حذف سونوكاتاليستي ديازينون از محيط هاي آبي با استفاده از نانوذرات اكسيد روي پوشش داده شده بر روي پلي اتيلن ترفتالات

سابقه و هدف: آفت‌كش‌ها به‌عنوان تركيبات سرطان‌زا، جهش‌زا و ناهنجاري‌زا به خوبي شناخته شده هستند و در برابر تخريب در محيط مقاوم هستند. تركيبات ارگانوفسفره از بزرگ‌ترين و متنوع‌ترين گروه آفت‌كش‌ها در جهان هستند. ديازينون به عنوان يك آفت‌كش ارگانوفسفره، به‌طور گسترده در كشاورزي مورد استفاده قرار مي‌گيرد و در مطالعه حاضر به‌عنوان آلاينده هدف مورد آزمايش قرار گرفت.مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي، روش هم‌رسوبي براي توليد نانوكامپوزيت اكسيد روي پوشش داده شده بر روي پلي‌اتيلن‌ترفتالات مورد استفاده قرار گرفت. سپس ساختار نانوكامپوزيت توسط آناليزهاي XRD، FT IR، SEM و EDX مورد بررسي قرار گرفت و پس از آن كارايي حذف سونوكاتاليستي ديازينون توسط نانوكامپوزيت اكسيد روي پلي‌اتيلن‌ترفتالات بررسي گرديد و تاثير پارامترهاي مختلف شامل، pH اوليه (11 3)، مقدار نانوكامپوزيت (g/L 2/5-0/2)، غلظت اوليه ي دياينون (L/mg 50-5)، زمان تماس (60-5 دقيقه)، پراكسيد هيدروژن (mM 50 2)، گازهاي مختلف (اكسيژن و نيتروژن (L/min 2))، تركيبات آلي (فوليك اسيد، سيتريك اسيد، هيوميك اسيد، اتيلن دي آمين تترا اسيديك اسيد، اسيد اگزالات، فنل )، به دام انداز هاي راديكالي (بنزوكينون (BQ)، آمونيوم اگزالات (AO)، ترت بوتيل الكل (TBA)، به‌ترتيب به‌عنوان به دام انداز سوپراكسيد (O2. )، حفره(h+) و هيدروكسيل (OH))، فرايندهاي مختلف (پلي‌اتيلن ترفتالات، امواج اولتراسونيك، پلي‌اتيلن‌ترفتالات/ امواج اولتراسونيك، اكسيدروي، اكسيد‌روي پلي‌اتيلن‌ترفتالات، اكسيد روي/ امواج اولتراسونيك، اكسيد روي پلي‌اتيلن‌ترفتالات/ امواج اولتراسونيك) و آزمايش بازيافتي مورد ارزيابي قرار گرفت. ابتدا با تغيير دادن pH نمونه‏ها و ثابت نگه‌‏داشتن مقدار نانوكاتاليست و غلظت اوليه ديازينون، مقدار بهينه pH برابر 5 به دست آمد. سپس با ثابت نگه داشتن pH نمونه‏ها، كارايي ساير پارامترها بر روي حذف ديازينون مورد بررسي قرار گرفت. اندازه‌گيري غلظت باقيمانده ديازينون توسط دستگاه اسپكتروفتومتر (UV/VIS, DR5000) در طول موج nm 295 صورت گرفت.يافته‌ها: نتايج حاصل از آناليز FT IRو XRD پوشش داده شدن نانوذرات اكسيد روي بر روي پلي‌اتيلن‌ترفتالات را تاييد كرد. در شرايط بهينه غلظت اوليه‌ي ديازينون برابر با mg/L 20، pH برابر با 5 و مقدار نانوكامپوزيت برابر با g/L 2/5 در مدت زمان 60 دقيقه كارايي حذف سونوكاتاليستي ديازينون 99/81 درصد به دست آمد. با افزايش غلظت اوليه ديازينون از 5 به mg/L 50 كارايي حذف از100 به 40/15 درصد، ضريب ثابت سينتيكي درجه‌ي يك از 0/123 به min^-1 0/0086 و ضريب رگرسيون (R^2) از 0/985 به 0/9125 كاهش و مقدار انرژي مصرفي از181/073 به  kWh.m 32589/77افزايش يافت. با افزودن پراكسيد هيدروژن تا mM 5 كارايي حذف ديازينون افزايش يافت. كارايي حذف در حضور انواع تركيبات آلي و گاز نيتروژن كاهش يافت. به‌طوركلي كارايي فرآيند در حذف ديازينون از آب شهري به دليل فعاليت راديكال خواري آنيون‏هاي موجود كاهش يافت. هم‌چنين آزمايشات مربوط به به‌دام اندازهاي راديكال نشان داد كه موثرترين راديكال در حذف ديازينون راديكال هيدروكسل است، به‌طور كلي كارايي حذف ديازينون برابر با سيكل اول بعد از سيكل ششم مشاهده گرديد. تركيبات واسطه حذف سونوكاتاليستي ديازينون، ديازوكسون، 2 ايزوپروپيل 6 متيل 4 پيريميدينول(IMP)، هيدروكسي ديازينون و ديازينون متيل كتون با استفاده از دستگاه GC MS تعيين گرديد. استنتاج: نتايج حاكي از آن بود كه اكسيد روي پلي اتيلن ترفتالات به‌عنوان ماده‌اي ارزان، كاربردي و دوستدار محيط زيست، كارايي قابل قبول براي حذف سونوكاتاليستي ديازينون از محيط‌هاي آبي را دارد.