بررسی بازده حذف فلزات سرب و کادمیوم توسط گرانول مرجان آهکی از محیط آبی

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

رضا شکوهی ¹ (دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی همدان)
حمید رضا احسانی ² (کارشناس ارشد مهندسی محیط زیست ، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی همدان*(مسئول مکاتبات).)
منیره طرلانی آذر ³ (دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط – دانشکده بهداشت همدان)

تاریخ دریافت : 1389/05/15 تاریخ پذیرش : 1389/10/21 تاریخ انتشار : 1393/03/01

کلید واژه: مرجان, سرب, کادمیوم, جذب سطحی, ایزوترم جذب,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف : با توجه به استفاده روز افزون از فرایند جذب سطحی در حذف آلاینده های محیط زیست، انتخاب یک ماده مناسب از جنبه های فنی و اقتصادی بعنوان جاذب یکی از دغدغه های محققان این رشته بوده است. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی کارایی گرانول مرجان آهکی در حذف فلزات کادمیوم و سرب از محیط آبی می باشد. روش : در این تحقیق که در مقیاس آزمایشگاهی انجام گرفته است، ابتدا طی مراحل متعددی گرانول مرجان آهکی با مش 30 تهیه شد. سپس بازده حذف فلزات در شرایط مختلف و با تغییر فاکتور های موثر شامل pH ، زمان تماس و مقدار جاذب تعیین گردید. در نهایت ایزوترم جذب یونهای فلزی بر روی جاذب مورد نظر بر اساس آزمون مدل های ایزوترم لانگمیرو فروندلیخ مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها : نتایج این مطالعه نشان داد حداکثر ظرفیت جذب سطحی سرب و کادمیوم بر روی گرانول مرجان آهکی در شرایط بهینه به ترتیب برابر 3/370و 77/14میلی گرم برگرم می باشد. همچنین بازده حذف فلزات با زمان تماس ، مقدار جاذب و pH رابطه مستقیم داشته و مناسب ترین pH جهت حذف فلزات مورد بررسی 10= pHمی باشد در ضمن بهترین مدل ایزوترم جذب برای کادمیوم مدل لانگمیر(9891/0=R2) و برای سرب مدل فروندلیخ (9909/0=R2) تعیین شد. نتیجه گیری : با توجه به بازده حذف مناسب، هزینه پایین فرایند و عدم تولید مواد مضر برای محیط زیست، می توان از این ماده جهت حذف کادمیوم و سرب از پساب های صنعتی استفاده نمود. تجزیه و تحلیل داده ها و تعیین همبستگی بین متغیرها با استفاده از آنالیز رگرسیون Non-parametric Spearman,s نشان داد همبستگی معنی داری بین بازده و متغیرهای مورد بررسی وجود دارد.

چکیده انگلیسی:

Introduction: Due to the increasing use of the adsorption process to remove pollutants in theenvironment, choosing a suitable material from technical and economical aspects as catchy has been amajor concern of researchers in this field. The aim of this study was to evaluate the efficiency of corallimestone granules to remove metals cadmium and lead in the aquatic solutions.Materials and Methods: This study was conducted in a laboratory scale. During the first stages somecoral limestone with numerous granules were prepared from the 30 mesh metal removal efficiencyunder different conditions and changing the effective factors, including pH; contact time and amountof adsorbent was determined. Aabsorption isotherms of metal ions on the adsorbent according to thedesired test Langmuir and Freundlich isotherm models were evaluated.Result and Discussion: This study showed that maximum adsorption capacity of cadmium and leadon calcareous coral granules in optimum condition is 370/3 and 14/77 mg /L respectively. Theremoval efficiency of metals contact time, amount of adsorbent and pH was directly related to themost appropriate pH for the removal of metals is studied pH = 10 in the best model isotherms adsorbthe cadmium model of Langmuir (R2 = 0/9891 ) and for the lead model Freundlich (R2 = 0/9909)were determined. Due to good removal efficiency, low cost production process and lack ofenvironmentally harmful substances, this material can be used to remove cadmium and lead from theIndustrial Wastewater Treatment. Analyze data and determine correlations between variables usingregression analysis Non-parametric Spearman showed no significant correlation between efficiencyand the variables there.

منابع و مأخذ:

1. شوکتی، پورثانی، افشین، شریعت، محمود، جعفر زاده حقیقی، نعمت الله، نبی زاده، رامین، " حذف فلزات از پساب ها با استفاده مجدد از یک دور ریز،  مثال موردی حذف املاح کادمیوم با استفاده از خاک رنگ بر صنایع روغن نباتی،  فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست،  بهار 1387 ، جلد36، شماره 46-41.


2. بذر افشان، ادریس، محوی، امیر حسین، "کاربرد فرایند الکترو کواگولاسیون با استفاده از الکترودهای آْلومنیومی در حذف فلز کادمیوم از محیط های  آبی، مجله تحقیقات علوم پزشکی زاهدان،  بهار1386، جلد  76، شماره 61.                                                                                       


3. ثنایی، غلامحسین،"سم شناسی صنعتی"، 1376،تهران،  انتشارات دانشگاه تهران، صفحه 184-181و223-221


4. انصاری، رضا، نوروزی، بابک، فیضی،‌ جواد، "جذب یون های سرب، جیوه،کادمیوم از محلول های آبی با استفاده از= کربن فعال،  فصلنامه محیط زیست، تابستان1386، جلد 44، شماره 3. 


