فهرست مطالب

نشریه مهندسی بهداشت محیط
سال پنجم شماره 4 (پیاپی 20، تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/04
  • تعداد عناوین: 8
|
  • بررسی عملکرد فرایند پرسولفات فعال شده با امواج فراصوت جهت تخریب فنانترن از محیط های خاکی با روش طراحی ترکیبی مرکزی
    مطهره هراتی، روشنک رضایی کلانتری* صفحات 309-322
    زمینه و هدف
    PAHs و مشتقات آن ها با ساختار مولکولی پیچیده و پایدار و با قابلیت زیست تخریب پذیری پایین از ترکیبات موجود در نفت خام هستند. هدف از این مطالعه بررسی عملکرد فرایند پرسولفات فعال شده با امواج اولتراسونیک در حذف فنانترن از محیط های خاکی با روش طراحی ترکیبی مرکزی بود.
    مواد و روش ها
    ابتدا نمونه خاک با الک mm2 غربال و یکنواخت شد. سپس محلول فنانترن به نمونه خاک اضافه گردید. جهت انجام فرایند اکسیداسیون شیمیایی، پراب دستگاه تولیدکننده امواج اولتراسونیک داخل محفظه واکنش حاوی محیط دوغابی خاک/پرسولفات قرار گرفت. جهت بهینه سازی پارامترهایی چون غلظت پرسولفات سدیم (PS) ، شدت امواج فراصوت (US) و زمان انجام فرایند از روش طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) استفاده شد. هم افزایی فرآیندها در سیستم در شرایط بهینه نیز بررسی گردید.
    یافته ها
    طبق نتایج آنالیز واریانس تاثیر پارامترهای غلظت پرسولفات، شدت امواج فراصوت و زمان انجام فرایند و برهم کنش آن ها در تجزیه فنانترن (PHE) معنی دار بود. غلظت PS تاثیرگذارترین عامل در تجزیه فنانترن بود. شرایط بهینه در حذف حداکثری 05/58% فنانترن در غلظت PS برابر mol 2/0، شدت امواج فراصوتی با توان 70% در مدت زمان min120 بدست آمد. پرسولفات به طور مجزا در پایان min120 از فرآیند در حدود 2/9% از فنانترن را تجزیه کرد، در همین شرایط فرآیند اولتراسونیک به تنهایی 4/3 % کارایی داشت. این در حالی بود که، فرآیند توام PS/US توانست 05/58% فنانترن را حذف کند.
    نتیجه گیری
    نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد کاربرد فرایند فعالسازی فراصوتی پرسولفات، می تواند به عنوان روشی موثر در پالایش خاک های آلوده به فنانترن مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: فنانترن، پرسولفات، امواج اولتراسونیک، محیط خاکی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بررسی فرایند ازن زنی کاتالیزوری با نانوذرات آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید در حذف مترونیدازول از محیط های آبی
    مجتبی یگانه بادی ، عماد دهقانی فرد* صفحات 323-336
    سابقه و هدف
    در چند دهه اخیر از آنتی بیوتیک ها به طور گسترده در دامپزشکی و پزشکی استفاده می شود که حضور این ترکیبات در محیط زیست خطرهای بالقوه ای را برای موجودات آبی و خاکی به وجود آورده است. مترونیدازول یکی از این آنتی بیوتیک ها می باشد. هدف از این پژوهش، بررسی راندمان حذف مترونیدازول از محلول های آبی با استفاده از فرآیند ازن زنی کاتالیزوری با نانوذرات مغناطیسی آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید می باشد.
    مواد و روش ها
    روش سل ژل به منظور سنتز نانو ذرات Fe3O4@SiO2@TiO2 مورد استفاده قرار گرفت و خصوصیات آن با آنالیز های SEM،XRD و EDX بررسی شد. تاثیر پارامترهایی مانند pH، دوز کاتالیست، زمان واکنش، غلظت آلاینده، تعیین میزان معدنی سازی و تعیین بدام انداز رادیکال بر عملکرد فرایند مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات غلظت مترونیدازول توسط دستگاه HPLC تعیین گردید.
    یافته ها
    طبق نتایج به دست آمده در این مطالعه pH=10، دوز کاتالیست 3 گرم بر لیتر به عنوان شرایط بهینه به دست آمد و با افزایش زمان تماس و کاهش غلظت مترونیدازول راندمان حذف افزایش یافت. نتایج نشان داد که حذف مترونیدازول به وسیله این فرآیند از مدل سینتکی درجه اول تبعیت می نماید. میزان TOC در شرایط بهینه بهره برداری 86 درصد بود.
