بررسی مدل های همدمای جذب و مدل های سینتیکی در حذف کادمیوم از آبهای آلوده توسط رس، زغال زیستی و کمپلکس آنها

با افزایش روز افزون جمعیت و افزایش مصرف آب در بخش های کشاورزی و صنعت، ورود آلاینده های مختلف به محیط زیست و منابع آب و خاک افزایش یافته است. از جمله آلاینده ها می توان به فلز سنگین کادمیوم اشاره کرد که علاوه بر سمیت، مشکلات عمده ای را بر سلامت موجودات زنده می توانند ایجاد کنند. در این مطالعه با روش جذب، حذف این فلز کادمیوم از آب توسط سه جاذب رس سپیولیت، زغال زیستی ذرت و کمپلکس رس و زغال زیستی ذرت بررسی شد. برای این منظور آزمایش مربوط به هم­دماهای جذب و سینتیک جذب توسط سه جاذب مورد مطالعه انجام شد. پارامترهای موثر بر فرآیند جذب شامل: قابلیت جاذب ها با تغییر غلظت اولیه محلول کادمیوم و حضور جاذب ها با تغییرات زمان تماس بررسی شد. ظرفیت جذب جاذب ها با افزایش غلظت کادمیوم از ۱۵۰ تا ۸۰۰ میلی گرم بر لیتر افزایش، اما درصد جذب با افزایش غلظت کاهش یافت. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت جذب در کادمیوم مربوط به جاذب زغال زیستی ذرت می باشد، این در حالی است که جاذب کمپلکس رس و زغال زیستی از جاذب رس ظرفیت جذب بیشتری داشت. جهت مطالعه فرآیند جذب، همدماهای لانگمویر و فروندلیچ برای هر عنصر و جاذب بررسی گردید و مشخص شد جذب کادمیوم توسط جاذب ها از هر دو مدل تبعیت می کنند. مدل فروندلیچ با داشتن بالاترین ضریب تبیین (R۲) و کمترین مجموع مربعات خطای معیار (SSE) بهترین برازش را با داده های آزمایشگاهی نشان داد. اثر زمان تماس جاذب بر میزان جذب بررسی و مشخص شد که راندمان جذب با افزایش زمان تماس افزایش یافت. برازش مدل های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ و پخشیدگی درون ذره ای برای کادمیوم در غلظت های ۱۵۰ و ۶۰۰ میلی گرم بر لیتر در زمان های ۳۰ تا ۱۴۴۰ دقیقه انجام یافت. مدل الوویچ در غلظت های ۱۵۰ و ۶۰۰ میلی گرم بر لیتر کادمیوم بهترین برازش را با داده های آزمایشگاهی نشان داد. در غلظت های ۱۵۰ کمپلکس رس-زغال زیستی عملکرد بهتری در جذب از خودش نشان داد ولی در بقیه غلظت­های کادمیوم، زغال زیستی جاذب بهتری نسبت دو جاذب دیگر بود. بر مبنای نتایج استنباط شده از آزمایش های جذب می توان بیان کرد بیوچار ذرت نسبت به کمپلکس رس و بیوچار و کمپلکس رس و بیوچار نسبت به رس قابلیت بالایی در حذف فلزات سنگین از آب های آلوده دارد که می توان از این جاذب ها به عنوان یک ماده ارزان قیمت و موثر در حذف آلاینده های نظیر کادمیوم استفاده کرد.

Keywords:

کادمیوم , زغال زیستی , کمپلکس رس-زغال زیستی , سینتیک , مدل لانگمویر و فروندلیچ