نشریه شما

دومین جایزه پروفسور کنعانی مهر 91

دوشنبه, 02 ارديبهشت 1398

قیمت جهانی نیکل

قیمت جهانی مس

قیمت جهانی روی

قیمت جهانی طلا

[Most Recent Quotes from www.kitco.com]

قیمت جهانی نقره

جذب زیستی-سمیه یوسفی

 {plusone} 

آب و ضرورت تصفیه آن:
آب مایه حیات و فراوان‌ترین ماده ی مرکب، بر روی سطح کره زمین و بستر اولیه حیات به شکلی که امروزه می‌شناسیم است. بیش از ۷۵٪ جرم یک انسان از آب تشکیل شده‌است و نیز بیش از ۷۰٪ سطح کره زمین را آب پوشانده‌است (نزدیک به ۳۶۰ میلیون از ۵۱۰ میلیون کیلومتر مربع)

با وجود این حجم عظیم آب، تنها دو درصد از آبهای کره زمین شیرین و قابل شرب است و باقی آن به علت محلول بودن انواع نمک‌ها خصوصا نمک طعام غیر قابل استفاده ‌است. از همین دو درصد آب شیرین بیش از ۹۰ درصد به صورت منجمد در دو قطب زمین و دور از دسترس بشر واقع شده ‌است. آب مايعي است که حيات بدون آن ميسر نيست و محور اصلي علم هيدرولوژي (آبشناسي) را تشكيل مي دهد.

ازانجایی که آب نقش مهمی درزندگی همه موجوداتی که درکره خاکی زندگی میکنن دارد پس ما ملزم به پاکیزه نگه داشتن این ماده حیاتی هستیم . وتکنولوژی باوجوداینکه راحتی وآسایش برای ما میآورد محیط زیست مارا نیزمیتواندآلوده کند. پس دراینجا ضرورت آمایش پساب مطرح میگردد.
ضرورت آمایش پساب:

پساب مي بايست قبل از اينكه در مرحله نهايي به آبهاي پذيرنده دفع گردد، تصفيه شود. تا اينكه:
الف) بيماري هاي واگيردار ناشي از آلودگي هاي پساب مهار و بهداشت عمومي تامين گردد.

ب) استفاده مجدد از بخش عظيمي از آب مصرف شده (در صورت امكان) براي مصارف خاص نظيرفعاليت هاي كشاورزي و پرورش آبزيان.

ج) حفظ محيط زيست

د)کاهش حجم انبوه لجن
 یکی ازاین مواد سمی و خطرناک که امروزه درپساب صنایعی چون آبکاری میتوان دیدکروم 6 است. دراین بخش شمارا با یکی ازروش های حذف این ماده خطرناک آشنا میکنیم.

**کروم و نقش آن درمحیط زیست:

کروم عنصری فلزی، سخت، براق به رنگ خاکستری – نقره ای است که بسیارجلاپذیر است. این عنصر درسال 1797میلادی کشف گردید.کروم هرگز به صورت آزاد درطبیعت یافت نمی شود. منبع اصلی آن سنگ کرومیت است که ترکیبی ازآهن واکسیژن است.کروم فلزی، ازطریق احیاء اکسید کروم توسط آلومینیوم یا کربن تهیه میشود. کروم درمحیط های آبی به دوحالت اکسیداسیون Cr+3,Cr+6 یافت میشود

منبع اصلی این عنصرکانی کرومیت است که معادن مهم این سنگ درکشورهای زیمباوه، روسیه، نیوزیلند، ترکیه، ایران و فیلیپین قراردارد. این فلز ازواکنش اکسیدکروم باآلومینیوم تولید میشود.

کروم(III) 1000-500 برابر سمیت کمتر ازکروم (VI)دارد.

کروم برای سخت شدن فولاد، مورداستفاده قرارمی گیردو از این عنصربرای ساخت محصولات فولادضدزنگ استفاده میشود که این ترکیبات کاربردهای مفیدی دارد. ازاین عنصربرای روکش های سخت، تزیین و جلوگیری ازخوردگی و زنگ زدن استفاده میشود.