    نتیجه گیری
    فرآیند ازن زنی کاتالیزوری با نانوذرات آهن مغناطیسی دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید به طور قابل توجهی می تواند مترونیدازول را حذف کند و روش مناسبی برای حذف مترونیدازول می باشد.
    کلیدواژگان: مترونیدازول، ازن زنی کاتالیزوری، نانوذرات مغناطیسی آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • سنتز نانوکامپوزیت ZnO-SnO2-Ag و بررسی تجزیه فتوکاتالیستی آلاینده متیل اورانژ با استفاده از نانو کامپوزیت سنتز شده
    اعظم قادری، صدیقه عباسی* ، فرشاد فرهبد صفحات 337-344
    زمینه و هدف
    حضور مواد آلاینده رنگی از جمله متیل اورانژ سبب ایجاد تهدیدی جدی در محیط زیست می باشد. لذا هدف اصلی این بررسی، سنتز نانوکامپوزیت ZnO-SnO2-Ag و همچنین حذف آلاینده متیل اورانژ از آب با استفاده از روش اکسیداسیون پیشرفته در حضور نانوکامپوزیت فتوکاتالیستی سنتز شده می باشد.
    مواد و روش ها
    نانوکامپوزیت حاوی نانوذرات ZnO، SnO2 و Ag جهت کاربرد فتوکاتالیستی سنتز و مورد استفاده قرار گرفت. نانوکامپوزیت سنتز شده با استفاده از طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد آنالیز قرار گرفت. تاثیر زمان تابش دهی در بازه 5 تا 15 دقیقه و غلظت نانوکامپوزیت سنتز شده در بازه 125/0% تا 5/0% وزنی بر روی فعالیت فتوکاتالیستی جهت حذف آلاینده متیل اورانژ مورد بررسی قرار گرفت.
    یافته ها
    با توجه به نتایج حاصل از طیف XRD مشاهده گردید که نانوذرات نقره با ساختار کریستالی مکعبی بر روی هیبرید ZnO-SnO2، آرایش یافته است. نتایج حاصل از بررسی میزان راندمان حذف آلاینده آلی مورد بررسی نشان داد که با افزایش زمان تابش دهی محلول حاوی آلاینده و نانوکامپوزیت سنتز شده با اشعه UV و همچنین کسر وزنی نانوکامپوزیت سنتز شده، میزان راندمان حذف آلاینده نیز افزایش می یابد. نتایج حاصل از آزمون چند دامنه ای دانکن نشان داد که تفاوت آماری معنی داری در بین سطوح مختلف زمان تابش دهی محلول آلاینده با اشعه UV و کسر وزنی نانوکامپوزیت وجود دارد. بحث و نتیجه گیری: تاثیر زمان تابش دهی محلول آلاینده با اشعه UV بر روی میزان راندمان حذف آلاینده بیشتر از تاثیر کسر وزنی نانوکامپوزیت سنتز شده می باشد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، ZnO-SnO2-Ag، فعالیت فتوکاتالیستی، متیل اورانژ
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • پیش تصفیه فاضلاب دباغی چرم به کمک فرآیند انعقاد الکتریکی
    لیلا داورپناه *، سوما طاهریان، الهام عبدالله زاده شرقی صفحات 345-358
    زمینه و هدف
    صنعت چرم سازی از آلوده کننده‏ترین صنایع کشور است که سبب تولید سالانه چند صد تن فاضلاب صنعتی می‏گردد. یکی از روش های موثر جهت پیش‏تصفیه این گونه پسابها فرایند انعقاد الکتریکی است که این پژوهش با هدف حذف COD و کدورت از فاضلاب واقعی یکی از واحدهای تولید چرم طبیعی در شهرک چرمشهر به کمک فرآیند انعقاد الکتریکی بوده است. مواد و روش ‏ها: این پژوهش در مقیاس آزمایشگاهی در یک راکتور انعقاد الکتریکی به حجم 480 میلیتر انجام گردید. فاضلاب مورد آزمایش از یک واحد دباغی چرم به صورت مرکب جمع آوری گردید و متغیرهای اصلی شدت جریان (5/1، 5/2، 5/3 و 5 آمپر) ، زمان ماند (5، 10، 15 و 30 دقیقه) ، pH اولیه (5، 6 و 6/8) و جنس الکترودهای به‏کاررونده (آهن، آلومینیوم و استیل) در نظر گرفته شدند. یافته ‏ها: شرایط بهینه در فرایند انعقاد الکتریکی جهت دستیابی به بیشترین بازده حذف COD (برابر با %57/63) در آزمایشی با شرایط زمانی 5 دقیقه، چگالی جریان mA/cm2 5/23، 6/8=pH و تعداد 2 الکترود استیل ارزیابی گردید. همچنین در آزمایشی که دارای زمان ماند 30 دقیقه، چگالی جریان mA/cm2 5/23، 62/8 =pH و تعداد 4 الکترود بوده است، به میزان حذفی برابر با %88/62 دست یافته شد.
