مرکز منطقه ای اطلاع رساني علوم و فناوري - پالايش آب‌هاي زيرزميني آلوده به كادميم با استفاده از نانوذرات آهن در مقياس آزمايش‌هاي پيمانه‌اي و محيط متخلخل

چكيده فارسي :

از آنجا كه بخش عمده‌اي از منابع غذايي از محصولات كشاورزي آبياري شده با آب‌هاي زيرزميني تامين مي‌شود، پالايش آب‌هاي زيرزميني آلوده با استفاده از روش‌هاي داخل محل از قبيل استفاده از حايل‌هاي واكنش‌پذير تراوا، ضروري به‌نظر مي‌رسد. با توجه به ضرورت كاهش آلودگي اراضي آلوده به كادميم در جنوب شهر تهران، در اين پژوهش هدف تعيين جاذب كارآمد در نتيجه مقايسه ميزان درصد جذب كادميم توسط جاذب‌هاي نانوذرات آهن صفر ظرفيتي با كاني‌هاي زيوليت و كلسيت بود. نتايج حاصله حاكي از افزايش قابل توجه درصد جذب كادميم توسط nZVI نسبت به كلسيم و زيوليت بود. روند افزايش غلظت جاذب نانوذرات آهن از 1 به 2 گرم در ليتر، بر محلول‌هايي با غلظت 2/0، 5/0 و ppm4 كادميم بررسي شد و نتايج حاكي از افزايش به‌ترتيب 5/5، 4/3 و 5/11 درصدي ميزان جذب كادميم پس از گذشت 2 ساعت بود. همچنين در نتيجه افزايش غلظت اوليه آلايندگي از 2/0 به ppm5/0 ، به ازاي تزريق 1 و 2 گرم در ليتر نانوذرات آهن پس از گذشت 24 ساعت به‌ترتيب، 45/5 و 75/7 درصد كاهش ميزان جذب گزارش شد. در ادامه اثر شرايط محيطي، تغييرات pH و دما بر ميزان جذب بررسي شد. كاهش كادميم نسبت به غلظت اوليه ppm4 طي 3 ساعت، در شرايط اسيدي (7/3=pH)، 15/37 درصد و در شرايط قليايي (1/13=pH)، اين نسبت به اندازه 75/92 درصد كاهش نشان داد. در نتيجه افزايش دما از 20 به 75 درجه سلسيوس پس از 6 ساعت، غلظت كادميم 5/38 درصد كاهش داشت. به‌منظور بررسي اثرات محيط‌ زيستي تزريق نانوذرات در جهت جذب سطحي و ترسيب كادميم، غلظت يون آهن موجود در محيط اندازه‌گيري شد. در واكنش محلول ppm5/0 كادميم با محلول 2 گرم در ليتر جاذب، غلظت يون آهن پس از 24 ساعت نسبت به غلظت اوليه برابر 0041/0 درصد گزارش شد. در آزمايش‌هاي صورت گرفته در محيط متخلخل همگن اشباع قايم، تحت جريان آب آلوده با غلظت ppm92/2 ، تزريق جاذب نانوذرات آهن ظرفيت صفر با غلظت 3 گرم در ليتر منجر به كاهش آلايندگي تا زير حد مجاز آب آشاميدني شد. در واكنش نانوذرات آهن با كادميم محلول در محيط، نانوذرات به‌عنوان جاذب كارآمد عمل نموده و ضمن جذب سطحي كادميم در نتيجه گذشت زمان، كادميم موجود در محيط را در نتيجه عمل ترسيب از محيط واكنش خارج ساخت.