امكان‌ سنجي استفاده از نانوذرات پراكسيد كلسيم در حذف آرسنيك III از آب­‌هاي آلوده در كشاورزي و تاثير آن بر پارامترهاي كيفي آبياري

Feasibility study of using Calcium Peroxide Nanoparticles in Arsenic Removal from Polluted Water in Agriculture and It\ʹs Effect on the Irrigation Quality Parameters

MicrosoftInternetExplorer4 زمينه و هدف: آرسنيك يكی از سمي­‌ترين آلاينده­‌های آب‌‌های زيرزمينی و خاك است. قابليت تجمع زيستی آرسنيك (III) در گياهان از طريق آبياری با آب­‌های آلوده به اين آلاينده و نيز ورود آن به زنجيره غذايي موجودات زنده، خطرات جبران ناپذيری به بار می‌آورد. هدف از اين بررسی، مطالعه امكان حذف آرسنيك (III) از آب ‌های آلوده با استفاده از نانوذرات پراكسيد كلسيم سنتز شده و پارامترهای موثر بر آنست. هم‌چنين تاثير افزودن نانوذرات بر فاكتورهای مهم آّبياری بررسی گرديد. روش بررسی: در اين تحقيق ابتدا نانوذرات پراكسيد كلسيم به شيوه شيميايی مورد سنتز قرار گرفته و سپس كارايی آن در حذف آرسنيك از نمونه‌های آبی آلوده به آن مورد بررسی قرار گرفت. و نيز تاثير عوامل موثر بر اين فرايند چون pH، غلظت­‌های متفاوت آرسنيك (III) و نانوذرات نيز مورد مطالعه قرار گرفت. نهايتا نتايج مربوط به اثر نانوذرات بر شاخص‌­های مهم كيفی آب آبياری ارايه شد. يافته‌ها: نتايج به دست آمده از اين تحقيق مشخص ساخت كه اندازه ذرات توليدی در محدوده nm  25-15 بوده و هم‌چنين نتايج مشخص نمود كه كارايی نانو ذرات توليدی با غلظت mg/L 40و در محدوده pH آبياری (5/8-5/6) در حذف آرسنيك (III) با غلظت اوليه  /L μg 004 از آب آلوده در زمان تماس min03، حدود 88% بوده است. هم چنين نانوذرات فوق، تاثير منفی بر فاكتورهای مهم كيفی آب آبياری نداشت. نتيجه ‌گيری: در مجموع مي­‌توان نتيجه گرفت كه نانوذرات پراكسيد كلسيم بر پايه اكسيداسيون شيميايی در محل، اثر قابل توجهی در كاهش غلظت آرسنيك (III) تا كمتر از استانداردهای توصيه شده برای آب آبياری دارد. سرعت بالای فرايند و زمان نسبتا كوتاه واكنش، هم‌چنين عدم اثرات منفی بر پارامترهای مهم آبياری نشان می‌ دهد كه نانوذرات پراكسيد كلسيم سنتز شده، توانايی بالايی در حذف آرسنيك (III) ازآب‌های آلوده را دارند. /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}

MicrosoftInternetExplorer4 Background and Objectives: Arsenic is one of the most toxically contaminants in groundwater and soils. Due to the ability of bio-accumulation of arsenic III in plants through irrigation with contaminated water and its entrance to the food chain, irreparable hazards would be caused. The aim of this research is the feasibility study of arsenic III removal from polluted water using calcium peroxide nanoparticles synthesized and also studying the effective parameters. Moreover, the adding effect of nanoparticles on the important parameters of irrigation would be assessed.Materials and Methods: In this research, we first synthesized CaO2 nanoparticles through chemical precipitation and then studied the arsenic removal efficiency from contaminated water samples. Nevertheless, the impact of the effective parameters including pH, initial arsenic III concentration, and CaO2 nanoparticles concentration were investigated. Finally, relevant results to nanoparticles effect on the important irrigation water quality parameters were presented. Results: Our results showed that synthesized particles were in the range of 25-50 nanometers. In addition, the efficiency of the CaO2 nanoparticles in arsenic III removal was 88 percent under following conditions:  irrigation pH range 6.5-8.5, nanoparticles dosage 40 mg/L, arsenic initial concentration 400 µg/L, and 30 minuts retention time. Moreover, the nanoparticles synthesized did not have any undesirable impact on significant parameters in irrigation water.Conclusion: Generally, it can be concluded that CaO2 nanoparticles based on the in situ chemical oxidation had significant effect on the reduction of arsenic III until lower than recommended standards for irrigation water. High rate of process and relatively short reaction time, and having no negative effects on the significant parameters of irrigation indicate that CaO2 nanoparticles have significant potential in removal of arsenic III from contaminated water. /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}