    نتیجه گیری
    نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که فرآیند انعقاد الکتریکی می تواند روشی کارآمد در پیش‏تصفیه فاضلاب دباغی باشد و با الکترود آلومینیوم و مدت زمان انعقاد 5 دقیقه، با چگالی جریان mA/cm2 7 در 6/8=pH می‏توان به شرایط بهینه حذف دست یافت.
    واژه های کلیدی: فرایند انعقاد الکتریکی، پساب دباغی چرم، COD،
    کلیدواژگان: الکترودهای آهن، آلومینیوم و استیل، کدورت
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • سنجش و ارزیابی ریسک اکولوژیکی فلزات سنگین (سرب، کادمیوم، مس و روی) در رسوبات مناطق ساحلی استان بوشهر
    آرش حق شناس، مسعود حاتمی منش، مهربان صادقی، محسن میرزایی* ، بهزاد محمدی بردکشکی صفحات 359-374
    زمینه و هدف
    خلیج فارس یکی از مهمترین اکوسیستم های آبی جهان است که در چند دهه اخیر در معرض آلاینده های محیط زیستی مختلف همچون فلزات سنگین ناشی از فعالیت های انسانی و طبیعی قرار گرفته است. بنابراین هدف مطالعه حاضر تعیین غلظت و ارزیابی ریسک اکولوژیکی فلزات سرب، کادمیوم، مس، روی در رسوبات ساحلی استان بوشهر در خلیج فارس است.
    مواد و روش ها
    جهت سنجش غلظت فلزات 54 ایستگاه در طول خط ساحلی استان بوشهر انتخاب و در هر ایستگاه 3 نمونه برداشت شد. پس از آماده سازی و هضم اسیدی نمونه ها، غلظت فلزات مذکور با استفاده از دستگاه پولاروگراف تعیین گردید.
    یافته ها
    میانگین غلظت کلی فلزات سنگین کادمیوم، سرب، مس و روی در رسوبات به ترتیب به میزان (89/0± 41/2، 01/20±53 /11، 76/2± 99/34، 62/2±4/52 میکرو گرم بر کیلوگرم، بدست آمد. همچنین نتایج مقایسه غلظت فلزات سنگین در سواحل استان بوشهر (جم، دیر، بوشهر، دشتی، گناوه و دیلم) با استفاده از آزمون ANOVA نشان داد، بین غلظت فلزات رسوبات سواحل مختلف اختلاف معنی داری وجود دارد. یافته ها نشان داد بار آلودگی و خطر اکولوژیکی فلزات سنگین منطقه در طبقه خطر پایین و تاحدودی متوسط قرار دارد. همچنین خطر محیط زیستی فلزات به صورت (روی > سرب > مس > کادمیوم) ارزیابی گردید.
    نتیجه گیری
    براساس نتایج بدست آمده وضعیت آلودگی و خطر اکولوژیکی فلزات در منطقه برای فلزات (روی، سرب و مس) در حد پایین اما برای فلز کادمیوم در حد متوسط ارزیابی می گردد.
    کلیدواژگان: فلزات سنگین، ارزیابی ریسک اکولوژیکی، رسوبات، زون های ساحلی استان بوشهر، استاندارد کیفیت
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • ارزیابی شاخص ها و کیفیت آب رودخانه برای توسعه مراکز پرورش ماهی (مطالعه موردی: رودخانه کبکیان)
    شروین جمشیدی *، اشرف سادات کریمان، محمدهادی مشکاتی، زینب محرابی صفحات 375-388
    زمینه و هدف
    پرورش ماهی نیازمند آب با کیفیت مناسب است تا امکان تولید محصولات با کمترین تلفات و ریسک بهداشتی فراهم گردد اما خود بعنوان یک منبع آلاینده بشمار می رود. هدف از این پژوهش، ارزیابی کیفی رودخانه با کاربری آبزی پروری است تا با توجه به پارامترهای فیزیکوشیمیایی و شاخص کیفی آب امکان توسعه مراکز بیشتر پرورش ماهی بررسی گردد.
