• صفحه اصلی
  • بهینه‌سازی فرایند الکتروفنتون با روش سطح پاسخ در حذف سرب و فنانترن مقاوم به تجزیه زیستی از خاک‌های آلوده

اشتراک گذاری

آدرس مقاله


کد مقاله : JACR-2209-2058 (R1) بازدید : 64 صفحه: 83 - 95

10.30495/jacr.2022.1967655.2058

20.1001.1.17359937.1401.16.4.8.6

نوع مقاله: پژوهشی

بهینه‌سازی فرایند الکتروفنتون با روش سطح پاسخ در حذف سرب و فنانترن مقاوم به تجزیه زیستی از خاک‌های آلوده

محورهای موضوعی : شیمی کاربردی

ملوس طباطبایی 1 (دانشجوی دکتری گروه محیط زیست، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.)
رویا مافی غلامی 2 (دانشیار گروه محیط زیست، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
مهدی برقعی 3 (استاد تمام گروه فرایندهای محیط‌زیست، دانشگاه شریف، تهران، ایران)
علی اسرافیلی 4 (دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1401/06/22 تاریخ پذیرش : 1401/09/05 تاریخ انتشار : 1401/12/01

کلید واژه: بهینه سازی, سرب, فنانترن, الکتروفنتون, حذف آلاینده ها از خاک,

چکیده مقاله :

این مطالعه به منظور به کارگیری فرایند الکتروفنتون به عنوان یک فرایند اکسایش الکتروشیمیایی، برای حذف سرب و فنانترن از خاک اطراف پالایشگاه نفت جنوب تهران انجام شده است. واکنشگاه مورداستفاده از نوع ناپیوسته با حجم مفید 500 میلی لیتر با نرم افزار SolidWorks طراحی شد و الکترودهای گرافن به عنوان کاتد و آهن به عنوان آند (منبع تولید یون آهن دو ظرفیتی) بودند. طراحی آزمایش با روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. متغییرهای موردبررسی، pH محلول (2، 4، 6، 8 و 10)، زمان واکنش (5/12، 25، 5/37، 50 و 5/62 دقیقه)، غلظت هیدروژن پراکسید (5/0، 1، 5/1، 2 و %w/w 5/2) و جریان الکتریکی مستقیم (75/0 ،5/1، 25/2، 3، A 75/3) بودند. در فرایند الکتروفنتون pH، غلظت هیدروژن پراکسید و سپس جریان الکتریکی بیشترین تاثیر و زمان کمترین تاثیر را بر حذف سرب و فنانترن داشتند. بالاترین درصد حذف سرب (4/85 %) در pH برابر 8، H2O2 برابر با %w/w 2، جریان A 5/1 و زمان 50 دقیقه و بالاترین درصد حذف فنانترن (9/85 %) در pH برابر 6، H2O2 برابر با %w/w 5/1، جریان A 25/2 و زمان 5/37 دقیقه به دست آمد. فرایند الکتروفنتون توانست سرب و فنانترن را از خاک اطراف پالایشگاه نفت به عنوان خاک مقاوم به تجزیه زیستی، حذف کند.

چکیده انگلیسی:

This study was performed to use the electrofenton process as an electrochemical oxidation process to remove lead and phenanthrene from soils around the oil refinery in south of Tehran. The reactor used (designed by SolidWorks software) was a discontinuous type with a useful volume of 500 ml and a graphene electrode as a cathode and an iron electrode as an anode (source of divalent iron ion production). The experiment was designed using the response surface methodology (RSM). Variable parameters were pH of the solution (2, 4, 6, 8 and 10), time of the reaction (12.5, 25.0, 37.5, 50.0 and 62.5 minutes), concentration of hydrogen peroxide (0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 %w/w), and direct electrical current (0.75, 1.50, 2.25, 3.00 and 3.75 A). The highest percentage of lead removal, 85.4%, obtained at pH of 8, H2O2 concentration of 2 %w/w, direct electrical current of 1.5 A, and time of 50 minutes. Also, the highest percentage of phenanthrene removal, 85.95%, obtained at pH of 6, H2O2 concentration of 1.5 %w/w, direct electrical current of 2.25 A, and the time of 37.5 minutes. The obtained results showed that the electrofenton process was able to remove lead and phenanthrene from the soil around the oil refinery. 

