتی در مدت زمان تماس 60 دقیقه ، PH = 6 و غلظت رس از 1g/l در 25 ° C به دست آمد .این نتایج نشان داد که نمونه های خاک رس کرتاسه پسین مورد مطالعه از منطقه ی تونس را می توان به طور موثر به عنوان جاذب طبیعی برای حذف فلزات سنگین سمی در سیستم های آبی استفاده کرد.روشهای جذب آلاینده ها توسط کانی های رسی روشهای متفاوتی در طول سالیان متمادی برای حذف فلزات از آب، پساب های شهری صنعتی و خاک مورد استفاده قرار گرفتهاست .
روشهای رایج حذف فلزات سنگین از محلولهای آبی عبارتند از :ترسیب شیمیایی، تبادل یونی، استخراج حلال، گیاه پالایی - نوع استخراج توسط گیاهان - ، فوق فیلتراسیون، اسمز معکوس، الکترولیز، و جذب سطحی - Sari et al , 2007; . - Bhattacharyya & Gupta, 2007; Bhattacharyya & Gupta, 2008 جذب به عنوان یک روش مؤثر، کارآمد و اقتصادی برای تصفیه آب مطرح می باشد. از آن جا که عملکرد جذب سطحی به طور مستقیم وابسته به کیفیت و مقرون به صرفه بودن جاذب می باشد Gupta & Nayak, 2012 - ؛ معتمدی و معاضد، . - 1391 جذب سطحی، آلاینده های جدا شده از فاز مایع را بی حرکت می کند و جاذب بعد از جذب آلاینده را می توان بدون خطر خاصی برای محیط زیست دفع کرد و یا می توان با استفاده از عمل واجذبمجدداً آلاینده و جاذب را بازیافت نمود - , - Gupta & Bhattacharyya, 2006 ؛ معتمدی و همکاران، . - 1393 در دهه گذشته بهبود مستمری در توسعه ی مؤثر جاذب های اصیل مانند کربن فعال، زئولیتها، کانیهای رسی، کیتوزان، لیگنوسلولزها، مواد معدنی طبیعی، پلیمرهای عاملدار شده و بوجود آمده است - Nayak, 2012 ؛ Gupta & معتمدی، و معاضد، - 1391
مواد و روشها
آماده سازی و آنالیز شیمیایی آب
در ابتدا از نمونه پساب همراه با عناصر آهن و منگنز اخذ شده در ظرف 20 لیتری 3 نمونه 1/5 لیتری با PH های - 8قلیایی - ، 6/8 - محیط - و 3 - اسیدی - تهیه گردید.جهت آماده سازی نمونه ها برای رسیدن به PH مورد نظر از NaOH برای محیط قیلیایی واز اسید نیتریک برای محیط اسیدی استفاده شده است.سنگ توف مورد استفاده در این پژوهش از سنگ های آذراواری متعلق به سازند کرج تهیه و بعد از آسیاب نمودن با استفاده از الک 39 و 23 میکرون در اندازه 23 تا 39 میکرون در آمدند .در مرحله بعد سطوح کانیهای موجود در سنگ توف مورد مطالعه ابتدا با استفاده از محلول 0.5 مولار CaCl2 تیمار شدند. برای بررسی میزان جذب عناصر آهن ومنگنز توسط میکروتوف ها از 2 مقدار1 گرمی و3 گرمی جاذب استفاده شد.
