
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,620,755 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,210,945 |
بررسی راندمان حذف نیترات از محلول آبی با استفاده از جاذب نانوساختار برگ درخت بلوط | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 13، دوره 25، شماره 5، آذر و دی 1397، صفحه 233-247 اصل مقاله (440.5 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.14450.2922 | ||
نویسندگان | ||
علی بافکار* 1؛ ندا بابلی2 | ||
1استادیار دانشگاه رازی - گروه مهندسی آب | ||
2گروه مهندسی آب دانشگاه رازی | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: در دسترس بودن آب سالم و پاک یکی از مهمترین مسائل پیش روی بشر میباشد و به تدریج که مقدار مصرف آب بیشتر میشود مواد آلاینده نیز به طرق مختلف باعث آلوده کردن منابع آبی میگردند و این مسئله در آینده بحرانیتر خواهد شد. آلودگی محیط زیست مخصوصاً آب که عامل مهمی در محدود ساختن پیشرفتهای انسان است، چنان اهمیت پیدا کرده است که مبارزه با آن مورد بحث سمینارهای جهانی و منطقهای قرار گرفته است. آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق دنیا به صورت یک مشکل جدی مورد توجه است. روش-های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلفی برای حذف نیترات وجود دارد از جمله این فرآیندها میتوان به اسمز معکوس، تبادل یون، کلریناسیون نقطه شکست، الکترودیالیز و دنیتریفیکاسیون شیمیایی اشاره کرد. در سالهای اخیر توجه فراوانی به مواد کمهزینه نظیر پوست درخت، نانوجاذبهای گیاهی و سایر مواد زائد به عنوان جاذب شده است. این مطالعه با هدف بررسی امکان استفاده از جاذب برگ درخت بلوط به عنوان یک جاذب ارزان قیمت و مقرونبه-صرفه در حذف نیترات از محلولهای آبی صورت گرفت. مواد و روشها: به منظور انجام آزمایشهای جذب، نخستین قدم تهیه جاذب مورد نظر است. برای این کار و به منظور رسیدن به نتیجه مطلوب، از جاذب برگ درخت بلوط به عنوان بهترین گزینه استفاده شد تا بتوان جذب را در بهترین شرایط به دست آورد. پس از آمادهسازی جاذب آزمایشهای مشخصه یابی جاذب از جمله دانه بندی ذرات و سطح ویژه جاذب به روش جذب متیلن بلو صورت گرفت. سپس آزمایشهای ناپیوسته انجام و روش تجزیه و تحلیل دادهها ذکر گردید. مطالعه حاضر درمقیاس آزمایشگاهی و به صورت ناپیوسته انجام شد. در این پژوهش جاذب برگ درخت بلوط ابتدا در برابر آفتاب نسبتاً خشک و به وسیله آسیاب خانگی خرد شده و سپس برای تهیه مواد نانومتری جاذب از الک شماره 200 عبور داده شد. و پس از شستشو با آب مقطر در آون با دمای 70 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت خشک شد. در این تحقیق اثر عواملی مانند pH، جرم جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. تمام آزمایشها در سیستم ناپیوسته با سه بار تکرار انجام گرفت. تجزیه و تحلیل دادهها و رسم نمودارها توسط نرم افزار اکسل صورت گرفت. از مدلهای سینتیک لاگرگرن و هوو برای بررسی فرآیند جذب استفاده شد، همچنین بااستفاده از مدلهای ایزوترم فروندلیچ و لانگمیر، دادههای جذب تعادلی مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفتند. یافتهها: نتایج نشان داد که برای جاذب مورد مطالعه زمان تعادل پس از 120 دقیقه و حداکثر جذب نیترات در5 pH= به دست آمد. با افزایش جرم جاذب از 3/0 تا 7/0 گرم راندمان حذف از 93/88 تا 82/93 درصد افزایش یافت، اما با افزایش میزان جاذب از 7/0 تا 6/1 گرم راندمان جذب تقریباً کاهش یافت. با افزایش غلظت نیترات محلول (120-5 میلیگرم بر لیتر)، راندمان حذف از 41/94 به 35/89 درصد کاهش یافت. نتیجهگیری: بر اساس نتایج بدست آمده فرایند جذب از مدل هوو و همکاران تبعیت کرده و دادههای جذب با ایزوترم فروندلیچ مطابقت بیشتری داشت. بنابراین میتوان اظهار نمود که برگ درخت بلوط میتواند بعنوان یک جاذب مناسب و مقرونبهصرفه با حداقل تکنولوژی در حذف نیترات مورد استفاده قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
نیترات؛ راندمان حذف؛ نانوجاذب؛ برگ درخت بلوط | ||
مراجع | ||
1.Agrawal, G., Lunkad, S., and Malkhed, T. 1999. Diffuse agricultural nitrate pollution of groundwaters in India. Water science and technology. 39: 3. 67-75.