5. نیک آذر، منوچهر، نوربخش، نوید، "حذف فلزات سنگین  کادمیوم، سرب، کروم  از محلول های آبی توسط کربن اکتیو تهیه شده از ضایعات کشاورزی (سبوس، برنج، سبوس گندم، کاه)،  فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، بهار 1385، جلد 28، شماره 35. 
   
   
   1. شکوهی، رضا ،" تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی" ،  1387، همدان ، انتشارات فن آوران، شماره 133.
   
   
   2. مهراسبی، محمدرضا، فرهمندکیا، زهره، " حذف فلزات سنگین از محیط آبی توسط جذب سطحی بر روی پوست موز اصلاح شده،  مجله سلامت و محیط، 1387، جلد اول، شماره 66-57 .
   
   
   3. شاه محمدی حیدری، زمان، معاضد، هادی، جعفر زاده حقیقی، نعمت الله، سعادتی نغمه، "کاربرد پوسته شلتوک اصلاح شده درحذف کادمیوم از محیط های آبی در غلظت های پایین ، مجله علمی پژوهشی آب و فاضلاب، پاییز 1387، جلد67،  شماره 27.
   
   
   4. فولادی فرد، رضا، عظیمی ، علی اکبر، بیدهندی، غلامرضا، " بررسی جذب فلز کادمیوم توسط پودر لجن دفعی فاضلاب شهری در راکتور ناپیوسته،  مجله آب و فاضلاب ، پاییز 1387 ،جلد 67،  صفحه 2.
      
      
      1. Elouear,Z.,Bouzid,J.,Boujelben,N.,Feki,M.,Montiel,A.2008, The use of exhausted olive cake ash (EOCA) as a low cost adsorbant for removal of toxic ions from aqueous solutions. Fuel, vol. 87,  pp.2582-2589
      
      
      2. Sharam,Y.C., 2008. Thermodynamics of removal of cadmium by adsorption on an indgenous clay, Chemical Engineering J, pp. 64-68
      
      
      3. Singh,S.P., Ma, L.Q., Hendry, M.J., 2006. Chracterization of aqueous  lead removal by phosphatic clay, hazardous  materials  J, vol. 136,  pp. 654-662
      
      
      4. Esmaili, a., Nsseri, S., Mahvi, A.H., Atash-Dehghan, R., 2005. Adsorption of lead and zinc Ions aqueous solutions by volcanic ash soil.Mining and the Environment conference  , ontario , canada
      
      
      5. Garg, U., Kaur, M.P., Jawa, A.K., Sud, Dhiraj, Garg,V.K., 2008. Removal of cadmium from aqueous solution by adsorption on agricultural waste biomass. J.of hazardous materials, vol. 154, pp. 1149-1157
      
      
      6. Low, K.S., Lee, C.K., Liew, S.C., 2003. Sorption of cadmium and lead from aqueous solution by spent grain. J.process biochemistry, vol. 36,  pp. 59-64
      
      
      7. An,  .H . K .,  park,  B. Y.,  kim,  D S., 2001.  Carb shell fr the removal of heavy metals from aqueous solution.  Water Res, vol. 35,  pp,  3551-3556
      
      
      8. APHA, AWWA, WEF, “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”. 1998, 20th ed., American Public Health Association Publishers, USA.
      
      
      9. Akira, O., Nakaya chigo, K., Naka, K., Maeda, S.,1996. Adsorption of in  orgonic and inorganic compounds by aluminium-loaded coral. Applied organo metal chemistry, Vol. 10, pp. 747-752
      
      
      10. Haque, N., Morrison, G., Cano-Aguilera, I., 2008. Iron –modified light expanded clay aggregate for the removl of arsenic from groundwater.Microchmical J,  pp,887-894
      
      
      11. Li, Y., Wang, Sh., Luan, Z., Ding, J., 2002. Adsorption of cadmium (II) from aqueous solution by surface oxidizedcarbon nonotubes. Carbon Bultin, vol. 41. Pp. 1057-1062
      
      
      12. Issabayeva, G., KheireddineAroua, M., Merriam, N., 2006. Removal of Lead fromaqueous solution on palmshell activated carbon, J.BioresourceTechnology, vol 971,  pp , 2350-2355
      
      
      13. EL-Ashtokhy, E., Amin, N., Abdoelwahab, O., 2008.Removal of Lead (II) and Copper (II) from aqueous solution using pomegranate peel as a new adsorbent, J.Desalination, vol. 223, pp,167-173
      
      
      14. Kumar, U., Bandyopadhyay, M., 2008. Sorption of cadmium from solution using pretreated rice husk, J. Bioreource technology, vol. 97, pp,  104-109
      
      
      15. Min, S.H., Han, J.S., Shin, E.W., Park, J.K., 2004. Improvement of cadmium ion removal by base treatment of juniper fiber. J.Water research, vol 38, pp, 1289-1295
      
      
      16. Malaakootian, M.,  Nouri, J., Hossaini,  H., 2009. Removal of heavy metals from paint industry wastewater using Leca as an available adsorbent, int J.Environ.sci.Tech, vol6(2), pp. 183-190