کاربرد کامپوزیت های آهن، آلومینیوم و مس برای حذف غلظت بالای کروم در آب

افزایش صنایع مختلف و رشد روزافزون جمعیت کره زمین سبب ایجاد انواع آلودگی در محیط زیست شده است. یکی از مهم ترین آلاینده های موجود در آب که دارای خطرات متعددی بر سلامت انسان و موجودات زنده و خطرات مهم محیط زیستی است، ترکیبات آنیونی در غلظت بالا می باشد. فلزسنگین کروم یکی از این آلاینده هاست که موجب ایجاد آلودگی در محیط زیست شده و خطرات متعددی برای سلامت انسان و سایر موجودات زنده به همراه دارد. روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب مورد ارزیابی قرار گرفته اند که اغلب شامل فرآیندهای شیمیایی یا انرژی بر است. لذا اصلاح این منابع با کمک جاذب های مقرون به صرفه و با صرف انرژی کم حایز اهمیت است. مطالعات گذشته نشان می دهند که بایوچار، بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت های کربن- فلز کارایی بالایی در حذف آلاینده کروم با غلظت 20 میلی گرم در لیتر از آب دارند  ولی تاکنون تاثیر این جاذب ها بر حذف این آلاینده ی آنیونی در غلظت های بالا مورد بررسی قرار نگرفته است.

در این پژوهش کارایی جاذب های مختلف (بایوچار، بایوچار دارای پوشش مس، بایوچار دارای پوشش آلومینیوم، بایوچار دارای پوشش آهن، کامپوزیت بایوچار- مس، کامپوزیت بایوچار- آلومینیوم و کامپوزیت بایوچار- آهن) بر حذف کروم با غلظت 300 میلی گرم در لیتر از آب مورد بررسی قرار گرفت. بایوچارهای دارای پوشش فلز از ترکیب فلزات (مس، آهن و آلومینیوم) با غلظت 10000 میلی گرم بر کیلوگرم با بایوچار تولید شده در دمای 600 درجه ی سانتی گراد و کامپوزیت های بایوچار- فلز مختلف از ترکیب این فلزات با کاه برنج و سپس حرارت دهی نمونه ها در دمای 600 درجه ی سانتی گراد تهیه شدند. به منظور تعیین کارایی جاذب ها، 5/0 گرم از هر جاذب با 40 میلی لیتر محلول کروم با غلظت 300 میلی گرم بر لیتر و 6= pH ترکیب شده و به مدت سه ساعت تکان داده شدند تا به تعادل رسیدند. سپس نمونه ها برای مدت 5 دقیقه با دور rpm 6000 سانتریفیوژ شده و فیلتراسیون، غلظت نهایی آلاینده قرایت شد و درصد حذف کروم محاسبه گردید.

نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که تمامی جاذب های مورد استفاده، در حذف غلظت بالای کروم از آب موثر بودند. کمترین میزان حذف این آلاینده مربوط به نمونه بایوچار بود که تنها توانست 28/15 درصد از این آلاینده را از آب حذف نماید و بیشترین میزان حذف با استفاده از کامپوزیت بایوچار- آهن حاصل شد، که این جاذب 45/44 درصد از آلاینده را از محلول آبی حذف کرد. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش مشاهده می شود که بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت های بایوچار- فلز نسبت به جاذب بایوچار دارای کارایی بهتری در حذف کروم از آب می باشند. به طور مثال، کامپوزیت بایوچار- آهن و بایوچار دارای پوشش آهن توانستند به ترتیب 45/44 و 867/30 درصد از آلاینده ی کروم را از محلول آبی حذف کنند در حالی که بایوچار کاه برنج تنها قادر به حذف 28/15 درصد از این آلاینده از آب بود.

بحث:

 نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که بایوچار پوشش دار شده با آهن و کامپوزیت بایوچار- آهن، نسبت به سایر نمونه های دارای پوشش سطحی و کامپوزیت های بایوچار-فلز دارای توانایی بیشتری در حذف آلاینده کروم از محلول آبی بوده است و توانسته است موفق تر عمل کند. بنابراین کاربرد این جاذب ها می تواند در اصلاح آب آلوده به این آلاینده موثر باشد.