2.APH A/AWWA/WEF. 2005. Standard methods for the examination of water and wastewater 19th Edition, WashingtonDC, USA.
3.Asadi, F., SHariatmadari, H., and Mir ghaffari, N. 2008. Agricultural uses in wastewater treatment supplementation, Third National Recycling Congress and Use of Renewable Organic Resources in Agriculture. Isfahan, Islamic AzadUniversity, Khorasgan Branch. (In Persian)
4.Bagheri, H., and Budaghpour, S. 2011. Nanotechnology and its Applications in the Water Industry. Fourth Iranian Water Resources Management Conference. Tehran, Amirkabir industrial University. 13th and 14th of May. (In Persian)
5.Bestani, B., Benderdouche, N., Benstaali, B., Belhakem, M., and Addou, A. 2008. Methylene blue and iodine adsorption onto an activated desert plant. Bioresource technology. 99: 17. 8441-8444.
6.Bozorgpour, F., Ramandi, H.F., Jafari, P., Samadi, S., Yazd, S.S., and Aliabadi, M. 2016. Removal of nitrate and phosphate using chitosan/Al2O3/Fe3O4 composite nanofibrous adsorbent: Comparison with chitosan/Al2O3/Fe3O4 beads. Inter. J. Biol. Macromol. 93: 557-565.
7.Dahab, M.F. 1988. Treatment alternatives for nitrate contaminated groundwater supplies. J. Environ. Syst. 17: 1. 65-75.
8.Daraei, H., Noorisepehr, M., Kamali, H., and Daraei, F. 2014. Efficiency of Eggshell Membrane in Removal of Phenol from Aqueous Solution.
9.Escudero, C., Poch, J., and Villaescusa, I. 2013. Modelling of breakthrough curves of single and binary mixtures of Cu (II), Cd (II), Ni (II) and Pb (II) sorption onto grape stalks waste. Chem. Engin. J. 217: 129-138.
10.Farasati, M., Seyedian, M., Boroomandnasab, S., Jaafarzadeh, N., Moazed, H., and Ghamarnia, H. 2013. Batch and column studies on the evaluation of micrometer and nanometer Phragmites australis for nitrate removal. Desalination and Water Treatment. 51: 28-30. 5863-5872.
11.Farasati, M. 2011. Investigation on the effect of nano structure of cane straw and cane on nitrate removal from contaminated water. PhD in Irrigation and Drainage. Chamran martyr of Ahwaz University. (In Persian)
12.Guan, H., Bestland, E., Zhu, C., Zhu, H., Albertsdottir, D., Hutson, J., and Ellis, A.V. 2010. Variation in performance of surfactant loading and resulting nitrate removal among four selected natural zeolites. J. Hazard. Mater. 183: 1-3. 616-621.
13.Guler, U.A., and Sarioglu, M. 2013. Single and binary biosorption of Cu (II), Ni (II) and methylene blue by raw and pretreated Spirogyra sp.: equilibrium and kinetic modeling. J. Environ. Chem. Engin. 1: 3. 369-377.
14.Hamoudi, S., Saad, R., and Belkacemi, K. 2007. Adsorptive removal of phosphate and nitrate anions fromaqueous solutions using ammonium-functionalized mesoporous silica. Industrial and Engineering Chemistry Research. 46: 25. 8806-8812.
