حذف آلودگي آرسنيت از محيط اشباع همگن و ناهمگن ستون خاك با استفاده از نانوذرات آهن

آلودگي يكي از مسائل مطرح در آب زيرزميني است كه با افزايش فعاليت‌هاي صنعتي، دفع فاضلاب در چاه هاي جذبي و برداشت بي‎‌رويه از آبخوان در حال افزايش است. يكي از آلودگي‌هاي رايج، سمي و خطرناك موجود در آب­ زيرزميني، آلاينده آرسنيك است كه غلظت آن در بعضي از مناطق كشور به مراتب بيشتر از حد استاندارد است. تزريق نانوذرات آهن به محيط آبخوان راهي جديد، كارامد، كم‎‌هزينه و پاك است كه مطالعاتي براي حذف درجاي آن در محيط آبخوان اخيراً مورد توجه محققين قرار گرفته است. هدف از اين تحقيق بررسي روند حذف آرسنيت در محيط آب­ زيرزميني توسط نانو ذرات آهن صفر با شبيه‎‌سازي يك مدل تجربي ستون خاك تك بعدي در شرايط همگن و ناهمگن در دو دانه‌‎بندي خاك و دو سرعت جريان مختلف است. بدين منظور ابتدا با انجام آزمايش‌­هاي پيمانه‌اي تأثير تغييرات غلظت نانوذرات آهن و آرسنيت (As(III)) در گذشت زمان با پارامترهاي محيطي چون تغييرات دمايي و pH بررسي شد. در آزمايش‎هاي پيمانه‌­اي ديده شد كه محيط اسيدي و دماي زياد سرعت واكنش بين نانوذرات آهن و آلاينده آرسنيت را تسريع مي نمايد. سپس، در ستون خاك يك بعدي اشباع همگن، با دو قطر ذرات خاك متفاوت؛ آب آلوده به ارسنيت جاري شد و نانوذرات آهن تزريق شد. نتايج ستون‌‎هاي همگن نشان داد كه سرعت حذف آرسنيت توسط نانوذرات آهن در حد دقيقه است كه با گذشت زمان و در طول ستون خاك ميزان غلظت آرسنيت تاحد مجاز شرب كاسته شده است. همچنين، در ستون ناهمگن خاك اين آزمايش با دو سرعت جريان انجام شد و نتايج نشان دادند افزايش سرعت جريان و لايه‎‌بندي خاك از ميزان كاهش آلاينده مي‌كاهد. با پايان آزمايش‌­هاي ستون خاك همگن و ناهمگن ديده شد ميزان آهن خاك در حد مجاز شرب بود و با هدايت ­هيدروليكي خاك، افت جريان افزايش يافته است. در نهايت، اين پژوهش نشان داد كه پالايش آرسنيت در محل توسط نانوذرات آهن در ستون خاك راندمان زيادي دارد.