جذب زيستي فلورايد از محيط هاي آبي با استفاده از زائدات سيب

Biosorption of fluoride by apple pulp from aqueous solution

سابقه و هدف: فلورايد يك عنصر ضروري در غلظت‌هاي پايين در آب آشاميدني مي‌باشد. از سوي ديگر، مقادير بيش از حد فلورايد مي‌تواند باعث تعدادي مشكلات نظير فلوئوروزيس دنداني و فلوروئوزيس استخواني شود. از اين‌رو اين مطالعه با هدف كاربرد زائدات سيب به منظور حذف فلورايد از محيط‌ هاي آبي انجام شد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي، زائدات سيب با (H2O2 (wt 30% اصلاح شد و به منظور حذف فلورايد مورد آزمايش قرار گرفت. در آزمايشات ناپيوسته، اثر برخي متغيرها نظير (10-2) pH، جرم جاذب (g/l 10-2)، غلظت اوليه فلورايد (mg/l 20-5) و زمان تماس (210-1 دقيقه) مورد بررسي قرار گرفت. داده‌هاي آزمايشگاهي با مدل‌هاي ايزوترمي لانگموير و فروندليچ تطبيق داده شدند. يافته ها: بيش‌ترين حذف فلورايد از محيط‌هاي آبي با زائدات اصلاح نشده و اصلاح شده به ترتيب برابر با 7/86 و 89 درصد بود. حداكثر ميزان حذف (92 و 95/4 درصد براي زائدات اصلاح نشده و اصلاح شده با H2O2) در دوز جاذب g/l 10، 6=pH، زمان تماس 75 دقيقه و غلظت فلورايد mg/l 10 حاصل شد. مطابق نتايج مدل‌هاي سينتيكي مختلف، سينتيك شبه درجه دو به خوبي با فرآيند جذب فلورايد با استفاده از زائدات اصلاح نشده و اصلاح شده با H2O2 مطابقت دارد (0/998 و 0/992=R2). داده‌هاي آزمايشگاهي با ايزوترم لانگموير (0/817=R2) مطابقت داشتند. نتيجه‌گيري: اصلاح زائدات سيب با H2O2 راندمان حذف را بهبود بخشيد. مي‌توان از زائدات سيب به عنوان يك جاذب موثر در حذف فلورايد از محيط‌ هاي آبي استفاده كرد

Introduction: Fluoride is an essential element at low concentrations in drinking water. On the other hands, excessive levels of fluoride can cause a number of problems such as dental fluorosis and skeletal fluorosis. Therefore, this study was carried out with the aim of application of apple pulp in order to fluoride removal from aqueous solutions. Materials and Methods: Apple pulp was modified with H2O2 (30 %wt) and were tested for fluoride removal. In batch experiments, effect of various parameters such as pH (2-10), adsorbent mass (2-10 g/L), initial fluoride concentration (5-20 mg/L) and contact time (1-120 min) were studied. In addition, experimental data were fitted to Langmuir and Freundlich isotherms. Results: Fluoride removal at optimum conditions was 86.7% and 89% for natural and H2O2-modified apple pulp, respectively. Maximum removal (92 and 95.4 for natural and H2O2-modified apple pulp) achieved at adsorbent dosage of 10 g/L. From the results of various kinetic models, pseudo-second-order model best describe the fluoride adsorption by natural and H2O2-modified apple pulp (R2= 0.992 and 0.998 respectively). The experimental adsorption data complied with Langmuir isotherm. Conclusion: Modification of natural apple pulp with H2O2 improved the removal efficiency. Apple pulp could be employed as an effective adsorbent for the removal of fluoride ions from aqueous solutions.