بررسی حذف کروم شش ظرفیتی Cr(VI) از خاک رس آلوده با استفاده از ترکیب همزمان الکتروکینتیک و نانو ذرات آهن به عنوان دیواره واکنش زای نفوذپذیر (PRB)
محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست
نادر شریعتمداری
1
()
محسن سعیدی
2
()
حسام دریائی
3
()
کلید واژه:
چکیده مقاله :
در سال های اخیر طیف وسیعی از خاک های آلوده به فلزات سنگین، مانند کروم شش ظرفیتی Cr(VI)، در مراکز صنعتی یافت شده است. این نوع از خاک های آلوده به صورت وسیعی در دنیا گسترش می یابد و در حال حاضر به یک عامل خطرناک برای محیط زیست تبدیل شده است. کروم شش ظرفیتی که به عنوان یک عامل سرطان زا و مخرب برای بافت های زنده شناخته می شود، در چرم سازی، آبکاری و دیگر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. وجود خاک های آلوده به کروم را عمدتاً نتیجه دفع نامناسب آلاینده و نشت از محل های ذخیره باید دانست. براین اساس، یافتن روش های موثر برای حذف کروم شش ظرفیتی از خاک های آلوده که بازده بالایی را تامین کند، توجه بسیاری از سازمان های دولتی را به منظور حفاظت از سلامت عمومی و محیط زیست به خود معطوف کرده است. این مطالعه تاثیر قراردهی نانو ذرات آهن در فرآیند الکتروکنتیک جهت تصفیه خاک رس آلوده به کروم شش ظرفیتی با غلظت 100 میلی گرم بر کیلوگرم را مورد بررسی قرار داده است. آزمایش های الکتروکینتیک بر روی نمونه 8 سانتی متری با گرادیان الکتریکی 2 ولت بر سانتی متر و به مدت 24 ساعت صورت پذیرفت. نتایج به دست آمده از آزمایش پایه نشان از حرکت و تجمع بخش عمده کروم شش ظرفیتی موجود در خاک در نزدیکی مخزن آند داشت. بر پایه این نتایج یک مانع واکنش زا از نانو ذرات آهن و ماسه سیلیکاتی به نسبت وزنی 1 به 5/2 در فاصله 2 سانتی متری از الکترود آند تعبیه گردید. بازده احیا و حذف کروم شش ظرفیتی از خاک در فرآیند با تعبیه دیواره واکنش زا به ترتیب 88% و 19% به دست آمد. در تلاشی دیگر کنترل pH مخازن آند و کاتد در عدد 3/6 درترکیب با قرارگیری دیواره واکنش زا در نزدیکی آند به منظور تاثیر این پدیده برفرآیند حذف مورد ملاحظه قرار گرفت. از آن جایی که کنترل pH در مخازن باعث ارتقای دفع سطحی کروم شش ظرفیتی از خاک و تداخل بیشتر آن با دیواره واکنش زا می شود، در نتیجه میزان حذف کروم از خاک و احیای آن از کروم شش به کروم سه ظرفیتی به 42% و 3/89% افزایش پیدا کرد.
Recently, a variety of soils contaminated with heavy metals e.g. Cr (VI), have been found in industrial sites. Such soil contamination is widely distributed in the world and has now become a serious issue for environment. Hexavalent Chromium, Cr (VI), which is known to be carcinogenic and mutagenic to living organisms, has been utilized for leather tanning, electroplating and in other industries. Cr (VI) contaminated soil is mainly the result of improper disposal and leakage from reservoirs. Accordingly, finding promising technologies to remediate Cr (VI) from contaminated soils which provide high efficiency has drawn attention by many governmental officials to protect public health and the environment. This paper investigated the effectiveness of incorporating Nano zero-valent iron (nZVI) into electro kinetics (EK) to remediate Cr (VI) contaminated soil (100 mg/kg). The electro kinetic experiments were conducted using a 8 cm long sample under a constant electric gradient of 2 V/cm for 24 h. Results from the base experiment showed that the most Cr (VI) species migrated and accumulated near the anode reservoir. Based upon this result a reactive barrier was installed 2 cm away the anode electrode and was filled with nZVI and silica sand (1:2.5 w/w). The Cr (VI) reduction and removal efficiency for the processes with nZVI were 88% and 19, respectively. In other attempt the pH control in anode and cathode reservoirs has been considered to a value of 6.3 coupled with barrier installation near the anode reservoir to understand the effect of this phenomenon in remediation processes. Since the pH control in the reservoirs promotes the release of Cr (VI) from the soil by electro migration and permitting, the maximum interference with permeable reactive barrier results the increase of the removal of total Cr to 42% and 89.3% reduction of Cr (VI) to the Cr (III).
