بخشی از مقاله
چکیده
یکی ازعمده ترین آلاینده های محیط زیست پساب های صنعتی حاوی فلزات سنگین است. کروم از جمله فلزات سنگین می باشد که در پساب صنایع مختلف از جمله پساب صنایع آبکاری وجود دارد و بشدت برای انسان و محیط زیست سمی است. هدف از این مطالعه بررسی جذب فلزات سنگین مثل کروم شش ظرفیتی بر روی پودر لاستیک به عنوان جاذب مژثر، سریع و ارزان قیمت بود. این مطالعه از نوع تجربی B آزمایشگاهی بود، که در سیستم ناپیوسته انجام گردید
در این مطالعه حذف کروم شش ظرفیتی با استفاده از پودر لاستیک با تغییرات pH، زمان تماس، مقدار اولیه پودر لاستیک و غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج توسط نرم افزار Excel تجزیه و تحلیل گردید. نتایج حاصل از انجام آزمایشات مشخص ساخت که کارایی کروم شش ظرفیتی با افزایش pH و غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی کاهش یافت. در مجموع نتایج حاصل از انجام آزمایشات مشخص ساخت که میتوان از پودر لاستیک به عنوان یک روش مژثر، سریع و ارزان در جهت حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی استفاده کرد.
کلمات کلیدی: پودر لاستیک، جذب سطحی، کروم شش ظرفیتی، بتن
مقدمه
یکی از عمده ترین آلاینده های محیط زیست وجود فلزات سنگین در پساب های صنعتی می باشد که از نظر شدت آلایندگی در گروه آلاینده های درجه اول سمی قرار دارند. ترکیبات سمی درجه اول، موادی هستند که دارای خطرات زیست محیطی بوده و برای سلامت انسان زیان آور هستند اغلب فلزات سنگین در واکنش های بیولوژیک سلول های موجودات زنده دخالت می نمایند و باعث اختلال در فعالیت های متابولیکی می شوند .کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 میباشد. کروم 6 بسیارسمی است.
اثراتی که کروم 6 بر بدن انسان بر جای میگذارد، عبارت هستند از زخم معده، آماس پوست و حساسیتهای پوستی. اگر کروم 6 و ترکیبات آن با تنفس وارد بدن انسان شود، سبب آسیبهای معده به خصوص زخم معده میگردد. علاوه بر این،مشکلاتی در مخاط دهان، مخاط بینی، گلو و حنجره اتفاق می افتد. برونشیت، گرفتگی تنفسی و تورم نیز از دیگر بیماریهایی است که بر اثر تنفس کروم 6 بروز میکنند. علائم بیماریهای حاصل از کروم 6 در دستگاه تنفسی شامل عطسه کردن، خس خس کردن، تنفسهای کوتاه و منقطع و خارش بینی است.
کروم از جمله فلزات سنگین است. کروم شش ظرفیتی یکی از آلاینده های خطرناک در آب های سطحی و زیرزمینی است، که در پساب صنایع مختلف از جمله پساب صنایع آبکاری، رنگرزی - تولید رنگ - ، دباغی - چرم سازی - ، نساجی، معادن فلزی، پالایشگاه ها و کارخانجات تولید کود شیمیایی وجود دارد و به شدت برای انسان و محیط زیست سمی و خطرناک است . - 4 - کروم موجود در پساب های صنعتی و همچنین در طبیعت در دو حالت کروم شش ظرفیتی و کروم سه ظرفیتی یافت می شود.
کروم شش ظرفیتی در مقایسه با کروم سه ظرفیتی تقریبأ 100 برابر سمی بوده، سرطانزا و جهش زا میباشد. سازمان جهانی بهداشت سرطانزا بودن کروم شش ظرفیتی در انسان را تأیید کرده است حداکثر مجاز کروم در آب آشامیدنی بر اساس استاندارد سازمان جهانی بهداشت، 0/01 mg/l تعیین شده است . بنابراین با توجه به مخاطرات کروم شش ظرفیتی در محیط زیست و همچنین در برخی موارد با ارزش بودن بازیافت آن از پساب، روش های مختلفی از جمله فرایند ترسیب شیمیایی ، اسمز معکوس، الکترو دیالیز و سایر روش ها برای حذف یا بازیافت کروم توسط محققان مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است.
فرایند های متداول از قبیل ترسیب شیمیایی به دلیل کارایی نسبتأ پایین قادر به حذف کامل کروم شش ظرفیتی و سایر فلزات سنگین از پساب های صنعتی نمی باشند. به طور مثال در روش ترسیب شیمیایی کروم 6 ظرفیتی با حلالیت زیاد به شکل کروم 3 ظرفیتی با حلالیت کم تبدیل می شود که در غلظت های کم، سنتیک واکنش کند بوده و میزان کروم باقیمانده هنگام تخلیه خیلی بیشتر از حد مجاز خواهد بود .
