حذف سرب با استفاده از پوست گلابی به روش جذب سطحی

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

مریم سعید فرجی ¹ (کارشناس ارشد مهندسی کشاورزی- علوم و صنایع غذایی، واحد قوچان ، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران.)
علی محمدی ثانی ² (دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران.)
فائزه تجلی ³ (عضو هیات علمی گروه پژوهشی کیفیت و ایمنی مواد غذایی جهاد دانشگاهی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.)
حسین علیزاده گلستانی ⁴ (استادیار گروه مهندسی شیمی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران.)

تاریخ دریافت : 1393/07/25 تاریخ پذیرش : 1393/12/05 تاریخ انتشار : 1396/01/01

کلید واژه: پوست گلابی, سرب(II), جذب سطحی, معادلات لانگمیر و فرندلیچ,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: سرب فلزی خطرناک برای سلامتی انسان و محیط زیست محسوب می شود، بنابراین حذف آن از فاضلاب ها و ممانعت از ورود آن به محیط زیست به روشی ارزان و مناسب اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش اثر سه پارامترpH،غلظت اولیه یون های فلزی و مدت زمان تماس به روش ناپیوسته برای حذف یون سرب از محلول آبی به روش جذب سطحی توسط پوست گلابی (Pyrus pyrifolia) به عنوان یک بیوجاذب مورد مطالعه قرار گرفت. روش بررسی: بدین منظور چهار غلظت100،50،10و250 میلی گرم بر لیتر،چهار زمان تماس 60،30،15 و120 دقیقه و سه pH در مقادیر 3، 4 و 5 در نظر گرفته شد. مدل های هم دمای لانگمیر و فرندلیچ که عاملی بسیار مهم برای تعیین ظرفیت جذب جاذب و طراحی فرآیندهای جذب سطحی می‌باشد نیز بررسی شدند. یافته‌ها: پوست گلابی به عنوان یکی از ضایعات کشاورزی که می توان آن را از کارخانجات تولید کننده کمپوت و آبمیوه تهیه کرد، بیوجاذبی ارزان و در دسترس است که توانایی مناسبی برای حذف فلز سرب از محلول آبی آن دارا می باشد. بحث و نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که pH اپتیمم برای جذب یون سرب برابر 5 بود. ظرفیت جذب یون سرب با افزایش غلظت اولیه یون های فلزی افزایش یافت به طوریکه بیشترین میزان حذف سرب در غلظت 250 میلی گرم بر لیتر تعیین شد. حداکثر ظرفیت جذب برای یون سرب بعد از60 دقیقه بود. همچنین نتایج نشان داد که مدل هم دمای لانگمیر،مدلی بود که جذب فلز توسط پوست میوه گلابی از آن تبعیت می کند.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: The aim of this study was to investigate the effects of pH, initial metal ions concentration and contact times in batch experiments to remove lead ion from aqueous solution by adsorption using pear peel (Pyrus pyrifolia) as a natural biosorbent. Method: For this purpose, four concentrations of 10, 50,100 and 250 mg/L, four times of 15, 30, 60 and 120 minutes and three pH values of 3, 4 and 5 were considered. Langmuir and Freundlich isotherm models, the critical factor determining the adsorption capacity of adsorbents and adsorption processes of design were evaluated in this study. Findings: The optimal pH value for Pb adsorption onto the pear peel was found to be 5. Metal uptake capacity of Pb increased by increasing the initial metal ion concentrations,so that the maximum amount of lead was determined at a concentration of 250 mg/L. Maximum adsorption capacity for lead was estimated after 60 minutes. The equilibrium process was described well by the Langmuir isotherm model. 

منابع و مأخذ:

1-      Bhatnagar, A., Sillanpaa, M., 2010. Utilization of agro-industrial and municipal waste materials as potential adsorbents for water treatment—A review. Chemical Engineering Journal, vol.157, pp.277–296.

2-      Chuah, T.G., Jumasiah, A., Katayon, S., Thomas Choong, S.Y., 2005. Rice husk as a potentially low-cost biosorbent for heavy metal and dye removal: an overview. Desalination, vol.175, pp. 305–316.

3-      Wan Ngah, W.W., Hanafiah, M.A.K.M., 2008. Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A review. Bioresource Technology, vol.99, pp. 3935–3948.

4-      Alluri, H.K ., Ronda, S.R .,Settalluri, V.S ., Bondili, J.S ., Suryanarayana, V .,Venkateshwar, P.,2007.Biosorption: An eco-friendly alternative for heavy metal removal . African Journal of Biotechnology, vol.  6(25), pp. 2924-2931.

