بررسی عملکرد جاذب‌های طبیعی خاک اره و سبوس برنج اصلاح شده درتصفیه محلول‌های آبی آلوده به کروم شش ظرفیتی

الموضوعات :

زهرا عامری ¹ , مهران هودجی ² , مجید رجایی ³ , میترا عطاآبادی ⁴

1 - گروه علوم خاک (شیمی خاک و حاصلخیزی)، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان
2 - گروه علوم خاک (شیمی و حاصلخیزی خاک) ، واحد اصفهان (خوراسگان) ، دانشگاه آزاد اسلامی ، اصفهان ، ایران.
3 - گروه تحقیقات آب و خاک، مرکز تحقیقات و آموزش منابع طبیعی و کشاورزی فارس، شیراز، ایران.
4 - گروه علوم خاک (شیمی و حاصلخیزی خاک) ، واحد اصفهان (خوراسگان) ، دانشگاه آزاد اسلامی ، اصفهان ، ایران.

تاريخ الإرسال : 29 الأحد , ذو الحجة, 1442 تاريخ التأكيد : 28 الأحد , رجب, 1444 تاريخ الإصدار : 28 السبت , جمادى الثانية, 1444

الکلمات المفتاحية: جاذبهای طبیعی اصلاح شده, کروم شش ظرفیتی, ایزوترم جذب و سینتیک, محلولهای آبی آلوده,

ملخص المقالة :

چکیده مقدمه: این مطالعه برای ارزیابی جذب یون­های کروم شش ظرفیتی از محلولهای آبی توسط جاذب­های طبیعی ارزان قیمت سبوس برنج و خاک­اره اصلاح شده به صورت اسیدی، بازی و بیوچارشده طراحی شده است. در این مطالعه، اثرات pH، وزن جاذب، غلظت اولیه و زمان تماس در جذب کروم مورد بررسی قرار گرفته است. روش­: برای تعیین میزان کروم، روش رنگ سنجی بااستفاده از معرف دی فنیل کربازید و دستگاه اسپکتروفتومتر  UV-VIS در طول موج 540 نانومتر  به کار گرفته شد. همچنین تجزیه و تحلیل خصوصیات جاذب­های اصلاح شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی مادون قرمز انجام گرفت. یافته­ ها: نتایج  حاکی از آن بود که بیشترین راندمان جذب کروم در  pH برابر با 2، زمان تماس 100 دقیقه، غلظت کروم50 میلی گرم در لیتر و جاذب 2 گرم در لیتر به ترتیب در خاک­اره اسیدی  96.73٪، خاک­اره بیوچاری 95.60٪، سبوس برنج اسیدی94.50٪،  سبوس برنج بیوچاری 94.27٪، خاک­اره بازی  92.36٪ و در سبوس برنج بازی 88.60٪ بودند. سینتیک جذب نیز با معادلات شبه مرتبه دوم مطابقت داشت. همچنین،  معادله ایزوترم فروندلیچ به طور مناسب داده­های جذب تعادل را توضیح داد. نتیجه­ گیری: مقایسه تصاویر SEM جاذب­ها در قبل و بعد از جذب کروم، حاکی از آن بود که ناپیوستگی، تخلل و بی­نظمی و تخریب سطوح جاذب­ها بواسطه جذب کروم شش ظرفیتی پدیدار ­شدند. نتایج همچنین نشان دادند که خاک­اره و سبوس برنج اصلاح شده اسیدی، بازی و بیوچارشده ظرفیت چشمگیری در پاکسازی نمونه­های محلول حاوی کروم شش ظرفیتی دارند.  

المصادر:

1.       Montanher, S., Oliveira, E., Rollemberg, M. 2005. Removal of metal ions from aqueous solutions by sorption onto rice bran. Journal of Hazardous Materials. 17: 207-211.

2.       Almasi, A., Dargahi, A., Ahagh, M., Janjani, H., Mohammadi, M., Tabandeh, L. 2016. Efficiency of a constructed wetland in controlling organic pollutants, nitrogen, and heavy metals from sewage. Journal of chemical and pharmachological sciences. 9: 2924-2928.

