بررسي كارايي فرايند نانو آهن صفر قرار گرفته روي آلژينات كلسيم در كاهش نيترات از محيط آبي

Performance Evaluation of Nanoscale Zero-Valent Iron Adsorbed on Calcium Alginate in Nitrate Reduction in Aqueous Systems

استفاده از نانو ذرات آهن جذب شده روی آلژینات كلسیم می‌تواند موجب حذف مطلوبنیترات از آب‌های زیرزمینی شود. هدف از انجام این مطالعه تولید نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی در درون گرانول‌های آلژینات كلسیم برای حذف نیترات از آب‌های آلوده بود. در این مطالعه تأثیر فرایند آهن صفر ظرفیتی جذب شده روی آلژینات كلسیم در pH‌های 3 و 4 و 5 و 6 و زمان ماند15 تا 60 دقیقه و غلظت نیترات 20 تا 300 میلی‌گرم در لیتر و غلظت آلژینات كلسیم 5/0، 1 و 2 گرم در لیتر مورد بررسی قرار گرفت. آهن صفر جذب شده روی آلژینات كلسیم دارای راندمان حذف 43 تا 5/68 درصد در غلظت‌های بین 20 تا 300 میلی‌گرم در لیتر نیترات بود. در pH بین 2 تا 10 و در غلظت 1گرم در لیتر آهن صفر ظرفیتی جذب شده روی آلژینات كلسیم، راندمان حذف نیترات به‌ترتیب برابر با 47 تا 72 درصد بود. در pH برابر 2، راندمان حذف نیترات حدود 2 برابر زمانی بود كه pH معادل 10 بود. راندمان حذف نیترات در غلظت‌های 5/0 تا 10 گرم در لیتر آهن صفر جذب شده روی آلژینات كلسیم و زمان ماند 15 تا 90 دقیقه، 81-57 درصد بود. از نانو آهن صفر جذب شده روی آلژینات كلسیم می‌توان به‌عنوان بستر برای نگهداری تركیبات نانوذرات آهن صفر ظرفیتی در آب زیرزمینی برای حذف نیترات استفاده كرد.

There is  nowadays a growing concern about nitrate pollution in groundwater resources and its adverse impacts on the public health. The present experimental study was conducted to evaluate the efficiency of the Fe° calcium alginate process in nitrate reduction. For this purpose,  the effect of  Fe° adsorbed on calcium alginate on nitrate oxidation was investigated at a pH range of 2 to10, a contact time of 10 to 90 min, nitrate concentrations of 50 to 300 mg/L and with calcium alginat concentrations of 0.5, 1, and 2 mg/L. Nitrate level in the effluent was measured using spectrophotometry. Results showed that a pH level of 3 and a contact time of 15 min were the optimal values in the Fenton process for nitrate removal. Under these conditions, nitrate removal efficiencies for FeШ, FeІІ, Fe°, FeІІ/Fe°/H2O2, and FeШ/Fe°/H2O2 were 10.5, 27.6, 36.5, 62.3, and 74%, respectively, for a retention time of 90 min, an initial nitrate concentration of 100 mg/L, an iron concentration of 10 mg/L, and a pH level of 4. The results indicate that the corrective fenton process with zero iron nano-particles can effectively reduce nitrate under optimal conditions and that this method can be successfully used for the removal of similar compounds.