15.Hegazi, H.A. 2013. Removal of heavy metals from wastewater using agricultural and industrial wastes as adsorbents. HBRC J. 9: 3. 276-282.
16.Karimi, M., Entezari, M.H., and Chamsaz, M. 2010. Sorption studies of nitrate ion by a modified beet residue in the presence and absence of ultrasound. Ultrasonics sonochemistry. 17: 4. 711-717.
17.Kraft, G.J., and Stites, W. 2003. Nitrate impacts on groundwater from irrigated-vegetable systems in a humid north-central US sand plain. Agriculture, Ecosystems & Environment. 100: 1. 63-74.
18.Liao, C.H., Kang, S.F., and Hsu, Y.W. 2003. Zero-valent iron reduction of nitrate in the presence of ultraviolet light, organic matter and hydrogen peroxide. Water Research. 37: 17. 4109-4118.
19.Li, L., Liu, F., Jing, X., Ling, P., and Li, A. 2011. Displacement mechanism of binary competitive adsorption for aqueous divalent metal ions onto a novel IDA- chelating resin: Isotherm and kinetic modeling. Water Research. 45: 1177-1188.
20.Malekian, R., Abedi-Koupai, J., Eslamian, S.S., Mousavi, S.F., Abbaspour, K.C., and Afyuni, M. 2011. Ion-exchange process for ammonium removal and release using natural Iranian zeolite. Applied Clay Science. 51: 3. 323-329.
21.Masukume, M., Onyango, M.S., Aoyi, O., and Otieno, F. 2013. Nitrate removal from groundwater using modified natural zeolite. Retrieve on August. Pp: 17-26.
22.Mozaffarian, V. 2010. Trees and shrubs of Iran. Tehran: Contemporary Culture, Third Edition. Pp: 281-287. (In Persian)
23.Parastar, S., Pour Eshgh, U., Nasseri, S., Vanuuchi, M., Golestani Far, H., Hemmati, S., Moradi, G.H., and Asadi, A. 2012. Investigation of photocatalytic removal of nitrate from aqueous solution by using Zno/UV process. J. Health Hygiene. 3: 61-54. (In Persian)
24.Qu, X., Brame, J., Li, Q., and Alvarez, P. J. 2012. Nanotechnology for a safe and sustainable water supply: enabling integrated water treatment and reuse. Accounts of chemical research. 46: 3. 834-843.
25.Shahidi, A., Jalil Nejad Fallazi, N., and Jalil Nejad Fallazi, A. 2015. Evaluation of Luffy's natural absorbent effect in the removal of bivalve cadmium from aqueous humor. J. Water Sewage. 3: 61-51. (In Persian)
26.Thavamani, S.S., and Rajkumar, R. 2013. Removal of Cr (VI), Cu (II), Pb (II) and Ni (II) from Aqueous Solutions by Adsorption on Alumina. Res. J. Chem. Sci. 2231, 606X.
27.Wang, X.S., and Qin, Y. 2005. Equilibrium sorption isotherms for of Cu2+ on rice bran. Process Biochemistry. 40: 2. 677-680.
28.Ward, M.H. 2005. Workgroup report: drinking-water nitrate and health- recent findings and research needs. Environmental health perspectives. 113: 11. 1607-1614.
29.WHO, U. 2012. Progress on drinking water and sanitation: update. New York: UNICEF and World Health Organization. Pp: 1-57.
30.Yu, B., Xu, J., Liu, J.H., Yang, S.T., Luo, J., Zhou, Q., and Liu, Y. 2013. Adsorption behavior of copper ions on graphene oxide–chitosan aerogel. J. Environ. Chem. Engin. 1: 4. 1044-1050.
31.Zawaideh, L.L., and Zhang, T.C. 1998. The effects of pH and addition of an organic buffer (HEPES) on nitrate transformation in Fe0-water systems. Water science and technology. 38: 7. 107-115. 32.Zhao, M., Zhang, C., Zeng, G., Cheng, M., and Liu, Y. 2016. A combined biological removal of Cd2+ from aqueous solutions using Phanerochaete chrysosporium and rice straw. Ecotoxicology and environmental safety. 130: 87-92. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 638 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,184 |