    مواد و روش ها
    این مطالعه بصورت میدانی و آزمایشگاهی، در 6 دوره در سال آبی 1396-1395 با فاصله زمانی دوماهه و از مجموع 21 ایستگاه واقع در مسیر رودخانه کبکیان و نقاط خروجی منابع آلاینده صورت پذیرفت و نتایج حاصل با نرم افزار SPSS و انجام آزمون آماری در قالب تحلیل واریانس بصورت مکانی و زمانی تحلیل گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان می دهد که اکسیژن محلول بیش از 7 میلی گرم بر لیتر و شاخص کیفی آب رودخانه 70 و در وضعیت مطلوب است. با این وجود، نوسانات فصلی پارامترهای BOD، COD و نیتریت در آب رودخانه قابل ملاحظه بوده و میانگین آنها برای پرورش ماهی نسبتا بالاست که به ترتیب 10، 16 و 0. 14 میلی گرم بر لیتر می باشد. در این میان، تنها پارامتر BOD دارای نوسانات قابل ملاحظه مکانی نیز بوده است و بر این اساس بعنوان شاخص اصلی کنترل کیفی رودخانه معرفی می گردد.
    نتیجه گیری
    در مجموع کیفیت آب رودخانه کبکیان برای توسعه مراکز پرورش ماهی مناسب است اما بدلیل احتمال حضور مواد آلاینده خاص مانند مالاشیت گرین، پیشنهاد گردید نظارت بر واحدها بویژه در بالادست رودخانه، برای کاهش ریسک بهداشتی این فعالیت ها و کنترل تخلیه بار کربنی و نیتروژنی افزایش یابد.
    کلیدواژگان: آبزی پروری، تحلیل آماری، رودخانه، شاخص کیفی آب، کبکیان، مالاشیت گرین
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • ارزیابی میزان تولید گازهای زیست محیطی در لندفیل جهت استحصال انرژی (مطالعه موردی لندفیل شماره 2 شاهین شهر)
    احسان رضایی، محمد هادی ابوالحسنی* صفحات 389-400
    زمینه و هدف
    افزایش روز افزون جمعیت و رشد شهرنشینی، باعث افزایش تولید مواد زائد و آلاینده گردیده است. یکی از مهم ترین مواد آلاینده محیط زیست، مواد زائد جامد شهری است که هر روزه میلیون ها تن از آن در سراسر جهان تولید می گردد. با توجه به محدودیت های اقتصادی و تکنولوژیکی امکان بازیافت همه زباله ها میسر نیست و دفن در زمین یکی از روش های دفع زباله های شهری در جهان است. پسماندهای جامد شهری در لندفیل در طول یک فرآیند تبدیل بیوشیمیایی که تجزیه زیستی نامیده می شود به گاز لندفیل تبدیل می شوند. گاز لندفیل محصول فساد زباله قابل تجزیه است که حاوی 40 تا 60 درصد متان و مقادیر مختلفی از دیگر گازها می باشد. در کشورهای پیشرفته دنیا، طراحی مراکز دفن با دید بهره برداری از حداکثر انرژی قابل استحصال از آن ها انجام می شود. بطور کلی بازیافت گاز لندفیل دارای منافع مختلفی از جمله در زمینه های زیست محیطی، اقتصادی و از همه مهمتر انرژی می باشد. این مقاله با هدف تخمین گازهای زیست محیطی در لندفیل شماره 2 شاهین شهر (کل گاز لندفیل، گازهای متان و دی اکسید کربن) ، مقایسه میزان گازها در طول 30 سال و همچنین بررسی توان این لندفیل جهت استحصال انرژی تهیه و تدوین گردیده است.
    مواد و روش ها
    محیط مورد پژوهش لندفیل شماره 2 در کارخانه بازیافت شاهین شهر (اصفهان) واقع در کوه های جعفر آباد می باشد که ظرفیت آن در سال 1391 تکمیل شده و ارزیابی گازهای لندفیل در آنها صورت گرفته است. میزان کل گازهای تولیدی، متان و دی اکسید کربن با استفاده از مدل تخریب مرتبه اول در طول 30 سال محاسبه شده است.
