حذف پايرن از خاك هاي آلوده به روش اكسيداسيون فنتون اصلاح شده با استفاده از نانو ذرات آهن

Modified Fenton oxidation of pyrene in contaminated soils using iron nano oxides

زمينه و هدف: مشكلات فرايند فنتون متداول شامل ضرورت راهبری در pH پايين و توليد مقادير قابل توجهی لجن مازاد، كاربرد عوامل شلاته كننده به منظور بهبود دامنه عملكردی pH و نانواكسيدهای آهن به منظور كاهش لجن توليدی را مدنظر محققان قرار داده است. هدف اصلی اين تحقيق حذف پايرن از خاك های آلوده با كاربرد فرايند فنتون اصلاح شده در pH خنثی بود. روش كار: مقادير متغير پراكسيد هيدروژن (mM 500 - 0)، نانو اكسيد آهن (mM 60 - 5)، زمان واكنش 24 - 5/0 ساعت، عوامل شلاته كننده سديم پيرو فسفات، اتيلن دی آمين تترا استيك اسيد، سديم سيترات، اسيد هيوميك و اسيد فولويك در pH خنثی برای غلظت های mg/kg 500- 100 بررسی شدند. نتايج: بازده حذف پايرن با غلظت اوليه mg/kg 100 در غلظت پراكسيد هيدروژن mM 300، نانواكسيدهای آهن mM 30، pH معادل 3 و زمان واكنش 6 ساعت 99 درصد بود. غلظت پايرن با اعمال شرايط بهينه و كابرد عامل شلاته كننده سديم پيروفسفات در pH خنثی از 100 به mg/kg 7 كاهش يافت. نتيجه گيری: اكسيداسيون فنتون اصلاح شده مبتنی بر نانواكسيدهای آهن در شرايط بهينه تعريف شده در اين پژوهش قابليت های بسيار مناسبی برای اصلاح يا پيش تصفيه شيميايی خاك های آلوده به پايرن در pH خنثی دارد.

Background and Aim: Problems related to conventional Fenton oxidation, including neccesity of having a low pH and production of considerable amounts of sludge, have prompted researchers to consider chelating agents to improve the pH operating range and iron nano-oxide particles to reduce excess sludge. The main objective of this study was to remove pyrene from contaminated soils by a modified Fenton oxidation method  at neutral pH. Materials and Methods: Experiments were conducted using various concentrations of H2O2 (0-500 mM), iron nano-oxides (0-60 mM), reaction times (0.5-24 hours) and several chelating agents, namely, sodium pyrophosphate, ethylene diamine tetra-acetic acid, sodium citrate, fulvic and humic acids, to eliminate pyrene from soil (concentrations of 100-500 mg/kg). Results: The efficiency of removal of pyrene at an initial concentration of 100 mg/kg was 99 % at the following reaction conditions: H2O2 and iron nano-oxide concentrations of 300 mM and 30 mM, respectively; pH=3; and a reaction time of 6 hours. The initial pyrene concentration of 100 mg/kg decreased to 7 mg/kg at optimum conditions using sodium pyrophosphate as the chelating agent at pH 7.     Conclusion: The modified Fenton oxidation method, using iron nano-oxide at optimum conditions as defined in this research, is an efficient alternative for chemical remediation or pre-treatment of soils contaminated wih pyrene at neutral pH.