بررسی برخی از ویژگی های شیمیایی، مورفولوژیکی و خطرات آلودگی فلزات سنگین در لجن فاضلاب و بیوچار آن در دماهای مختلف

گرماکافت به عنوان یک فن­آوری اقتصادی و سازگار با محیط زیست برای تسهیل بازیافت و کاهش خطر زیست محیطی لجن فاضلاب حائز اهمیت است. هدف از این پژوهش مطالعه تغییرات ساختار، سطح ویژه و منافذ بیوچار، خصوصیات شیمیایی و ارزیابی خطر آلودگی فلزات سنگین روی و سرب در اثر گرماکافت لجن فاضلاب بود. بیوچار لجن فاضلاب به مدت ۲ ساعت در شرایط محدود اکسیژن دردماهای ۳۰۰ ، ۴۰۰، ۵۰۰، ۶۰۰ و ۷۰۰ درجه سلسیوس تهیه شدند. سطح ویژه و بررسی منافذ با استفاده از ایزوترم جذب N۲، معادله BET و تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تعیین شدند. خطر آلودگی فلزات سرب و روی با استفاده از روش جزءبندی BCR و فاکتورهای آلودگی ارزیابی شد. نتایج نشان داد سطح ویژه بیوچار تحت تاثیر دماهای ۴۰۰، ۵۰۰، ۶۰۰ و ۷۰۰ درجه سلسیوس به ترتیب ۲/۶۵، ۳/۶۵، ۸/۳۸، ۵/۷۵ برابر لجن بود. با مقایسه حجم کل و میانگین قطر منافذ، بیوچار تخلخل بیشتری نسبت به لجن فاضلاب داشت. عمده منافذ موجود در بیوچارها از نوع مزو (۱۹/۹۸-۸/۳۴ نانومتر) بود. ساختار مورفولوژیکی لجن فاضلاب صاف و نامنظم و بیوچارها دارای سطحی متخلخل و ناهموارتر بودند. حضور ساختارهای آروماتیکی به شکل لانه زنبوری در دماهای بالا به ویژه دمای ۶۰۰ درجه سلسیوس به وضوح قابل تشخیص بود. خطر زیست محیطی (Er) برای لجن فاضلاب و بیوچارها در رده کم قرار داشت. با تبدیل لجن به بیوچار، فاکتور آلودگی (Cf) روی و سرب، بیش از ۵۰ % کاهش یافت. تبدیل لجن به بیوچار سبب افزایش سطح، تخلخل بیشتر و تثبیت کربن به شکل ترکیبات آروماتیکی شد. به دلیل کاهش فاکتور آلودگی فلزات و احتمال خطر زیست محیطی در بیوچارها، از این مواد میتوان به عنوان جاذب یا اصلاح کننده در محیط­های مختلف استفاده کرد.

Keywords:

دمای گرماکافت , فاکتور آلودگی روی و سرب , سطح ویژه , خطر زیست محیطی