بخشی از مقاله
خلاصه :
فلزات سنگین از جمله آلاینده های مهم در منابع آب محسوب می شوند، برخلاف آلاینده های آلی، غیرقابل تجزیه بوده و تمایل بالایی به تجمع در بدن موجودات زنده دارند. برای حذف فلزات سنگین روش های متعدد فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی بکار می روند که هر کدام راندمان، هزینه های اقتصادی و اثرهای زیست محیطی خاص خود را دارا می باشند. در میان این روشها استفاده از جاذب بیولوژیکی بسیار مؤثر و ارزان است. لذا پلی ساکاریدهایی مثل پکتین، نشاسته، کیتین و دیگر مشتقات آن مثل کیتوسان به عنوان جاذب های طبیعی مورد توجه قرار گرفته اند.
در این تحقیق پکتین از گیاه آبی آزولا استخراج شده و کامپوزیت آن با کیتوسان به عنوان جاذب زیستی برای حذف یون های مس استفاده گردید. به منظور مشاهده ساختار سطحی کامپوزیت از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - و ساختار شیمیایی نمونه ها از طیف سنجی مادون قرمز استفاده شد. به منظور بررسی عملکرد جاذب برای حذف یون های مس در شرایط بهینه، آزمایش حذف فلز انجام و نتیجه نشان داد، در محلول مس با غلظت 60 میلی گرم بر لیتر و مقدار 0/1 گرم جاذب، حد اکثر جذب مس در مدت زمان 90 دقیقه و pH= 7 اتفاق افتاده و توانایی حذف فلز تا 94/18 درصد را دارا میباشد.
-1 مقدمه
یکی از مهم ترین و خطر ناک ترین آلوده کننده های زیست محیطی آلودگی های ناشی از یون های فلزات سنگین موجود در محلول های آبی می باشد. جذب اندک فلزات مانند مس، سرب، کادمیوم و کبالت و نیکل در بدن جانداران باعث بروز عوارض سوء بی شماری می گردد. [1 ] با توجه به اینکه برای بسیاری از مواد شیمیایی از جمله فلزات سنگین، یکی از مهمترین مسیرهای مواجهه ی انسان مسیر آب می باشد، حذف این مواد از آب و محلولهای آبی بسیار مهم و ضروری است. [2] بین روش های متعددی از جمله رسوب دادن شیمیایی، تعویض یونی، تقطیر، استخراج با حلال، جذب سطحی آهک زنی، کاربرد صافی های شنی،کربنی و... که جهت تصفیه آب بکار برده شده تصفیه بیولوژیکی یکی از روش های استاندارد و قابل قبول در سطح جهان است.
تحقیقات زیادی در رابطه با استفاده از باکتریها، قارچها، جلبکها و یا ترکیبی از آنها برای حذف فلزات سنگین به ثبت رسیده است. [3 ] اخیرا گیاه آبی آزولا به عنوان یک جاذب بیولوژیکی در تصفیه آب بیشتر مورد توجه قرار گرفته است . [4 ] همچنین پکتین موجود در سبزی ها و پوست مرکبات نیز می تواند به عنوان جاذب زیستی در حذف آلودگی های آب نقش موثری ایفا کند . [5 ] پکتین، مولکول قند پیچیدهای است که در دیواره سلولی گیاهان وجود دارد[6] .شکل - 1-1 - جایگاه پکتین در سلول گیاهی را نشان می دهد. [7]
شکل-1-1 جایگاه پکتین در سلولهای گیاهی
اسید گالاکترونیک از اجزای مهم پکتینهای گیاهی به شمار میرود .[8] گروه های عاملی اصلی پکتین، هیدروکسیل، کربوکسیل، آمید و متوکسیل میباشند [9] که مسئول جداسازی یونهای فلزی از محلول آبی هستند - حذف بیولوژیکی - . در شکل - 2-1 - گروه های عاملی پکتین نشان داده شده است. [10]
- b - کربوکسی - c - استر - d - آمید، در زنجیره پکتین
کیتوسان مشتقی از کیتین است. یک نوع پلیمر بدون گروههای آمیدی می باشد .[11] کیتوسان به صورت بازی در طبیعت موجود است. وجود همین خصوصیت منحصر به فرد آن را قادر میسازد تا به صورت شیمیایی با چربیها، کلسترول، پروتئینها، DNA، RNA و یونهای فلزی پیوند تشکیل دهند. کیتوسان در محلولهای اسیدی رقیق 6 >pH قابل حل است.[12] کیتوسان دارای سه گروه فعال، شامل یک گروه آمیدی و دو گروه هیدروکسیل است. شکل - 3-1 - ساختار کیتوسان را نشان می دهد. [13]
