ویژگی های جذب سرب توسط بقایای هرس انگور و بیوچار آن از محلول های آبی

سرب (Pb) یکی از سمی ترین فلزات سنگین و از آلاینده های مرسوم در محیط های خاکی و محلول های آبی است که منشا عمده آن، زهکشی و تخلیه رواناب های سطحی از صنایع می باشد. سرب را می توان از طریق فرایند جذب توسط جاذب های طبیعی به طور موثری از محیط حذف نمود. بیوچار جاذبی است که از گرماکافت مواد اولیه در شرایط بدون اکسیژن یا شرایط کم بود اکسیژن تولید می شود و معمولا توانایی جذب فلزات سنگین را به دلیل سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی بالا دارد. با توجه به فراوانی بقایای هرس سرشاخه های انگور در باغات انگور و امکان استفاده از این بقایا به عنوان جاذب آلی و کم هزینه، هدف از این پژوهش بررسی جذب سرب توسط بقایای هرس انگور بیوچار آن از محلول های آبی بود.

به منظور بررسی رفتار جذب سرب توسط بقایای هرس انگور و بیوچار آن از محلول های آبی، آزمایشی به صورت پیمانه ای با غلظت های اولیه سرب (200-0 میلی گرم بر لیتر) در سه سطح pH (3، 4 و 5)، سه قدرت یونی (01/0، 03/0، 1/0 مولار) در چهار دما (10 تا 40 درجه سلسیوس) با محلول زمینه نیترات سدیم انجام گرفت.

نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اولیه و pH و کاهش قدرت یونی، ظرفیت جذب سرب افزایش یافت. مدل جذب لانگمیر و دوبینین-رادوشکویچ نسبت به مدل های فروندلیچ و تمکین بر داده های آزمایشی با برازش بهتری داشتند. مقدار پارامترهای ظرفیت جذب (qmax، KF، B، qD) و شدت جذب (1/n، KL، KT) در بیوچار بقایای هرس انگور در مقایسه بقایای هرس انگور بیشتر بدست آمد. مقدار جذب سرب تحت تاثیر دمای محلول بود و با افزایش دمای محلول، جذب سرب افزایش یافت، به طوری که بیشترین مقدار جذب در دمای 40 درجه سلسیوس بدست آمد. مقادیر انرژی آزاد جذب (E) محاسبه شده از طریق معادله دوبینین-رادوشکویچ (6/3 تا 6/7 کیلو ژول بر مول) و مقادیر منفی انرژی آزاد گیبس (ΔG) (16- تا 21- کیلوژول بر مول) به ترتیب بیانگر جذب فیزیکی سرب بر روی جاذب ها و خودبخودی واکنش جذب سرب بر روی بقایای هرس انگور و بیوچار حاصل از آن بود. مقادیر انتروپی (ΔH) و آنتالپی (ΔH) برای بقایای هرس انگور به ترتیب 002/0 ژول بر مول بر کلوین و 31/0 کیلو ژول بر مول و برای بیوچار بقایای هرس انگور به ترتیب 002/0 ژول بر مول بر کلوین و 40/0 کیلو ژول بر مول بدست آمد که نشان دهنده تمایل جاذب های آلی برای جذب سرب و گرماگیر بودن فرآیند جذب بود.

این مطالعه نشان داد که برای بهینه سازی pH و قدرت یونی برای رسیدن به حداکثر جذب می توان از آزمایش های همدما و برای یافتن دمای مطلوب برای دستیابی به جذب موثر با جاذب از مطالعات ترمودینامیکی بهره جست. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که بقایای هرس انگور و بیوچار آن جاذبی موثر، ارزان قیمت، فراوان و قابل دسترس برای جذب سرب از منابع آبی آلوده و پساب می باشد.