اثرات کروم بر سلامتى انسان :
افراد از طریق تنفس، خوردن، آشامیدن و تماسهاى پوستى کروم و ترکیبات کروم را دریافت میکنند. میزان کروم در هوا و آب بسیار اندک است. مقدار کروم در آب آشامیدنى بسیار کم است اما ممکن است که آبهاى آلوده حاوى مقدارى کروم (IV) و کروم (VI) باشند که جز انواع خطرناک کروم محسوب میشوند. اغلب افراد از طریق غذا کروم (III) دریافت میکنند. کروم( III ) به طور طبیعى در سبزیجات، میوه ها، گوشت، زرده تخم مرغ و دانه ها وجود دارد.روشهاى متنوع نگهدارى و ذخیره مواد غذایى ممکن است، محتواى کروم مواد غذایى را تغییر دهد. اگر غذا در تانکهاى فولادى یا قوطى ها نگهدارى شود، مقدار کروم غذا افزایش مى یابد.

 

ما دراین مطالعه روش جذب زیستی رابرای شما عنوان میکنیم.

روش جذب زیستی( (Biosorption :

جذب زيستي، توانايي توده زيستي در جمع آوري فلزات سنگين از پساب ها از طريق فعاليت هاي متابوليکي غير مستقيم يا راه هاي فيزيکی وشيميايي جذب است.جلبک ها، کپک ها، مخمرها باکتري ها و قارچ ها از جمله اين جاذب ها اند. فوايد عمده اين روش عبارتند از:  هزينه پائين، کارايي بالا، عدم نياز به مواد مغذي فراوان، امکان احياي جاذب، امکان بازيافت فلز.

برخي از اين جذب کننده هاي زيستي قادرند طيف وسيعي از فلزات سنگين را حذف کنند، در حاليکه برخي نيز تنها انواع خاصي از فلزات را جذب مي کنند. ساختار پيچيده ميکروارگانيزم ها آنها را توانمند مي کند تا به طرق مختلف فلزات را جذب کنند.

جذب وکاهش میزان آلاینده های آبی به کمک جلبک قهوه ای، خاک اره، ماسه بادی، شلتوک و …

ازجمله گزینه های مطرح شده در زمینه رفع آلودگی های زیست محیطی است .[1,2,3]

تنوع، فراوانی و ارزان بودن انواع زی توده نظیر جلبک، تفاله چای، همواره زمینه ساز تحقیقات گسترده برروی انواع زی توده به منظور حذف آلودگی بوده است .

باتوجه به مطالعاتی که درزمینه حذف اورانیوم به کمک جلبک قهوه ای انجام گرفته بود . [4]دراین مطالعه از این جلبک برای حذف کروم استفاده شد.

جلبک قهوه ای به علت ساختار ویژه دیواره سلولی توانایی بسیار بالایی جهت جذب رادیونوکلیدها و فلزات سمی دارند. [5] دراین مطالعه ازجلبک قهوه ای برای حذف کروم استفاده گردید.

جلبک جمع آوری شده از خلیج فارس باآب قابل شرب بطورمتوالی شستشو و سپس خشک شد .

جلبک درآون 50 درجه سانتیگرادبمدت یک شبانه روز قرارگرفت. جلبک خشک شده  ازالک بااندازه 1-25/1 میلی مترعبورداده شد.جلبک ها بادو ماده متفاوت اندود شده و فعال گردیدند [4].

درمرحله پیش آماده سازی: جلبک در CaCl2 1/0 مولار (به حجم یک لیتر) بمدت 12 ساعت قرارگرفت . pH اولیه شروع آزمون روی 5 تنظیم شد.

