پالایش آب های زیرزمینی آلوده به کادمیوم با استفاده از نانو ذرات آهن

محدودیت منابع آب و افزایش جمعیت کشور، متوسط سرانه آب قابل تجدید را کاهش داده است به طوری که مقدار آن از ۷۰۰۰ متر مکعب در سال ۱۳۴۰ به ۳۴۰۰ متر مکعب در سال ۱۳۵۷ کاهش یافته است. با توجه به نرخ رشد جمعیت کشور پیش بینی میشود که این مقدار در سال ۱۴۰۰ به حدود ۱۳۰۰ مترمکعب کاهش یابد و این به مفهوم ورود ایران به حد کم آبی در سال
۱۴۱۵ خواهد بود. فعالیت های مختلف کشاورزی، صنعتی می توانند به طور مستقیم و غیر مستقیم اثرات نامطلوبی بر محیط زیست و منابع آب بگذارند. در این فعالیت تحقیقاتی به بررسی راهکارهای پالایش آبهای زیرزمینی آلوده به کادمیوم با استفاده از نانو ذرات آهن ظرفیت صفر تحت سری آزمایش های پیمانه ای و در محیط متخلخل پرداخته شد. در آزمایشات پیمانه ای بین محلول های کادمیوم با غلظتهای ۰/۲، ۰/۵ و ۴ قسمت در میلیون با محلول های ۱ و ۲ گرم بر لیتر نانو ذرات، واکنش هایی صورت گرفت که نتایج حاکی از کاهش آلایندگی آب در نتیجه جذب سطحی توسط جاذب بود. با افزایش غلظت اولیه محلول کادمیوم درصد جذب کاهش و با افزایش غلظت نانو ذرات تزریقی، این رقم افزایش یافت. پس از تعیین مقدار بهینه غلظت نانو ذرات جهت کاهش آلایندگی، اثر افزایش و کاهش تراز اسیدیته محلول بر میزان جذب سطحی کادمیوم توسط جاذب مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که افزایش خاصیت قلیایی محیط باعث افزایش ترسیب یونهای فلزی شده و کاهش آلایندگی کادمیوم را در محلول به دنبال دارد. در مقابل شرایط اسیدی انحلال پذیری کادمیوم و نانو ذرات را افزایش داده، باعث کاهش جذب سطحی و ترسیب کادمیوم از محلول میشد. در ادامه با مقایسه وضعیت افزایش دمای محلول با شرایط متعارف، مشخص گردید که افزایش دما، افزایش جذب سطحی کادمیوم توسط نانو ذرات را به دنبال خواهد داشت. در آزمایشات موجود در محیط متخلخل یک بعدی همگن، هدف حذف آلایندگی محلول ۲/۹۲ قسمت در میلیون کادمیوم بود که در این بخش از محلول ۳ گرم بر لیتر نانو ذرات استفاده شد. در نتیجه تزریق آب آلوده و محلول جاذب با دبی ثابت به داخل محیط متخلخل، در طول یک ساعت نمونهبرداری، روند ثابت حذف آلایندگی در نتیجه نانو ذرات تزریقی و نانو ذرات تجمع یافته در خاک همچنان ادامه داشت. در ادامه با کاهش تزریق نانو ذرات اثر جذب سطحی نانو ذرات تجمع یافته در خاک بررسی گردید که نتایج حاکی از کاهش ۹۶/۷۸ درصدی غلظت کادمیوم نسبت به غلظت اولیه در زمان قطع کامل تزریق جاذب بود که در اثر جذب سطحی نانو ذرات تجمع یافته در خاک را مشخص می نمود.

کلیدواژه ها:

کادمیوم ، نانو ذرات آهن ظرفیت صفر ، پالایش آب های زیرزمینی ، محیط متخلخل یک بعدی همگن