فرایند های پیشرفته نیز اغلب هزینه بر بوده و راهبری آنها نیاز به نیروی متخصص دارد. وجود چنین مشکلاتی همواره محققین را بر آن داشته که به دنبال روش های جدید در این زمینه باشند. تحقیقات زیادی برای کاربرد و استفاده از روش هایی که به سادگی قابل استفاده و کم هزینه باشند صورت گرفته است.به طور کلی جذب سطحی فرایند تجمع مواد در فصل مشترک بین دو فاز می باشد. در جذب سطحی از مواد مختلفی مثل کربن فعال گرانوله و پودری، خاکستر، بنتونیت، فسفر هیدرات سلولز، بیومس، زغال کک و خاک چینی استفاده می شود. کربن فعال یکی از مژثرترین موادی است که برای جذب کروم استفاده می شود. از آنجاییکه احیاء آن هزینه بر بوده و گران می باشد.
همواره محققین را بر آن داشته که به دنبال جاذب های جدید که به سادگی قابل استفاده و کم هزینه می باشند صورت گرفته است. قوانین و استانداردهای دفع فاضلاب صنعتی روز به روز سخت گیرانه تر می شود و از طرفی با توجه به گسترش صنایع مختلف و وارد شدن فلزات همواره باید از روش های جدید، کارامد و ارزان قیمت برای تصفیه و حذف آلاینده ها و کروم شش ظرفیتی استفاده کرد. از میان جاذب های مختلف میتوان به ضایعات صنعت لاستیک - پودر لاستیک - و غیره اشاره کرد.
بنابراین با توجه به مشکلات مربوط به فلزات سنگین از جمله کروم شش ظرفیتی در محیط زیست، در این مطالعه پودر لاستیک به دلیل فراوانی، ارزانی، غیر سمی بودن، واکنش سریع و توانایی و بازده بالا در تجزیه آلاینده ها به عنوان جاذب در حذف کروم شش ظرفیتی مورد استفاده قرار گرفت. در این مطالعه همچنین پارامتر های مختلفی از جمله pH، زمان تماس، مقدار اولیه پودر لاستیک و غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش ها
در این پژوهش برای ساخت نمونه از طرح اختلاط به روش آیین نامه ACI و به روش وزنی استفاده شده است. شن با اندازه متوسط 19 میلیمتر , ماسه 0 - 5 میلیمتر , سیمان پرتلند نوع 2 و خرده لاستیک با مش و پودر لاستیک در ساخت نمونه بکار رفت. هدف اصلی از انتخاب پودر لاستیک خاصیت جاذب بودن این ماده برای کروم - - +6 است. و هدف دوم کاهش مصرف سیمان و به تبع آن کاهش آلودگی زیست محیطی سیمان است.
هدف از انتخاب سیمان پرتلند نوع 2 با توجه به تعریف نوع استفاده از نمونه برای تصفیه فاضلاب شهری، مقاومت خوبی است که این سیمان در شرایط قرارگیری مدام در برابر رطوبت و یخ زدگی دارد. نمونه ها با توجه به شرایط فاضلاب و مقاومت مورد نیاز بتن حوضچه های تصفیه و کانالهای فاضلاب ساخته شد.تاثیر مشخصه های ,غلظت فاضلاب کروم , زمان تماس و دوز جاذب، مقدار جذب کروم توسط نمونه ها بررسی و با یکدیگر مقایسه شدند.
دستگاه ها
دستگاه جذب اتمی - اسپکترومتر - مدل SenSAA ساخت کشور استرالیا.دستگاه pH متر.دستگاه سانتریفیوژ ساخت: شرکت بهداد.
روش تهیه نمونه ها
مواد تشکیل دهنده نمونه بتنی عبارتند از: سیمان، آب، دانه های سنگی و هوا. با توجه به طرح اختلاط مقادیر لازم هر کدام از مواد را بدست می آوریم.
طرح اختلاط
طرح مخلوط بتنی به این مفهوم است که به چه نسبتی اجزاء بتن - سیمان، آب، شن و ماسه - را مخلوط کنیم تا بتن ساخته شده به خواص مشخصی دست یابد. در این پژوهش طرح اختلاط به روش آیین نامه ACI و به روش وزنی انجام گرفته است.با توجه به کم بودن بار وارد بر بتن - لایه نازک فاضلاب - مقاومت فشاری اهمیت زیادی نداشت اما در طرح اختلاط مقاومت فشاری بتن میزان مناسب 250 کیلو گرم بر سانتیمتر مربع در نظر گرفته شد.
