بررسی آزمایشگاهی و ارزیابی مدل های سینتیک واجذب کادمیم از بار رسوبی بستر در یک کانال دایره ای

در سراسر دنیا، بیشتر منابع آب های سطحی و رودخانه ها با آلودگی های مختلفی در تماس هستند. یکی از آلودگی های صنعتی، ورود فلزات سنگین به رودخانه ها و جذب آنها توسط رسوبات است. از سوی دیگر، فلزات سنگین در برخی شرایط محیطی ممکن است از رسوبات آزاد شوند. در این تحقیق، به منظور بررسی پدیده واجذب کادمیم توسط رسوبات، ابتدا رسوبات با قطر متوسط ۵۴/۰ میلی متر به طورمصنوعی با کادمیم با غلظت های مختلف آلوده شدند. سپس اثر غلظت کادمیم و همچنین سرعت جریان بر نرخ واجذب از رسوبات آلوده به صورت آزمایشگاهی در یک فلوم دایره ای با قطر ۶/۱ متر و عرض ۲/۰ متر در سرعت های ۱۸/۰ و ۳۵/۰ متربرثانیه بررسی شد. نتایج آزمایش های واجذب نشان داد که بیشتر کادمیم قابل واجذب در حدود ۵/۰ ساعت از رسوبات دفع می شوند. با افزایش غلظت کادمیم، نرخ واجذب نیز افزایش یافت به طوری که با افزایش غلظت ازmg/kg  ۷ تاmg/kg  ۴۹/۵، نرخ واجذب از ۷/۱۰ تا ۳۰ درصد افزایش یافت. همچنین افزایش سرعت جریان تاثیر ناچیزی بر نرخ واجذب داشت؛ به طوری که در حداکثر غلظت نرخ واجذب به ازای سرعت های ۱۸/۰ و ۳۵/۰ متربرثانیه به ترتیب ۲۵ و ۳۰ درصد مشاهده شد. پس از بررسی مدل های سینتیک واجذب مشخص شد که معادله های پخشیدگی سهموی دوگانه با خطای متوسط نسبی ۰۲/۷ درصد و ۹۹/۰ = R۲، ۷۷/۵ = SSE، ۸۵/۰ = KGE دقت بیشتری نسبت به معادله های دیگر دارند. نتایج آزمایش های این تحقیق نشان داد که بیشتر ذرات رسوب و کادمیم پیوند قوی از نوع شیمیایی با هم برقرار کرده اند و فرایندهای جذب و واجذب فلزهای سنگین توسط رسوبات برگشت ناپذیر هستند.

کلیدواژه ها:

نرخ واجذب ، کادمیم ، رسوبات رودخانه ای ، مدل های سینتیک واجذب