منابع و مأخذ:


  1. Nuralykyzy, B.; Wang, P.; Deng, X.; An, S.; Huang, Y.; Sustainability 13(21), 12020, 2021.
    2.
  2. Li, D.; Li R.; Ding Z.; Ruan X.; Luo J.; Chen J.; Chemosphere 241,125039, 2020.
    3.
  3. Rodrigues, S.M.; Römkens, P.F.; “Human health risks and soil pollution”, in: “Soil Pollution”, Chapter 9, Edited by Duarte, A.C.; Cachada, A.; Rocha-Santos, T.; Elsevier, Amsterdam, 2018.
    4.
  4. Budovich, L.S.; Caspian J Environ Sci 19(5),1009-15, 2021.
    5.
  5. Qayyum, S.; Meng, K.; Pervez, S.; Nawaz, F.; Peng, C.; Main Group Metal Chem 42(1), 1-7, 2019.
    6.
  6. Han, W.; Gao, G.; Geng, J.; Li, Y.; Wang, Y.; Chemosphere 197, 325-35, 2018
    7.
  7. Naseri, M.; Vazirzadeh, A.; Kazemi, R.; Zaheri, F.; Food Chem 175, 243-48, 2015.
    8.
  8. Warith, M.; Li, X.; Jin, H; Emirates J Engin Res 10(1), 1-14, 2005.
    9.
  9. Chen, M.; Xu, P.; Zeng, G.; Yang, C.; Huang, D.; Zhang, J.; Biotechnology Advances 33(6), 745-55, 2015.
    10.
  10. Atagana, H.I.; Afric J Biotechnol 8(21), 1-10, 2009.
    11.
  11. Babayigit, A.; Boyen, H.G.; Conings, B.; MRS Energy Sust 5, 1-12, 2018.
    12.
  12. Zhai, Y.; Chanana, A.; Baniya, S.; Zhang, C.; Nahata, A.; Vardeny, Z.V.; Nature Communications 8(1), 7-13, 2018.
    13.
  13. Zarindoost, M.; Badkoubi, A.; Ganji Doost, H.; Shariatmadari, N.; Modares Engineering Journal 23, 53-65, 2006.
    14.
  14. Tao, Y.; Brigante, M.; Zhang, H.; Mailhot, G.; Chemosphere 236, 124366-124372, 2019.
    15.
  15. Zhao, X.; Qin, L.; Gatheru, Waigi, M.; Cheng, P.; Yang, B.; Wang, J.; Catalysts 9(7), 619-629, 2019.
    16.
  16. Wu, B.; Guo, S; Zhang, L; Wang, S; Liu, D.;Cheng, Z.; Chemos 291, 132916, 2022.
    17.
  17. Hydernia, B.; Fatehabad, Z.; “Soil pollution standards in the world and Iran”, The fourth specialized conference and exhibition of environmental engineering in Tehran, 40-49, 2011.
    18.
  18. EPA-Cincinnati; “Process design manual for land application of municipal sludge”, US Environmental Protection Agency (EPA), USA, 1983.
    19.
  19. Ruiz, E.J.; Arias, C.; Brillas, E.; Hernández-Ramírez, A.; Peralta-Hernández, J.; M Chemos 82(4), 495-501, 2011.
    20.
  20. Erick, B.; Yung-Tse, H.; Ruth, Yu-Li, Y.; Water Res 3, 495-525. 2016
    21.
  21. Bagheri, A.; Moussavi, G.; Iran J Health Environ 5(2), 143-56, 2012.
    22.
  22. Britto, J.M.; Rangel, M.; Química Nova 31, 114-22, 2008.
    23.
  23. Masomboon, N.; Ratanatamskul, C.; Lu, M.; J Hazard Mate176(1-3), 92-98, 2010.
    24.
  24. Nidheesh, P.; Gandhimathi, R.; Desalination 299, 1-15, 2012.
    25.
  25. Babuponnusami, A.; Muthukumar, K.; Chem Engin J 183, 1-9, 2012.
    26.
  26. Panizza, M.; Cerisola, G.; Water Research 43(2), 339-44, 2009.
    27.
  27. Nasrasfahani, K.; Farhadian, M.; Soleimani Nazar, A.; J Petrol Res 91, 56-45, 2016.
    28.
  28. Samarkandi, M.R.; Shabanloo, A.; Shamsi, K.; Mehr Alipour, J.; J Health 4, 303-293, 2014.
    29.
  29. Badlians Flend Kennedy, K.; Christian, H.R.; Ecol 40, 188-177, 2014.
    30.
_||_

