ارزیابی جاذب نوین نانوذرات آهن صفر ظرفیتی بارگذاری شده بر کربن فعال گرانوله به کمک عصاره ی برگ انار، در حذف آرسنیک از محلول های آبی

آرسنیک یکی از آلاینده های بسیار سمی و سرطان زا است که از راه های طبیعی مانند فرسایش کانی ها و نیز از طریق فعالیت های انسانی مانند معدنکاری، به درون منابع آبی راه مییابد. گستردگی مناطق درگیر با این معضل، منجر به کاربرد روش-های گوناگونی با توجه به شرایط و امکانات محلی شده است. اما در میان تمامی روش ها، روش جذب سطحی به دلیل کاربری آسان، کارایی خوب و هزینه ی مناسب، متداول ترین روش برای حذف آرسنیک است. در میان انواع جاذب ها، آهن و اکسید/ هیدروکسیدهایش بهترین کارایی را برای حذف آرسنیک از خود نشان داده اند و به همین دلیل در مطالعه ی پیش رو، تلاش شد تا با استفاده از روش سبز، نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (1nZVI ) بر پایه ی جاذب متداول کربن فعال گرانوله (2GAC) بارگذاری شود تا بتوان بطور همزمان از مزایای هر دو ماده بهره مند شد. در این روش سبز از عصاره ی برگ انار به عنوان کاهنده استفاده شد و جاذب نوین حاصل، 3PL-nZVI/GAC نامگذاری شد. برای ارزیابی کارایی PL-nZVI/GAC، جاذبی نیز در شرایط مشابه توسط کاهنده ی متداول سدیم بروهیدراید (NaBH4) تولید شد. برای بررسی تاثیر متغیرهای غلظت محلول آهن مصرفی ، زمان بارورسازی GAC ، دوز برگ مصرفی و اندازه ی گرانول های کربن ، بر قابلیت حذف آرسنیک، جاذب های مختلفی تولید شدند. عملکرد تمامی جاذب های تولیدی در آزمایش حذف آرسنات در سیستم بسته، محک زده شد. PL-nZVI/GAC نسبت به NaBH4-nZVI/GAC آرسنات بیشتری را حذف نمود و عملکرد خوب این جاذب نوین را در قیاس با جاذب تولیدی به روش متداول، نشان داد. متغیرهای غلظت محلول آهن مصرفی و زمان بارورسازی GAC ، محتوای آهن در جاذب های حاصل را تغییر دادند و با توجه به روندهای به دست آمده در غلظت های مختلف محلول آهن، با افزایش زمان بارورسازی (افزایش محتوای آهن) در ابتدا عملکرد جاذب بهبود یافت؛ اما پس از مدتی با افزایش بیشتر زمان بارورسازی و متعاقبا با افزایش بیشتر محتوای آهن، بازده حذف آرسنیک کاهش یافت. در غلظت های بالا با افزایش بیشتر زمان بارورسازی مجددا بهبود نسبی در جذب آرسنات مشاهده شد. افزایش دوز برگ مصرفی در جاذب های با محتوی آهن پایین، ابتدا منجر به بهبود عملکرد شد. اما افزایش بیشتر، موجب تضعیف در کارایی جذب آرسنیک گردید. در جاذب های با محتوای آهن بالا، با افزایش دوز برگ مصرفی، کاملا عکس این روند دیده شد. تاثیر اندازه ی GAC نیز با توجه به محتوای آهن بارگذاری شده متفاوت بود. به طوریکه، در محتوای کم و متوسط آهن، جاذب تولیدی با گرانول های کوچکتر عملکرد بهتری را نشان داد. اما نتیجه در جاذب-های دارای محتوای آهن بالا (در اثر غلظت محلول آهن بالا و یا زمان بارورسازی طولانی) عکس بود.

Keywords:

آرسنیک , تصفیه ی آب , جذب , سنتز سبز , عصاره ی برگ انار , نانوذرات آهن صفر ظرفیتی , PL-nZVI/GAC , محتوای آهن