3.       Alavi, S., Shamshiri, S., Pariz, Z., Dargahi, A., Mohamadi, M., Fathi, S., Amirian, T. 2016. Evaluating the palm leaves efficiency as a natural adsorbent for removing cadmium from aqueous solutions: Isotherm adsorption study. International Journal of Pharmacy and Technology. 8: 13919-13929.

4.       Esfahani, A.R., Zhang, Z., Sip, Y.L., Zhai, L., Sadmani, A. 2020. Removal of heavy metals from water using electrospun polyelectrolyte complex fiber mats. Journal of Water Protecting Engineering. 37: 101-138.

5.       Dargahi, A., Golestanifar, H., Darvishi, P., Karam, A. 2015. An investigation and comparison of removing heavy metals (lead and chromium) from aqueous solutions using magnesium oxide nanoparticles. Polish Journal of Environmental studies. 25(2): 557-563. 

6.       Wang, Z., He, Z. 2020. Frontier review on metal removal in bioelectrochemical systems: mechanisms, performance, and perspectives. Journal of Hazardous Materials 56: 100-112.

7.       Munyengabe, A., Zvinowanda, C.Z., vimba, J.N., Ramontja, J. 2020. Innovative oxidation and kinetic studies of ferrous ion by sodium ferrate (VI) and simultaneous removal of metals from a synthetic acid mine drainage. Physics and Chemistry of the Earth. 56: 102-132.

8.       Tahir, N., Bhatti, H. N., Iqbal, M., Noreen, S. 2017. Biopolymers composites with peanut hull waste biomass and application for Crystal Violet adsorption. International Journal of Biological Macroscopy. 94: 210-220.

9.       Butt, H., Graf, K., Kappl, M. 2003. Physics and Chemistry of Interfaces. 1st Ed. USA: Wiley Publications.: pp.76-89.

10.   Samadani Langeroodi, N., Tahery, F., Mehrani, S. 2015. Thermodynamic and kinetic investigation of citric acid adsorption by rice bran. Nova Biological Report. 2: 166-175.

11.   Bhatti, H.N., Jabeen, A., Iqbal, M., Noreen, D.S., Naseem, Z. 2017. Adsorptive behavior of rice bran-based composites for malachite green dye: isotherm, kinetic and thermodynamic studies, Journal of molecular liquids. 23 (7): 322-333.http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.molliq.2017.04.033

12.   Wanngah, W.S., Hanafiah, M.A. 2008. Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: a review. Biological Technology. 99: 3935-3948.

13.   Acharya, J., Kumar, U., Rafi, P.M. 2018. Removal of Heavy Metal Ions from Wastewater by Chemically Modified Agricultural Waste Material as Potential Adsorbent-A Review. International Journal of Current Engineering and Technology. 8(3): 526-530.

14.   Bansal, M., Garg, U.,  Diwan, S., Garg, V.K. 2009. Removal of Cr (VI) from aqueous solutions using pre-consumer processing agricultural waste: A case study of rice husk. Journal of Hazardous Materials. 16: 312-320.

15.   Zhang, X., Zhang, L., Li, A. 2018. Eucalyptus sawdust derived bio-char generated by combining the hydrothermal carbonization and low concentration KOH modification for hexavalent chromium removal. Journal of Environmental Management. 20: 989-998.

16.   Elhami, S,, Bahadori, A. 2015. Using Modified Sawdust for Removal of Chromium (VI) from aqueous solutions. Biological Forum. 2015. 7(2): 47-51.

17.   Bijani, M.; Hayati, D., and Abdolvand, M. 2012. Conflict in water utilization in Dorodzan dam irrigation network (views of regional water experts). Environmental Sciences, 10(1): 59-78. [In Persian].

18.   Wang, H., Zhang, M., Qi, L. 2019. Removal efficiency and mechanism of chromium from aqueous solution by maize straw biochar derived from different pyrolysis temperatures. Water, 11(4): 781-794.