  1. Nuralykyzy, B.; Wang, P.; Deng, X.; An, S.; Huang, Y.; Sustainability 13(21), 12020, 2021.
    2.
  2. Li, D.; Li R.; Ding Z.; Ruan X.; Luo J.; Chen J.; Chemosphere 241,125039, 2020.
    3.
  3. Rodrigues, S.M.; Römkens, P.F.; “Human health risks and soil pollution”, in: “Soil Pollution”, Chapter 9, Edited by Duarte, A.C.; Cachada, A.; Rocha-Santos, T.; Elsevier, Amsterdam, 2018.
    4.
  4. Budovich, L.S.; Caspian J Environ Sci 19(5),1009-15, 2021.
    5.
  5. Qayyum, S.; Meng, K.; Pervez, S.; Nawaz, F.; Peng, C.; Main Group Metal Chem 42(1), 1-7, 2019.
    6.
  6. Han, W.; Gao, G.; Geng, J.; Li, Y.; Wang, Y.; Chemosphere 197, 325-35, 2018
    7.
  7. Naseri, M.; Vazirzadeh, A.; Kazemi, R.; Zaheri, F.; Food Chem 175, 243-48, 2015.
    8.
  8. Warith, M.; Li, X.; Jin, H; Emirates J Engin Res 10(1), 1-14, 2005.
    9.
  9. Chen, M.; Xu, P.; Zeng, G.; Yang, C.; Huang, D.; Zhang, J.; Biotechnology Advances 33(6), 745-55, 2015.
    10.
  10. Atagana, H.I.; Afric J Biotechnol 8(21), 1-10, 2009.
    11.
  11. Babayigit, A.; Boyen, H.G.; Conings, B.; MRS Energy Sust 5, 1-12, 2018.
    12.
  12. Zhai, Y.; Chanana, A.; Baniya, S.; Zhang, C.; Nahata, A.; Vardeny, Z.V.; Nature Communications 8(1), 7-13, 2018.
    13.
  13. Zarindoost, M.; Badkoubi, A.; Ganji Doost, H.; Shariatmadari, N.; Modares Engineering Journal 23, 53-65, 2006.
    14.
  14. Tao, Y.; Brigante, M.; Zhang, H.; Mailhot, G.; Chemosphere 236, 124366-124372, 2019.
    15.
  15. Zhao, X.; Qin, L.; Gatheru, Waigi, M.; Cheng, P.; Yang, B.; Wang, J.; Catalysts 9(7), 619-629, 2019.
    16.
  16. Wu, B.; Guo, S; Zhang, L; Wang, S; Liu, D.;Cheng, Z.; Chemos 291, 132916, 2022.
    17.
  17. Hydernia, B.; Fatehabad, Z.; “Soil pollution standards in the world and Iran”, The fourth specialized conference and exhibition of environmental engineering in Tehran, 40-49, 2011.
    18.
  18. EPA-Cincinnati; “Process design manual for land application of municipal sludge”, US Environmental Protection Agency (EPA), USA, 1983.
    19.
  19. Ruiz, E.J.; Arias, C.; Brillas, E.; Hernández-Ramírez, A.; Peralta-Hernández, J.; M Chemos 82(4), 495-501, 2011.
    20.
  20. Erick, B.; Yung-Tse, H.; Ruth, Yu-Li, Y.; Water Res 3, 495-525. 2016
    21.
  21. Bagheri, A.; Moussavi, G.; Iran J Health Environ 5(2), 143-56, 2012.
    22.
  22. Britto, J.M.; Rangel, M.; Química Nova 31, 114-22, 2008.
    23.
  23. Masomboon, N.; Ratanatamskul, C.; Lu, M.; J Hazard Mate176(1-3), 92-98, 2010.
    24.
  24. Nidheesh, P.; Gandhimathi, R.; Desalination 299, 1-15, 2012.
    25.
  25. Babuponnusami, A.; Muthukumar, K.; Chem Engin J 183, 1-9, 2012.
    26.
  26. Panizza, M.; Cerisola, G.; Water Research 43(2), 339-44, 2009.
    27.
  27. Nasrasfahani, K.; Farhadian, M.; Soleimani Nazar, A.; J Petrol Res 91, 56-45, 2016.
    28.
  28. Samarkandi, M.R.; Shabanloo, A.; Shamsi, K.; Mehr Alipour, J.; J Health 4, 303-293, 2014.
    29.
  29. Badlians Flend Kennedy, K.; Christian, H.R.; Ecol 40, 188-177, 2014.
    30.

مقالات مرتبط

حقوق این وب‌سایت متعلق به سامانه مدیریت نشریات دانشگاه آزاد اسلامی است.
حق نشر © 1403-1400

صفحه اصلی| عضویت/ ورود| درباره سند| تماس با ما|
[English] [العربية] [en] [ar]