    یافته ها
    میزان این گازها در لندفیل از سال 1394 تا سال 1424 محاسبه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که میزان گازهای لندفیل در طول زمان کاهش یافته است. بیشترین گاز متان و دی اکسید کربن تولید شده به ترتیب در حدود 1050000 و 2870000 کیلوگرم در سال 1394 و کمترین مقدار متان و دی اکسید کربن تولید شده به ترتیب در حدود 174 و 476 هزار کیلوگرم در سال 1424 برآورد شده است. حجم کل گازهای تولید شده در این لندفیل طی 30 سال حدود 46 میلیون مترمکعب برآورد شده است، که 27 درصد جرم آن را متان و 73 درصد آن را دی اکسید کربن تشکیل می دهد. میزان گاز متان و دی اکسید کربن در طول 30 سال به ترتیب حدود 15 میلیون و 42 میلیون کیلوگرم پیش بینی شده است.
    نتیجه گیری
    به طور کلی با گذشت زمان میزان گازهای لندفیل کاهش یافته است. پیشنهاد می گردد جهت استفاده از این حجم گاز از تکنولوژی های استحصال انرژی برای کنترل گازهای گلخانه ای و تولید انرژی مورد نیاز کارخانه بازیافت شاهین شهر استفاده گردد.
    کلیدواژگان: لندفیل، گاز زیست محیطی، پسماند، انرژی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • تاثیر کاربرد کلات EDDS بر افزایش راندمان گیاه پالایی کادمیوم توسط ذرت (رقم ماکسیما) در خاک تیمار شده با کمپوست زباله شهری (مطالعه موردی: کمپوست زباله شهری خمین)
    امیرحسین بقایی * صفحات 401-412
    زمینه و هدف
    در سال های اخیر گیاه پالایی به عنوان یک روش مطلوب برای اصلاح خاکهای آلوده به فلزات سنگین مورد بررسی قرار گرفته است. در این میان استفاده از کلاتها نظیر اتیلن دی آمین دی سوکسینیک اسید (EDDS) احتمالا می تواند با تاثیر بر قابلیت دسترسی فلزات سنگین در خاک، باعث افزایش راندمان گیاه پالایی شود. بنابر این این پژوهش با هدف بررسی اثربخشی کلات EDDS بر میزان جذب کادمیوم توسط ذرت (رقم ماکسیما) در خاک تیمار شده با کمپوست زباله شهری خمین صورت پذیرفت.
    مواد و روش ها
    این پژوهش به صورت یک آزمایش فاکتوریل سه فاکتوره در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه ای به اجرا در آمد. تیمارهای آزمایشی شامل کاربرد کمپوست زباله شهری (0، 15 و 30 تن در هکتار) ، خاک آلوده شده با کادمیوم از منبع نیترات کادمیوم در مقادیر0 ،20، 30 و 40 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک و کاربرد کلات EDDS به مقدار 0 و 5/1 میلی مول بر کیلوگرم خاک بود. بعد از گذشت 60 روز، ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک و غلظت کادمیوم ریشه و شاخساره گیاه اندازه گیری شد.
    یافته ها
    کاربرد 5/1 میلی مول کلات EDDS در کیلوگرم خاک فاقد کمپوست زباله شهری در خاک آلوده به 40 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک باعث افزایش 21 درصدی در میزان کادمیوم قابل دسترس خاک شده است ، این در حالی است که کاربرد 5/1 میلی مول کلات EDDS در خاک تیمار شده با 30 تن در هکتار کمپوست زباله شهری در خاک آلوده به 40 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک باعث افزایش تقریبی 10 درصدی در میزان کادمیوم قابل دسترس خاک شده است.
    نتیجه گیری
    میزان اثر بخشی کلات EDDS بستگی به میزان مواد آلی موجود در خاک داشته است، به نحوی که با افزایش کاربرد کمپوست زباله شهری خمین اثر بخشی کاربرد کلات EDDS کاهش یافته است. نتایج مشابه مشاهده شده برای غلظت کادمیوم ریشه و شاخساره گیاه نیز تاکیدی بر این ادعا است.
    کلیدواژگان: کلات EDDS، کادمیوم، رقم سیگما، قابلیت دسترسی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
|
  • Evaluation of Efficiency of Persulfate Activated with Ultrasonic Waves in Phenanthrene Degradation from Soil Environments by Central Composite Design Method
    Motahareh Harati , Roshanak Rezaei Kalantary* Pages 309-322
    Background and Purpose: PAHs and their derivatives have a complex and stable molecular structure with low biodegradability and have from the compounds in the crude oil. The object of this study was to evaluation of efficiency of persulfate activated with ultrasonic waves in Phenanthrene degradation from Soil environments by central composite design.