پیش آماده سازی :

مقداری از جلبک در HCl 1/0 مولار (به حجم یک لیتر) بمدت 12 ساعت قرارگرفت. pH اولیه شروع آزمون روی 5 تنظیم شد. جلبک های کلسینه شده و پروتونه شده درآون 50 درجه سانتیگراد بمدت یک شبانه روز قرارگرفت .[4]غلظت اولیه  پتاسیم دی کرومات ppm 300 و50 انتخاب شد. درطی زمان کل آزمون (4 ساعت) هریک ساعت یک نمونه برای اندازه گیری کروم باقیمانده گرفته شد.درهر دو غلظت اولیه کروم، راندمان حذف بسیار پایین و غیرقابل توجه است. این بیانگر آن است که جلبک  قادربه حذف کروم دراین مقیاس نیست.

برای حذف کروم میتوان از روش های مختلفی استفاده کرد یک روش برای حذف فلز سنگین کروم استفاده از نانو ذرات است . ما در این تحقیق ازنانو ذرات آهن استفاده کردیم.

روش حذف کروم با کمک نانو ذرات آهن:

بررسی نتایج استفاده ازنانو ذرات آهن (ZVI) zero valent iron برای حذف کروم :

 يکي از جالبترين و سريعترين رشد در زمينه تحقيقات علمي استفاده از نانو ذرات آهن براي احياي کروم (VI) مي باشد. نانو ذرات آهن به دليل سطح موثر بالا، مقدار کروم را به صورت قابل توجه اي کاهش مي دهد. شکل اوليه نانو ذرات منجر به واکنش سريع با ماده اي مي شود که در اطراف ذرات نانو تجمع مي يابند. [6] دراین تحقیق ازیک سوسپانسیون نانوذرات آهن استفاده شد که از شرکت نانوپوشش فلزتهیه گردیدجهت تهیه پساب کروم از غلظت های اولیه ppm 50-20-15-10-7 پتاسیم دی کرومات استفاده گردید.برای غلظت ppm 50 راندمان حذف بسیاراندک است. برای غلظت ppm 20 تا 7 ازکروم، این آزمون انجام شد.

?بررسی اثر pH برسیستم نانو ذرات آهن :

محلول ppm 10 پتاسیم دی کرومات اولیه حاوی 200 میلی گرم برلیتر نانوذرات آهن می باشد. pHراروی 3 تنظیم کرده( این آزمون برای pH های مختلف تکرارگردید که optimom pH برابر3 بود.)  نمونه بمدت 10 دقیقه هم زده میشود (دور همزن  rpm120 )پس ازگذشت این زمان، نمونه سانتریفوژ می شود ( 10 دقیقه) سپس تست دی فنیل کربازید انجام شد.راندمان حذف کروم حداکثر 90%  بود. این آزمون برای pH  های 9-7-5-4 نیز انجام گرفت.

*بررسی اثر غلظت کروم  برسیستم نانو ذرات آهن :

          این آزمون برای غلظتهای اولیه 20-5 میلی گرم برلیتر کروم بررسی شد. (جدول2-2) این آزمون در pHOptimum=3 انجام گرفت. غلظتهای اولیه 5 و 7 میلی گرم برلیتر پتاسیم دی کرومات ، حاوی 30 میلی گرم برلیتر نانوذرات آهن گردید.راندمان حذف حداکثر  90% داشتند. برای غلظت 15 و20 میلی گرم برلیتر مقدار نانو آهن کافی نبود وازمقدار بیشتری استفاده شد.درنتیجه میتوان گفت باافزایش غلظت کروم  به مقدار بیشتری جاذب نیاز است.[7]( جدول 2-2)

?بررسی اثر تداخل سولفات مس آبدار به عنوان عامل تداخل:

دراین آزمون به میزان کمتر، مساوی و بیشترازغلظت اولیه کروم، سولفات مس آبداربه محلول اضافه شد.

