غير متحرك‌سازي آرسنيك به‌وسيله تركيبات آهن صفر و دوظرفيتي و زيوليت‌ـ آهن در خاك آلوده‌شده به آرسنيك

Arsenic Immobilization by Use of Iron Compounds (Zero and II Valent) and Zeolite-Fe in an As Spiked Soil

امروزه آلودگي آرسنيك (As) يكي از معضلات نگران‌كننده براي سلامت انسان به‌ويژه در مناطق صنعتي است. از اين رو مطالعه روش‌هاي غير متحرك‌كننده و عوامل موثر بر آن ضرورت مي‌يابد. در اين تحقيق، برخي عوامل موثر بر درصد غير متحرك‌سازي (IE) آرسنيك در خاك‌ شامل زمان واكنش، pH اوليه، مقدار آهن صفر ((ZVI، آهن دوظرفيتي [Fe(II)]، و زيوليت حاوي آهن مطالعه شد. آلوده‌سازي خاك به As(III) در غلظت‌هاي 300 و 440 ميلي‌گرم بر كيلوگرم خاك با استفاده از نمك خالص سديم آرسنيت انجام گرفت. آزمايش تاثير زمان و pH مربوط به Fe(II) و ZVI در سيستم پيمانه‌اي در خاك آلوده با غلظت 440 ميلي‌گرم As(III) در كيلوگرم خاك در حضور 2 درصد وزني از اين اصلاح‌كننده‌ها در مدت زمان 16 ساعت انجام شد. مطالعه اثر غلظت نيز در سه غلظت اوليه 5/0 و 5/1 و 5/2 درصد وزني از اين اصلاح‌كننده‌ها صورت پذيرفت. بررسي فاكتورهاي زمان و pH بر IE(%) به‌وسيله زيوليت‌ـ آهن، در غلظت 300 ميلي‌گرم As(III) بر كيلوگرم خاك، 17/0 درصد آهن بارگذاري‌شده بر زيوليت و در مدت زمان 16 ساعت صورت گرفت. اثر غلظت اوليه آهن بارگذاري‌شده بر زيوليت بر ميزان IE به‌وسيله زيوليت حاوي 0، 005/0، 017/0، و 02/0 ميلي‌گرم آهن مطالعه شد. نتايج نشان داد در 15 دقيقه ابتدايي واكنش، سرعت و درصد غير متحرك‌سازي (IE(%)) به‌وسيله Fe(II) بيشتر از ZVI است؛ اما با گذشت زمان (16 ساعت) كارايي ZVI به 55/96 درصد رسيد و اين در حالي است كه (IE(%)) به‌وسيله Fe(II) 2/68 درصد شد. با افزايش pH از 6 تا 10ميزان IE به‌وسيله Fe(II) و زيوليت‌ـ آهن افزايش يافت. در حالي كه ZVI در pHهاي كمتر از 8 بهتر عمل كرد. بيشترين كارايي Fe(II) در حداقل غلظت آن 5/0 درصد بود. با افزايش درصد ZVI و آهن نشسته بر زيوليت به (%)IE افزوده شد. زيوليت‌ـ آهن كارايي و سرعت بالايي در غير متحرك‌سازي As(III) از خود نشان داد؛ طوري كه در 15 دقيقه اول واكنش 7/74 درصد فرايند غير متحرك‌سازي انجام شد.

Since arsenic pollution is one of the issues of concern as regards human health, especially in industrial areas, a study of its immobilization methods and the related effective factors is indispensable. Throughout the present research, some effective factors regarding arsenic immobilization in soils including reaction time, pH, Iron(II), Zero Valent Iron (ZVI ) as well as zeolite-Fe were studied. The soil was spiked with As (III) as sodium arsenite at 300 and 440 mg kg-1 by use of pure sodium arsenite salt. Tests of time and pH (by use of Fe (II) and ZVI) were performed as batch system in spiked soil with the arsenic concentration of 440 (mg kg-1), and 2% of amendments for duration of 16 hours (as reaction time). The effects of the initial concentrations (0.5, 1.5 and 2.5 percent by weight of the amendments) were also studied. A survey of the effect of the factors, including time and pH on As (III) IE (%) using zeolite-Fe was conducted in spiked soil with arsenic concentration of 300 (mg kg-1), 0.17% Fe dosage on zeolite within 16 hours as the reaction time. The effect of initial concentration of iron-loaded zeolite, on IE (%) through zeolite containing 0, 0.005, 0.017 and 0.02 mg Fe was scrutinized. According to the results, at the early 15 minutes of the experiment, Fe (II)’s reaction time and As (III) IE(%) were more than those for ZVI, but after 16 hours past, efficiency of ZVI became 96.55 (%) while As (III) IE (%) by use of Fe (II) was 68.2. With increase in pH (from 6 to 10), As (III) IE (%), by Fe (II) and zeolite-Fe went on the increase while ZVI acting more efficacy at pH’s below 8. The most efficacy of Fe (II) occurred at its least concentration. With increase in ZVI percentage and the loaded Fe on zeolite, IE (%) increased too. Zeolite-Fe showed a proper rate and efficiency, so that it immobilized a large part of As (III) in the first 15 minutes of the reaction time.