    Methods
    The soil samples were homogenized and filtered using a 2.0 mm sieve. Then, Phenanthrene solution (PHE) was added into soil sample. In order to carry out the chemical oxidation process, Probe Ultrasonic Wave Generator place out inside the reaction chamber Contains Persulfate/soil slurry environment. A central composite design (CCD) was used for designing and optimizing the operation parameters such as sodium Persulfate concentration, Ultrasound intensity and contact time. The synergy of processes in the system was also studied in optimal conditions.
    Results
    ANOVA results indicated that the effect of persulfate concentration, ultrasound intensity and contact time and binary interactions were significant. The Persulfate concentration, has the most significant effect on the phenanthrene degradation. The highest efficacy of the phenanthrene degradation (%58.05) was obtained in the conditions: initial concentration of persulfate =0.2 mol, ultrasonic waves with power = %70, and contact time = 120 min. By applying S2O8-2 in a separate approach after 120 min the efficiency was 9.2% while at these conditions, the efficiency of the ultrasonic process was only 3.4%. By contrast, the combined PS/US process could remove %58.05 of phenanthrene.
    Conclusion
    The results of this study indicated that, the application of the PS/US process is an effective method for purification of Phenanthrene contaminated soils.
    Keywords: Phenanthrene, S2O82-, ultrasonic waves, soil
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Study of the Efficiency of Non-Homogeneous Catalytic Ozonation Process using a Catalyst of Magnetic Nanoparticles of Iron Oxide Doped with Silica and Titanium Dioxide in Removal of Metronidazole from Synthetic Wastewater
    Mojtaba Yegane Badi , Emad Dehghanifard* Pages 323-336
    Background and Objective
    Antibiotics are widely used in veterinary and medicine in the last few decades which presence of these compounds has made potential risks for aquatic and terrestrial organisms in the environment. Metronidazole is one of these antibiotics. The purpose of this study was investigation of the efficiency of metronidazole removal from aqueous solutions using a catalytic ozonation process with magnetic nanoparticles of iron oxide doped with silica and titanium dioxide.
    Materials and Methods
    The sol gel method was used to synthesize Fe3O4@SiO2@TiO2 nanoparticles and its properties were investigated by SEM, XRD and EDX analyzes. The effect of parameters such as pH, catalyst dose, reaction time, contaminant concentration, determining the mineralization and scavenger effect were investigated on the process performance. Changes in metronidazole concentration were determined by HPLC.
    Results
    According to the results of this study, pH =10 and catalyst dose of 3 g /l were obtained as optimum conditions and the removal efficiency increased with increasing of contact time and decreasing in the concentration of metronidazole. Results showed that the removal of metronidazole followed first degree model by this process. Rate of TOC was 86% under optimal operating conditions.
    Conclusion
    Catalytic ozonation process with magnetic nanoparticles of iron oxide doped with silica and titanium dioxide can significantly remove metronidazole and it is an appropriate method for removal of metronidazole.
    Keywords: Metronidazole, Catalytic ozonation, Magnetic nanoparticles of iron oxide doped with silica, titanium dioxide
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Synthesis of ZnO-SnO2-Ag Nanocomposite and Investigation of the Photocatalytic Decomposition of Methyl Orange Using Synthesized Nanocomposite
    Azam Ghaderi , Sedigheh Abbasi *, Farshad Farahbod Pages 337-344
    Background and Objectives
    The presence of dye organic pollutants such as methyl orange is an imperative threat for environment. Therefore, the main aim of this study is synthesize of the ZnO-SnO2-Ag nanocomposite and elimination of methyl orange from water using advanced oxidation process and synthesized photocatalytic nanocomposite. Material and Methods: The nanocomposite containing ZnO, SnO2 and Ag nanoparticles is synthesized for photocatalytic application. The synthesized nanocomposite is characterized using X-ray diffraction (XRD) spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). The effect of irradiation time ranging from 5 min to 15 min and weight fraction of nanocomposite ranging from 0.125 %wt to 0.5 %wt is investigated on the photocatalytic decomposition of methyl orange.
    Results
    The results of the XRD pattern reveal that the Ag nanoparticles with cubic structure decorate on the surface of ZnO-SnO2. The results of the photocatalytic activity of the synthesized nanocomposite show that the removal efficiency of the pollutant increases with UV irradiation time and weight fraction. The results of the Duncan’s multiple range test confirm that there is a significant difference among different level of the UV irradiation time and weight fraction of nanocomposite.
