پديد آورندگان :
فروغي، مريم نويسنده دانشجوي كارشناسي ارشد، كميته تحقيقات دانشجويي، گروه مهندسي بهداشت محيط، مركز تحقيقات محيط زيست، دانشگاه علوم پزشكي اصفهان، اصفهان، ايران. , , حاجيان نژاد، مهدي نويسنده , , امين ، محمد مهدي نويسنده دانشيار، مركز تحقيقات محيط زيست، دانشگاه علوم پزشكي اصفهان، اصفهان، ايران. , , پورزماني، حميدرضا نويسنده , , وحيد دستجردي ، مرضيه نويسنده ,
كليدواژه :
رواناب شهري , فيلتر شني , ميدان مغناطيسي , نانوذرات اكسيد آهن
چكيده فارسي :
مقدمه: افزايش سطوح نفوذناپذير، علاوه بر افزايش حجم و پيك جريان، سبب افزايش نوع و مقدار آلاينده‌ها در رواناب شهري مي‌شود. رواناب آلوده اثرات نامطلوب بسياري را بر محيط زيست و آدمي مي‌گذارد. هدف اصلي اين پژوهش، بررسي كارايي شن پوشيده شده با نانوذرات اكسيد آهن، بدون ميدان مغناطيسي و با ميدان مغناطيسي و نيز مقايسه اين دو روش در تصفيه رواناب‌هاي شهري است.
روش‌ها: فلزات سنگين موجود در رواناب با دستگاه جذب اتمي، كدورت توسط كدورت‌سنج و pH با استفاده از pH متر و نيترات و فسفات با دستگاه DR5000 تعيين شد. جهت تعيين اندازه و مشخصات نانوذرات از SEM و براي تعيين درصد تركيبات موجود در شن از دستگاه آناليز EDAX استفاده شد.
يافته‌ها: تصاوير SEM و آناليز EDAX نشان داد كه نانوذرات اكسيد آهن به خوبي بر روي شن، پوشش داده شده است. همچنين، در ستون شن پوشيده شده با نانوذرات اكسيد آهن بدون ميدان مغناطيسي، درصد راندمان حذف براي كدورت (8/90)، سرب (3/73)، روي (8/75)، كادميوم (6/85)، فسفات (5/67) و نيترات (بدون حذف) و در ستون شن پوشيده شده با نانوذرات اكسيد آهن همراه با ميدان مغناطيسي، درصد راندمان حذف براي كدورت (7/95)، سرب (5/89)، روي (9/79)، كادميوم (5/91)، فسفات (6/75) و نيترات (بدون حذف) به دست آمد. آناليز آماري داده‌ها نشان داد كه اختلاف معني‌داري بين حذف آلاينده‌هاي مورد مطالعه در دو ستون وجود دارد.
نتيجه‌گيري: فيلترهاي شني پوشيده شده با نانوذرات اكسيد آهن كارايي بالايي در بهبود كيفيت رواناب‌هاي شهري داشتند، ولي در صورتي كه اين فرايند همراه با ميدان مغناطيسي استفاده شود، راندمان تصفيه باز هم بيشتر خواهد بود. ضمن آن كه اين روش‌ها در مقايسه با بسياري از روش‌هاي موجود ساده‌تر، كم هزينه‌تر و موثرتر مي‌باشند.
چكيده لاتين :
Abstract
Background: Increased impervious surfaces in urban areas not only increase runoff volume and peak flow, but also worsen urban storm water pollution. The polluted runoff has many adverse impacts on human life and environment. The purpose of this study was to investigate and compare the efficiency of sand columns coated with nanoparticles of iron oxide in the presence and absence of a magnetic field.
Methods: In this study, atomic absorption, turbid meter, pH meter and DR5000 were used to measure heavy metals, turbidity, pH, and nitrate/phosphate, respectively. Size and characteristics of nanoparticles were determined by scanning electron microscopy (SEM) while energy dispersive X-ray analysis (EDX) was used to detect the percentage of the components in the sand.
Findings: SEM and EDX analyses proved that the sand had been successfully coated with nanoparticles of iron oxide (Fe3O4). Results indicated removal efficiency without the magnetic field for turbidity, lead (Pb), zinc (Zn), cadmium (Cd), phosphate (PO4), and nitrate (NO3) to be 90.8%, 73.3%, 75.8%, 85.6%, 67.5%, and 0%, respectively. When magnetic field was applied, removal efficiency for turbidity, Pb, Zn, Cd, PO4, and NO3 was increased to 95.7%, 89.5%, 79.9%, 91.5%, 75.6%, and 0%, respectively. In addition, statistical analyses of data indicated a significant difference between the two columns in removing pollutants.
Conclusion: Results of this study indicated that sand columns coated with nanoparticles of iron oxide had a significant efficiency in improving urban runoff quality. Furthermore, magnetic field increased the removal efficiency. Authors believe this approach is simpler and more economical and efficient than other existing methods.