19.   Kim, K.H., Kim, J.Y., Cho, T.S., Choi, J.W. 2012. Influence of pyrolysis temperature on physicochemical properties of biochar obtained from the fast pyrolysis of pitch pine (Pinus rigida). Biological Technology. 11(8): 158-162.

20.   Davoudi, M., Alidadi, H., Mehrabpour, M., Dolatabadi, M. 2017. The Study of Efficacy of Sawdust Melia Azedarach for Dye & Heavy Metal Removal from Textile Industry Effluents. Journal of Health Souvenir. 3(2): 56-69.

21.   Singh, R., Misra, V., Singh, R.P. 2011. Synthesis, characterization and role of zero-valent iron nanoparticle in removal of hexavalent chromium from chromium-spiked soil. Journal of Nano Research.13:4063-4073.https://doi.org /10.1007/s11051-011-0350-y.

22.   Claoston, N., Samsuri, A. W., Husni, M.H., Amran, M.S. 2014. Effects of Pyrolysis temprature on the physicochemical properties of empty fruit bunch and rice husk biochars. Waste management and Research. 32: 331-342.

23.   Hosseini, S.M., Farrokhiyan, F.A., Babaei, A.A., Heidarzadeh, F. 2013. Removal of cu (ii) from aqueous solution by modified tea waste with magnetic nanoparticles. Journal of Water and Waste. 24(4): 112-119.

24.   Fu, W., Huang, Z. 2018. Magnetic dithiocarbamate functionalized reduced graphene oxide for the removal of Cu (II), Cd (II), Pb (II), and Hg (II) ions from aqueous solution. Synthesis, adsorption, and regeneration. Chemosphere. 20: 449-456.

25.   Chen, C., Zhao, P., Li, Z., Tong, Z. 2015. Adsorption behavior of chromium (VI) on activated carbon from eucalyptus sawdust prepared by microwave-assisted activation with ZnCl2. Water Treatment. 57: 12572-12584.

26.   Shakya, A., Nunez-Delgado, A., Agarwal, T.J. 2019. Biochar synthesis from sweet lime peel for hexavalent chromium remediation from aqueous solution. Journal of Environmental Management.  25: 1095-1111.

27.   Zhang, L., Song, X., Liu, X., Yang, L., Pan, F. 2011. Studies on the removal of tetracycline by multi-walled carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal, 17:26-33.

28.   Kermani, M., Pourmoghaddas H, Bina, B., Khazaei, Z. 2006. Removal of phenol from aqueous solutions by rice husk ash and activated carbon. Pakistanian Journal of Biological Sciences. 9: 1905-1910.

29.   Sarin, V., Pant, K. 2006. Removal of chromium from industrial waste by using eucalyptus bark. Bioresource Technology. 97: 15-20.

30.   Wu, J., Yu, Q. 2006. Biosorption of 2, 4-dichlorophenol from aqueous solution by Phanerochaete chrysosporium biomass: Isotherms, kinetics and thermodynamics. Journal of hazardous materials. 13: 498-508.

31.   Entezari, A., Khosravi, R., Arghavan, F., Taghizadeh, A., Khodadadi, M., Eslami, H. 2016. Investigation of hexavalent chromium removal from aqueous solution using granular and powdered activated carbon produced from peganum harmala seed. Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences. 15: 645-656.

32.   Seidmohammadi, A., Asgari, G., Dargahi, A., Leili, M., Vaziri, Y., Hayati, B., Shekarchi, A., Mobarakian, A., Bagheri, S., Nazari Khanghah, A. 2019. Comparative study for the removal of Methylene blue dye from aqueous solution by novel activated Carbon based adsorbents. Progress in Color, Colorants and Coatings. 12: 133-144.

33.   Georgieva, V.G., Tavlieva, M.P., Genieva, S.D., Vlaev, L.T. 2015. Adsorption kinetics of Cr (VI) ions from aqueous solutions onto black rice husk ash. Journal of Molecular Liquids. 20: 219-226.