    Conclusion
    Base on the experimental results, it is clear that the effect of UV irradiation time is more significant rather than weight fraction.
    Keywords: nanocomposite, ZnO-SnO2-Ag, photocatalytic activities, methyl orange, removal efficiency
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Tanning Wastewater Pre-Treatment Using Electrocoagulation Process
    Leila Davarpanah* , Soma Taherian , Elham Abdollahzadeh sharghi Pages 345-358
    Background
    The leather industry is one of the most polluting industries in the country (Iran), which annually produces several hundred tons of industrial sewage. Electrocoagulation is one of the purification methods for this wastewater. This research aimed to remove COD and turbidity from real wastewater originating from one of the leather tanning units in Charmshahr industrial park with use of electrocoagulation process.
    Method
    The research was conducted in laboratory scale in a 480-millimeter EC reactor. The wastewater was collected from a leather tanning unit. The main variables considered were current intensity (1.5, 2.5, 3.5 and 5 A), retention time (5, 10, 15 and 30min), initial pH (5, 6 and 8.6) and electrode material (i.e., iron, aluminum, and steel).
    Results
    The optimum conditions in the electrocoagulation process to achieve the maximum removal efficiency for COD equal to 63.57% were obtained in an experiment with time of 5 minutes, the current density of 23.5% mA/cm2, pH=8.62 and 2 steel electrodes. Also, in an experiment with time of 30 minutes, the current density of 23.5 mA/cm2, pH=8.62 and 4 electrodes, the removal rate of 62.88% was obtained.
    Conclusions
    The results of the present study showed that the electrocoagulation can be an effective method for tannery wastewater pre-treatment and the optimum conditions can be obtained using aluminum electrodes, time of 5 minutes, the current density of 7 mA/cm2 and pH of 8.62.
    Keywords: Electrocoagulation, Tannery wastewater, COD, Iron, aluminum, steel electrodes, Turbidity
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Determination and Ecological Risk Assessment of Heavy Metals (Cd, Pb, Cu, Zn) in Surface Sediments of Coastal Regions of Bushehr Province
    Arash Haghshenas , Masoud Hatami, manesh , Mehraban Sadeghi , Mohsen Mirzaei *, Behzad Mohammadi Bardkashki Pages 359-374
    Background
    Persian Gulf is one of the most important ecosystems in the world that in recent decades has been exposed to various environmental pollutants such as heavy metals from human and natural activities. Therefore, the aim of this study investigates the concentration of heavy metals (cadmium, lead, copper and zinc) and ecological risk assessment of them in coastal sediments in of Bushehr province in Persian Gulf.
    Methods
    In order to assess the concentration of metals, 54 stations along the coastal zones were selected and in each station three samples of sediment and plant were taken. After preparation and digestion of the samples, the concentrations of these metals were determined by using polarography.
    Results
    The average of total concentration of detected metals Zn, Cu, Pb and Cd in sediment 52.40 ± 2. 62, 34.99±2.76, 11.53 ±2.01 and 2.41± 0.89 μg/g, respectively. Also, the results of comparison of heavy metals concentration in coastal areas in Bushehr Province (Jam, Deir, Bushehr, Dashti, Genaveh and Deilam) with ANOVA test showed there was a significant difference between the concentrations of sediments in different coastal areas. The results showed that the Pollution Load Index (PLI) and ecological risk represents less to moderately pollution in the region. Also, the environmental risk of metals in the region was evaluated as (Cd>Cu> Pb> Zn).
    Conclusion
    According to the results, the pollution and ecological risk of metals in the region for Zn, Cu and Pb is low but for Cd is moderateevaluated
    Keywords: Heavy Metals, Ecological Risk Assessment, Sediments, Coastal zones of Bushehr province, Sediment Quality Index
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Evaluation of River Water Quality and Indices for Fish Farm Development (Case study: Kabkian River)
    Shervin Jamshidi *, Ashraf Sadat Kariman , Mohammad Hadi Meshkati , Zeinab Mehrabi Pages 375-388
    Background
    Fish farming requires proper water quality to increase productivity and reduce health risk exposures while they are emission sources in rivers themselves. The purpose of this research is to evaluate river water quality regarding physicochemical parameters coupling with water quality index (WQI) to study the viability of fish farming expansion.
    Methods
    This study is carried out both as field survey and laboratory analysis. Samples were taken bimonthly in 6 periods (2016-2017) from 21 stations from Kabkian River, Iran, including the water body and discharge points. Afterwards, results were statistically analyzed by T-Test regarding the spatial and temporal specifications with SPSS.
