کاربرد کامپوزیت های آهن، آلومینیوم و مس برای حذف غلظت بالای کروم در آب

مقدمه: افزایش صنایع مختلف و رشد روزافزون جمعیت کره زمین سبب ایجاد انواع آلودگی در محیط زیست شده است. یکی از مهم­ترین آلاینده­ های موجود در آب که دارای خطرات متعددی بر سلامت انسان و موجودات زنده و خطرات مهم محیط ­زیستی است، ترکیبات آنیونی در غلظت بالا می­ باشد. فلزسنگین کروم یکی از این آلاینده­ هاست که موجب ایجاد آلودگی در محیط زیست شده و خطرات متعددی برای سلامت انسان و سایر موجودات زنده به همراه دارد. روش ­های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب مورد ارزیابی قرار گرفته اند که اغلب شامل فرآیندهای شیمیایی یا انرژی­بر است. لذا اصلاح این منابع با کمک جاذب­ های مقرون به ­صرفه و با صرف انرژی کم حائز اهمیت است. مطالعات گذشته نشان ­می­ دهند که بایوچار، بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت ­های کربن- فلز کارایی بالایی در حذف آلاینده کروم با غلظت ۲۰ میلی­گرم در لیتر از آب دارند  ولی تاکنون تاثیر این جاذب­ ها بر حذف این آلاینده­ی آنیونی در غلظت­ های بالا مورد بررسی قرار نگرفته است.مواد و روش ها: در این پژوهش کارایی جاذب­های مختلف (بایوچار، بایوچار دارای پوشش مس، بایوچار دارای پوشش آلومینیوم، بایوچار دارای پوشش آهن، کامپوزیت بایوچار- مس، کامپوزیت بایوچار- آلومینیوم و کامپوزیت بایوچار- آهن) بر حذف کروم با غلظت ۳۰۰ میلی­ گرم در لیتر از آب مورد بررسی قرار گرفت. بایوچارهای دارای پوشش فلز از ترکیب فلزات (مس، آهن و آلومینیوم) با غلظت ۱۰۰۰۰ میلی­ گرم بر کیلوگرم با بایوچار تولید شده در دمای ۶۰۰ درجه­­ی سانتی­گراد و کامپوزیت­ های بایوچار- فلز مختلف از ترکیب این فلزات با کاه برنج و سپس حرارت­دهی نمونه­ ها در دمای ۶۰۰ درجه­ی سانتی­گراد تهیه شدند. به منظور تعیین کارایی جاذب­ ها، ۵/۰ گرم از هر جاذب با ۴۰ میلی ­لیتر محلول کروم با غلظت ۳۰۰ میلی­گرم بر لیتر و ۶= pH ترکیب شده و به مدت سه ساعت تکان­ داده شدند تا به تعادل رسیدند. سپس نمونه­ ها برای مدت ۵ دقیقه با دور rpm­ ۶۰۰۰ سانتریفیوژ شده و فیلتراسیون، غلظت نهایی آلاینده­ قرائت شد و درصد حذف کروم محاسبه گردید.نتایج: نتایج پژوهش حاضر نشان می­ دهد که تمامی جاذب­های مورد استفاده، در حذف غلظت بالای کروم از آب موثر بودند. کمترین میزان حذف این آلاینده مربوط به نمونه بایوچار بود که تنها توانست ۲۸/۱۵ درصد از این آلاینده را از آب حذف نماید و بیشترین میزان حذف با استفاده از کامپوزیت بایوچار- آهن حاصل شد، که این جاذب ۴۵/۴۴ درصد از آلاینده را از محلول آبی حذف کرد. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش مشاهده می­ شود که بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت­های بایوچار- فلز نسبت به جاذب بایوچار دارای کارایی بهتری در حذف کروم از آب می­باشند. به­طور مثال، کامپوزیت بایوچار- آهن و بایوچار دارای پوشش آهن توانستند به­ترتیب ۴۵/۴۴ و ۸۶۷/۳۰ درصد از آلاینده­ی کروم را از محلول آبی حذف کنند در حالی که بایوچار کاه برنج تنها قادر به حذف ۲۸/۱۵ درصد از این آلاینده از آب بود.بحث: نتایج پژوهش حاضر نشان می­دهد که بایوچار پوشش­دار شده با آهن و کامپوزیت بایوچار- آهن، نسبت به سایر نمونه­ های دارای پوشش­ سطحی و کامپوزیت­ های بایوچار-فلز دارای توانایی بیشتری در حذف آلاینده کروم از محلول آبی بوده است و توانسته است موفق­تر عمل کند. بنابراین کاربرد این جاذب­ ها می­ تواند در اصلاح آب آلوده به این آلاینده موثر باشد.

Keywords:

آلاینده آنیونی , بایوچار , بایوچار با پوشش فلزی , کامپوزیت بایوچار- فلز , جذب