مدل سازي حذف مس از محيط آبي توسط خاك اره صنوبر (Populus nigra) با استفاده از طرح مركب مركزي

سابقه و هدف : آزاد شدن فلزات سنگين در محيط زيست و به ويژه به منابع آب از نگراني هاي مهم زيست محيطي در سال هاي اخير است. مس به عنوان يكي از فلزات سنگين پركاربرد در فعاليت هاي صنعتي و كشاورزي، سهم مهمي در آلودگي منابع آب سطحي و زيززميني دارد. از اين رو حذف مس از محيط آبي به عنوان يك چالش مهم در پالايش منابع آب محسوب مي شود. خاك اره به عنوان يك جاذب طبيعي ارزان و در دسترس براي فلزات سنگين محسوب مي شود، كه مي تواند فلزات سنگين از جمله مس را از محيط هاي آبي حذف نمايد. بنابراين هدف از مطالعه ي حاضر مدل سازي كمي حذف مس از محيط آبي و تعيين نقش پارامترهاي تاثير گذار بر كارايي حذف مس شامل pH، غلظت مس، مقدار خاك اره و زمان تماس بود. مواد و روش ها: در اين پژوهش از خاك اره صنوبر با دامنه ي اندازه ي 600-250 ميكرومتر به عنوان يك جاذب طبيعي در دسترس استفاده شد. قبل از انجام آزمايش ها، خاك اره با استفاده از آب مقطر شسته شده و در دماي آزمايشگاه خشك شد. آزمايش هاي جذب مس در شرايط بسته براساس طرح مركب مركزي و با دامنه اي از غلظت هاي اوليه مس برابر با 25-1 ميلي گرم بر ليتر انجام شد. دامنه ي تغييرات براي ساير متغير ها شامل pH، زمان تماس، مقدار خاك اره به ترتيب برابر 10-2، 185-5 دقيقه و 25-5 گرم بر ليتر بود. پس از اتمام هر آزمايش، غلظت مس باقيمانده در محلول با استفاده از دستگاه جذب اتمي اندازه گيري شده و درصد مس حذف شده از اختلاف بين غلظت اوليه و نهايي تعيين شد. يافته ها: نتايج نشان داد كه مدل طرح مركب مركزي توانايي مطلوبي (907/0 = R2و %34/3 = RMSE) در پيش بيني حذف مس از محيط آبي را دارد. براساس تحليل پارتو زمان تماس، مقدار خاك اره، pH و همچنين غلظت مس محيط به ترتيب بيشترين تاثير را در قابليت حذف مس از محيط آبي دارند. افزايش pH در محدوده ي 2 تا 7 سبب افزايش كارايي حذف مس شد. همچنين افزايش مقدار خاك اره و زمان تماس نيز نسبت مستقيم با مقدار جذب مس از محيط آبي داشت. در حالي كه كارايي حذف با افزايش غلظت مس در محيط آبي كاهش يافت. نتيجه گيري: خاك اره صنوبر به عنوان يك جاذب طبيعي مطلوب بوده و كارايي حذف آن به ويژه در غلظت هاي كم مس به بيش از 94 درصد(mgg-133/0) مي-رسد. تغيير شرايط محيط از جمله تنظيم pH در محدوده ي 6 تا 7 سبب بهبود كارايي حذف مس مي شود. با توجه به قيمت ارزان و در دسترس بودن خاك اره، استفاده از آن در فرآيند پالايش آب از فلزات سنگين به ويژه مس توصيه مي شود.