بررسی عملکرد زئولیت های اصلاح شده در کاهش نیترات از چاه آب آشامیدنی کارخانه قند کرج
محورهای موضوعی : آلودگی محیط زیست (آب و فاضلاب)ثریا کاشکی 1 , امیرحسام حسنی 2 , آیدا بیاتی 3
1 - کارشناسی ارشد مهندسی منابع طبیعی،گروه آلودگی‌های محیط‌زیست ، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران.
2 - دانشیار، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات تهران، تهران، ایران.
3 - استادیار، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات تهران، تهران، ایران.
کلید واژه: زئولیت اصلاح شده, نیترات, هگزا دسیل تری متیل آمونیوم برو, قند کرج,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: آلودگی منابع آب زیرزمینی و سطح نیترات یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی و کشاورزی در حال حاضر است.در چند دهه اخیر مصرف و مدیریت نادرست کودهای نیتروژن دار باعث افزایش آلودگی محیط زیست شده است.کود های نیتروژن دار به صورت یون نیترات و نیتریت و آمونیوم در محیط ظاهر می شود. نیترات به خودی خود نسبتاً غیر سمی است ، اما احیاء آن به صورت نیتریت توسط باکتری های معده ، سلامتی انسان را به خطر می اندازد و باعث بروز سرطان و تشدید بیماری قلبی وعروقی و بیماری متهموگلوبین و پرغذایی می شود. بنابراین ارایه راه کارهایی برای کاهش نیترات از آب های آلوده ، که یکی از عوامل مهم آلاینده محیط زیست است ، لازم و ضروری می باشد. روش های فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی متداولی در حذف نیترات وجود دارد ،اما به دلیل هزینه زیاد و کارآیی محدود ، در سال های اخیر استفاده از روش های تصفیه طبیعی و کاربرد جاذب ارزان قیمت مانند زئولیت ها مورد استفاده و بررسی قرار گرفته است. روش بررسی: در این تحقیق از زئولیت های معادن خراسان رضوی به منظور حذف یون نیترات از محلول های آزمایشگاهی استفاده شده است. به منظور اصلاح خصوصیات جذبی ، زئولیت های مورد استفاده با سورفکتانت آلی نوع هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید اصلاح شدند. مقدار بهینه جاذب، زمان تعادل ، اثر pH و غلظت بهینه نیترات جهت جذب با زئولیت مورد مطالعه قرار گرفت. یافته ها و نتیجه گیری: افزایش مقدار جاذب اثر خوبی بر میزان حذف نیترات داشت و در 2 گرم بر لیتر جذب 3/22 درصدی نشان داد. افزایش زمان تماس تاثیری روی جذب مطلوب نیترات نداشت و بهترین زمان در مدت زمان اولیه 15 دقیقه با حذف 52 درصدی همراه بوده وتغییرات pH با حذف صد در صدی نیترات اثر چشم گیری بر میزان جذب داشت و برای غلظت های 5 تا 50 میلی گرم بر لیتر نیترات با افزایش غلظت، میزان جذب کاهش یافت و در آزمایش مربوط به جذب نیترات به وسیله زئولیت ، نیترات حذف20 درصدی را نشان داد.
Background and Objective: Pollution and high level of nitrogen in underground water resources are the major agricultural and environmental contemporary concerns. Inappropriate use and management of nitrogen fertilizers in the last decades exacerbated the environmental pollution. Nitrogen fertilizers appear in the environment in three ion forms of nitrate, nitrite, and ammonium. Nitrate itself is non-toxic, but its reduction to nitrite by gastric bacteria can endanger human health and cause cancer, intensified cardiovascular diseases, methemoglobinemia, and eutrophication. Hence, presenting solutions to remove nitrogen concentration, which is one of the major environmental pollutants, from polluted waters is necessary. There are many physical and chemical methods to remove nitrogen; however, because of high costs and limited application of some methods, recently the use of natural methods and application of cheap absorbents such as zeolite have been tried recently. Method: In this study, zeolites from Khorasan-e-Razavi mines were used to remove nitrate ion from laboratory solutions. The zeolites were modified using Hexadecyltrimethylammonium bromide organic surfactant to improve their absorbing efficiency. Absorbent dosage, equilibrium time, pH effect, optimum nitrate concentration to be absorbed by zeolite were investigated. Findings and Conclusion: Increase of absorbent dosage has a good effect on nitrate removal, and showed a 22.3% absorbing capacity in 2 g/L concentration. Increase of treatment time had no effect on absorption and a 15-m treatment caused a removal of 52%. Change of pH led to significant nitrate removal of 100%. For nitrate concentrations in the range of 5 to 50 mg/L, increase of nitrate concentration leads to reduction in absorption, and nitrate absorption by zeolite resulted in nitrate removal of about 20% .
1- Li Z, Bowman RS, Counterion effect on the sorption of cationic surfactant and chromate on natural clinoptilolite. Sci Technol 1997; 31: 2407-2412.
2- چاوش باشی. علی اصغر، 1385، بررسی حذف نیترات از آب آشامیدنی به دو روش تبادل یونی و نانو فیلتراسیون ،پایان نامه کارشناسی ارشد،دانشکده انرژی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران.
3- شکوهی هرندی.مهری ، 1385، بررسی یک غشای نانوفیلتراسیون در حذف نیترات از آب آشامیدنی در شرایط عملی مختلف ،پایان نامه کارشناسی ارشد،دانشکده انرژی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران.
4- Maurice S Onyago, Mike Masukume, Functionalised natural zeolite and its potential for drinking water containing excess amount of nitrate, 2010.
5- James D, Prikryl and Roberto T, Pabalan; Sorption of Uranium (6+) and Neptunium (5+) By Surfactant-Modified Natural Zeolites, Mat. Res.
6- Chatterjee S, Lee DS, Lee MW, Woo SH.Congo red adsorption from aqueous solutions by using chitosan hydrogel beads impregnated with nonionic or anionic surfactant. Bioresour Technol. 2009 Sep; 100(17):3862-8. doi: 10.1016/j.biortech.http://scialert.net
7- شقاقی .سمانه ،1391،کاهش نیترات آب با استفاده از زئولیت اصلاح شده (شهر ری ) ،پایان نامه کارشناسی ارشد ،دانشکده محیط زیست وانرژی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.
8- Hui, K.S., C.Y. Chao and S.C. Kot. Removal of mixed heavy metal ions in wastewater by zeolite 4A and residual products from recycled coal fly ash. Hazard. Mater. , 2005, B127: 89-101.
9- سلیمانی . محسن ، 1387، بررسی حذف نیترات و آمونیوم از آب های زیر زمینی با استفاده ازفیلترهای کانساری، پایان نامه دکتری ، دانشگاه صنعتی اصفهان.
10- مهدوی مزده. علی،1392، ارزیابی کارایی فیلترهای کانساری و کربن فعال لیمو با حفره های نانو مقیاس در حذف یون های نیترات و کادمیوم از پساب کشاورزی ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده محیط زیست وانرژی ، دانشگاه پردیس و کشاورزی دانشگاه تهران .
_||_