5-      Egila, J.N., Dauda, B.E.N., Iyaka, Y.A., Jimoh, T., 2011. Agricultural Waste as a Low Cost Adsorbent for Heavy Metal Removal from Waste Water. International Journal of the Physical Sciences, vol.6 (8), pp. 2152 – 2157.

6-      Mesfin Yeneneh, A., Maitra, S., Eldemerdash, V ., 2011. Study on Biosorption of Heavy Metals by Modified Lignocellulosic Waste. Journal of Applied Sciencess, vol.10, pp. 1 – 8.

7-      Oliveira, F.D., Soares, A.C., Freitas, O.M., Figueiredo, S.A., 2010. Copper, Nickel and Zinc Removal by Peanut Hulls: Batch and Column Studies in Mono, Tri-Component Systems and with Real Effluent. Global NEST Journal, vol.12 (2) ,pp.206 – 214.

8-      Fu, F., Wang, Q., 2011. Removal of Heavy Metal Ions from Waste Waters: A review. Journal of Environmental Management, vol.92, pp.  407 – 418.

9-      9-Gong, R .,  Du, Y .,  Li, C .,  Zhu, S ., Qiu, Y.,  Jiang, J .,2011.  Thioglycolic acid esterifled into ricestraw for removing lead from aqueous solution .Iranian Journal of Environmental Haelth Science & Engineering ,vol.8(3),pp. 219 – 226.

10-  10-Alam, M., Nadeem, R., Jilani, M.I., 2012. Pb (II) removal from wastewater using Pomegranate   waste biomass. International Journal of Chemical and Biochemical Sciences, vol, 1, pp. 24 – 29.

11-  11- Dekhil, AB., Hannachi, Y., Ghorbel, A., Boubaker, T., 2011. Comparative Study of the Removal of Cadmium from Aqueous Solutions by Using Low–Cost Adsorbents. Journal of Environmental Science and Technology, vol.4 (5), pp. 520 – 533.

12-  12- Mulgund, M.G., Dabeer, S.P., Dhar, S., Makani, V., Jadhav, B. 2011. Equilibrium Uptake and Column Studies of Pb2+,Cu2+ and Cd2+ Using Waste Eucalyptus Charcoal . Australian Journal of Basic and Applied Sciences, vol. 5(4), pp. 135 -142.

13-  13- Sud, D., Mahajan, G., Kaur, M.P., 2008. Agricultural Waste Material as Potential Adsorbent for Sequestering Heavy Metal Ions from Aqueous Solutions – A review. Bioresource Technology, vol.99, pp.  6017 – 6027.

14-  14- Dhir, B., Kumar, R., 2010. Adsorption of Heavy Metals by Salvinia Biomass and Agricultural Residues.International  Journal of  Environmental Research ,vol.4(3),pp. 427 – 432.

15-  15- Gupta, V.K., Carrott, P.J.M., Ribeiro Carrott, M.M.L., Suhas., 2009. Low-Cost Adsorbents: Growing Approach to Wastewater Treatment-a Review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, vol.39, pp.783–842.

16-  16-Ahmad Khan, N., Ibrahim, SH., Subramaniam, P., 2004. Elimination of Heavy Metals from Wastewater Using Agricultural Wastes as Adsorbents, Review. Malaysian Journal of Science, vol. 23, pp. 43 – 51.

17-  17- Rao, KS. Mohapatra, M., Anand, S., Venkateswarlu, P., 2010. Review on Cadmium Removal from Aqueous Solutions. International Journal of Engineering, Science and Technology, vol.2 (7), pp.  81 – 103.

18-  18-Gönen, F., Selen Serin, D., 2010. Adsorption study on orange peel: Removal of Ni (II) ions from aqueous solution. African Journal of Biotechnology, vol.11 (5), pp.1250-1258.

19-  19- Saikaew, W., Kaewsarn, P., Saikaew, Wu., 2009. Pomelo Peel: Agricultural Waste for Biosorption of Cadmium Ions from Aqueous Solutions. World Academy of Science, Engineering and Technology, vol.56, pp.  287 – 291.

20-  20- Farooq, U., Kozinski, J.A., Ain Khan, M., Athar, M., 2010. Biosorption of heavy metal ions using wheat based biosorbents – A review of the recent literature .Bioresource Technology, vol.101, and pp.5043–5053.