حذف آلودگی آرسنیت از محیط اشباع همگن و ناهمگن ستون خاک با استفاده از نانوذرات آهن

آلودگی یکی از مسایل مطرح در آب زیرزمینی است که با افزایش فعالیت های صنعتی، دفع فاضلاب در چاه های جذبی و برداشت بی‎ رویه از آبخوان در حال افزایش است. یکی از آلودگی های رایج، سمی و خطرناک موجود در آب زیرزمینی، آلاینده آرسنیک است که غلظت آن در بعضی از مناطق کشور به مراتب بیشتر از حد استاندارد است. تزریق نانوذرات آهن به محیط آبخوان راهی جدید، کارامد، کم‎ هزینه و پاک است که مطالعاتی برای حذف درجای آن در محیط آبخوان اخیرا مورد توجه محققین قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی روند حذف آرسنیت در محیط آب زیرزمینی توسط نانو ذرات آهن صفر با شبیه‎ سازی یک مدل تجربی ستون خاک تک بعدی در شرایط همگن و ناهمگن در دو دانه ‎بندی خاک و دو سرعت جریان مختلف است. بدین منظور ابتدا با انجام آزمایش های پیمانه ای تاثیر تغییرات غلظت نانوذرات آهن و آرسنیت (As(III)) در گذشت زمان با پارامترهای محیطی چون تغییرات دمایی و pH بررسی شد. در آزمایش‎های پیمانه ای دیده شد که محیط اسیدی و دمای زیاد سرعت واکنش بین نانوذرات آهن و آلاینده آرسنیت را تسریع می نماید. سپس، در ستون خاک یک بعدی اشباع همگن، با دو قطر ذرات خاک متفاوت؛ آب آلوده به ارسنیت جاری شد و نانوذرات آهن تزریق شد. نتایج ستون ‎های همگن نشان داد که سرعت حذف آرسنیت توسط نانوذرات آهن در حد دقیقه است که با گذشت زمان و در طول ستون خاک میزان غلظت آرسنیت تاحد مجاز شرب کاسته شده است. همچنین، در ستون ناهمگن خاک این آزمایش با دو سرعت جریان انجام شد و نتایج نشان دادند افزایش سرعت جریان و لایه‎ بندی خاک از میزان کاهش آلاینده می کاهد. با پایان آزمایش های ستون خاک همگن و ناهمگن دیده شد میزان آهن خاک در حد مجاز شرب بود و با هدایت هیدرولیکی خاک، افت جریان افزایش یافته است. در نهایت، این پژوهش نشان داد که پالایش آرسنیت در محل توسط نانوذرات آهن در ستون خاک راندمان زیادی دارد.