غلظت اولیه 10 میلی گرم برلیتر پتاسیم دی کرومات و40  میلی گرم برلیتر نانو آهن در 3 بشرریخته شد. سپس معادل 5 و10و20 میلی گرم برلیتر سولفات مس به هرکدام از ظروف اضافه کرده 10 دقیقه زمان اختلاط،سپس  سانتریفوژ بمدت10 دقیقه انجام گرفت .درانتها تست دی فنیل کربازید انجام گردید. مشاهده می شود که هیچ یک  ازغلظت های سولفات مس تاثیری بر راندمان حذف کروم نداشته و میتوان گفت این مقدار سولفات مس تداخلی درسیستم ایجاد نمی کند.[8]

?اثر حجم اولیه برراندمان حذف کروم:

          دراین آزمون مقدار 10 میلی گرم برلیتر کروم راباشرایط بهینه و یکسان در حجم های 200-100-50 سی سی قرار داده، نتایج حاکی ازآن بود که درحجم های  100-50 سی سی ازپساب، راندمان حذف کروم، حداکثر شد اما درحجم 200 سی سی راندمان حذف کروم به نسبت حالت قبل به طورچشمگیری کاهش یافت.

 

جدول5-1 بررسی عدم حضور نانو ذرات آهن برراندمان حذف کروم ،غلظت اولیه کروم ppm10 ،  مدت زمان تماس 10  دقیقه)* pHi=3

Initial Cr(VI) Concentration(ppm)

Concentration nano iron(mg/l)

Cr removal efficiency %

Waste waterVolume

(ml)

10

10

0

0

40<

40<

50

100

 

 

 

 

 

*pHi=initial PH

 

 

 

جدول 5-2- بررسی حضور نانو ذرات آهن برراندمان حذف کروم(مدت تماس 10 دقیقه ،pHi=3)

Initial Cr(VI) Concentration(ppm)

Concentration nano  iron(mg/l)

Cr removal efficiency(%)

**Waste waterVolume

(ml)

5

30

90

50

7

30

90

10

40

90

15

100

80

20

300

74

 

**این آزمون درحجم 100 میلی لیتری انجام گرفت. نتایج مشابه، حجم 50 میلی لیتری شد.دوبرابرشدن حجم تاثیری برراندمان حذف نداشته است.

 

 

مراجع:

1)مسعودی نژاد. محمدرضا، 1383، حذف کروم ونیکل ازمنابع آب آلوده به فاضلاب بااستفاده ازعصاره میوه بلوط، مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی سمنان، جلد 6 ، شماره 1،12-7

2 ) منزوي. م، 1364، آبرساني شهري، انتشارات دانشگاه تهران ، چاپ چهارم

3) ميلر. ج، 1363، زيستن در محيط زيست، ترجمه مجيد مخدوم، انتشارات دانشگاه علوم تهران

4)Khani.M.H.,Keshtkar.A.R.,Meysami.B.,Zarea.M.F.,2006,Biosorption of uranium from aqueous solutions bynonliving biomass of marinealgae Cystoseira indica, Electronic Journal of Biotechnology ISSN: 0717-3458,Vol.9 No.2

 

5) الماسی.علی، فاضلاب و مسائل مربوط به آن، کتاب جامع بهداشت عمومی، فصل چهارم، بهداشت محیط301-304

6) عظیمی .علی اکبر،1385 ، بررسی حذف کروم ازپساب صنایع چرم سازی بااستفاده ازجوهرمیوه بلوط، مجله محیط شناسی،  سال سی وسوم ، شماره41 ، ص  6-5

7) مدائنی. سیاوش،1385، غشاء وفرایندهای غشایی،بخش الکترودیالیز – تبادل یونی، ص 25-18

8(Shing Shiao.C,2006,Reduction of chromate from electroplating wastewater from Ph 1 to 2 using fluidized zero valent iron process,Journal of Hazardous Materials,Volume 142, Issues 1-2. Pages 362-367

تندیس دومین جایزه پروفسور کنعانی

تندیس دومین جایزه کنعانی

رو در رو

FTF

میزگرد

RT

حاضرین در سایت

ما 8 مهمان و بدون عضو آنلاین داریم

سمینار و نمایشگاه آبکاری ایران

1145.jpg