    Results
    Experimental results show that dissolved oxygen is over 7 mg/L and WQI is 70 which is classified as good. However, temporal variations of BOD, COD and nitrite concentrations are significant and their average are rather high about 10, 16 and 0.14 mg/L, respectively. Since, BOD is the only parameter with significant spatial variations, it is introduced as the main parameter for river water quality monitoring.
    Conclusion
    Overally, Kabkian water quality is suitable for fish farming. However, due to the possibility of presence of malachite green, it is highly recommended that strict monitoring should be implemented upstream to control fish farm discharges and reduce health risk exposures.
    Keywords: Fish farming, kabkian, malachite green, river, statistical analysis, Water Quality Index (WQI)
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Evaluation of Landfill Gas Generation for Exploitation Energy (Case Study: Landfill No. 2 of Shahinshahr)
    Ehsan Rezaee , Mohammad Hadi Abolhasani * Pages 389-400
    Background and objective
    The paper aims to estimate the environmental gases of Landfill No. 2 in Shahin Shahr (total landfill gas, methane gas and carbon dioxide gas), comparison of gas emissions over a period of 30 years, and the availability of landfill for energy extraction.
    Methods
    The field of research is Landfill No. 2 at Shahin Shahr Recycling Plant (Isfahan) located in Ja’farabad Mountains, whose capacity was completed in 1391 and landfill gas assessment was carried out. The total amount of produced gases, methane and carbon dioxide has been calculated using the first-order degradation model over a period of 30 years.
    Results
    The amount of these gases in Landfill has been calculated from 1394 to 1424.The results show that the amount of landfill gases has declined over time. The most amounts of methane and carbon dioxide production is about 1050000 and 287000 kilograms in 1394 and the least amount of methane and carbon dioxide production is estimated about 174 and 476 thousand kilograms, respectively, in 1424. The total volume of gases produced in this landfill has been estimated to be about 15 million cubic meters in 30 years, of which 27 percent are methane and 73 percent are carbon dioxide. The amount of methane and carbon dioxide gas is estimated to be about 15 million and 42 million kilograms in 30 years, respectively.
    Conclusion
    Generally, landfill gases have declined over time. It is recommended to use energy recovery technologies for controlling greenhouse gas emissions and generation of required energy for the ShahinShahr recycling plant in order to use this volume of gas.
    Keywords: Landfill, Environmental Gas, Waste, Energy
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Effect of EDDS Chelate on Increasing Cd Phytoremediation Efficiency by Corn (Maxima Cv) in a Soil Treated with Municipal Waste Compost (A Case Study: Khomein Municipal Waste Compost)
    Amir Hossein Baghaie * Pages 401-412
    Background
    In recently years, plant-assistant bioremediation is preferred to the other methods and causes increasing of remediation efficiency. Among this, applying chelating such as Ethylenediamine disuccinic acid (EDDS) can probably affect soil heavy metal availability that increase phytoremediation efficiency. Thus, this research was conducted to evaluate the effectiveness of EDDS chelate on corn (Maxima CV) Cadmium uptake in a soil treated with Arak municipal waste compost.
    Methods
    A factorial experiment with a randomized complete block design with 3 factors in three replications was conducted in greenhouse conditions. Treatments were consisted of applying Arak municipal waste compost (0. 15 and 30 t ha-1) , soil polluted cadmium (0, 20, 30 and 40 mg Cd kg soil-1) from Cd(NO3)2 sources and applying EDDS chelate (0 and 1.5 mmol kg soil-1). After 60days, soil physic-chemical properties and root and shoot cadmium concentration was measured.
    Results
    Applying 1.5 mmol kg soil-1 EDDS chelate in a Cd polluted soil (40 mg Cd kg soil-1) without receiving Arak municipal waste compost caused a significant increasing in Cd availability by 21 percent, while applying 1.5 mmol kg soil-1 EDDS chelate in a Cd polluted soil (40 mg Cd kg soil-1) with receiving 30 t ha-1 Arak municipal waste compost increased the Cd availability by 10 percent.
    Conclusion
    The EDDS chelate effectiveness was affected by soil organic matter, as, with increasing the amount of Arak municipal waste compost, the effectiveness of applying EDDS chelate was decreased. The similar results for root and shoot Cd concentration confirm this matter clearly.
    Keywords: EDDS chelate, Cadmium, Sigma Cv, availability
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian