پالایش آب های زیرزمینی آلوده به کادمیم با استفاده از نانو ذرات آهن درمقیاس آزمایش های پیمانه ای ومحیط متخلخل

از آنجا که بخش عمدهای از منابع غذایی از محصولات کشاورزی آبیاری شده با آبهای زیرزمینی تامین می شود، پالایش آبهای زیرزمینی آلوده با استفاده از روشهای داخل محل از قبیل استفاده از حایل های واکنش پذیر تراوا، ضروری به نظر می رسد. با توجه به ضرورت کاهش آلودگی اراضی آلوده به کادمیم در جنوب شهر تهران، در این پژوهش هدف تعیین جاذب کارآمد در نتیجه مقایسه میزان درصد جذب کادمیم توسط جاذبهای نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با کانیهای زیولیت و کلسیت بود. نتایج حاصله حاکی از افزایش قابل توجه درصد جذب کادمیم توسط nZVI نسبت به کلسیم و زیولیت بود. روند افزایش غلظت جاذب نانوذرات آهن از ۱ به ۲ گرم در لیتر، بر محلول هایی با غلظت ۰/۲، ۰/۵ و ppmه کادمیم بررسی شد و نتایج حاکی از افزایش به ترتیب ۵/۵، ۳/۶ و ۱۱/۵ درصادی میزان جذب کادمیم پس از گذشت ۲ ساعت بود. همچنین در نتیجه افزایش غلظت اولیه آلایندگی از ۰/۲ به ۰/۵ppm ، به ازای تزریق ۱ و ۲ گرم در لیتر نانوذرات آهن پس از گذشت ۲۶ ساعت به ترتیب، ۵/۶۵ و ۷/۷۵ درصد کاهش میزان جذب گزارش شد. در ادامه اثر شرایط محیطی، تغییرات pH و دما بر میزان جذب بررسی شد. کاهش کادمیم نسبت به غلظت اولیه ۶ppm طی ۳ ساعت، در شرایط اسیدی (۳/۷=pH)، ۳۷/۱۵ درصد و در شرایط قلیایی (۱۳/۱=pH)، این نسبت به اندازه ۹۲/۷۵ درصد کاهش نشان داد. در نتیجه افزایش دما از ۲۰ به ۷۵ درجه سلسیوس پس از ۹ ساعت، غلظت کادمیم ۳۸/۵ درصد کاهش داشت. به منظور بررسی اثرات محیط زیستی تزریق نانوذرات در جهت جذب سطحی و ترسیب کادمیم، غلظت یون آهن موجود در محیط اندازه گیری شد. در واکنش محلول ۰/۵ppm کادمیم با محلول ۲ گرم در لیتر جاذب، غلظت یون آهن پس از ۲۶ ساعت نسبت به غلظت اولیه برابر ۱ ۰/۰۰۶ درصد گزارش شد. در آزمایشهای صورت گرفته در محیط متخلخل همگن اشباع قایم، تحت جریان آب آلوده با غلظت ۲/۹۲ppm ، تزریق جاذب نانوذرات آهن ظرفیت صفر با غلظت ۳ گرم در لیتر منجر به کاهش آلایندگی تا زیر حد مجاز آب آشامیدنی شد. در واکنش نانوذرات آهن با کادمیم محلول در محیط، نانوذرات به عنوان جاذب کارآمد عمل نموده و ضمن جذب سطحی کادمیم در نتیجه گذشت زمان، کادمیم موجود در محیط را در نتیجه عمل ترسیب از محیط واکنش خارج ساخت.

Keywords:

آبهای زیرزمینی , زیولیت , کادمیم , کلسیت , nZVI