نحوه عملکرد میکرو ذرات کربن فعال و نانوذرات پراکسید کلسیم (CaO2) در پاک‌سازی هیدروکربن‌های حلقوی از آب زیرزمینی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات امنیت غذایی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران.

2 پژوهشگاه نفت پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده محیط زیست و بیوتکنولوژی، تهران، ایران.

3 گروه منابع طبیعی و محیط زیست، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران.

4 مرکز تحقیقات امنیت غذایی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران.

doi
10.22034/hydro.2022.47456.1244
چکیده

با ورود آلودگی هیدروکربنی به آب‌های زیرسطحی، بر اساس سرعت آب زیرزمینی، آلودگی این امکان را دارد که به نقاط پایین‌دست نفوذ کرده و مشکلاتی را برای مصرف‌کنندگان و نیز محیط‌زیست به وجود آورد. به‌این‌ترتیب، علاوه بر روش­های پاک‌سازی این آلاینده­ها، دستیابی به راهکاری جهت جلوگیری از گسترش آلودگی از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر، با سنتز نانوذرات پراکسید کلسیم و آماده‌سازی میکرو ذرات کربن فعال، آزمایش­های ناپیوسته (Batch) پاک‌سازی آلاینده‌های بنزن و تولوئن در ویال‌های100 ml  مورد بررسی عملکرد قرار گرفت. بررسی‌ها بامطالعه تغییرات اکسیژن محلول DO)) و pH، جمعیت میکروبی و غلظت آلاینده در طول 60 روز مطالعه صورت گرفت. در ادامه جهت مطالعه جمیت میکروبی تشکیل شده بر روی کربن فعال به عنوان بستر جاذب آلودگی از میکروسکوپ الکترونی (SEM) استفاده شد. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که با تلفیق دو روش تزریق ذرات کربن فعال جهت جذب و به دام انداختن آلودگی و افزودن نانوذرات پراکسید کلسیم به آب زیرزمینی می‌توان بازدهی حذف آلودگی از محیط را به میزان 20 درصد نسبت به به­کارگیری نانوذرات به تنهایی و نیز 50 درصد نسبت به افزودن جاذب به تنهایی به بستر آب زیرزمینی افزایش داد. این درحالی بود که تصویر میکروسکوپ الکترونی گرفته شده از سطح کربن فعال حاکی از افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌ها و اتصال آن‌ها به سطح و تشکیل کلنی است که به بهبود شرایط پاک‌سازی کمک می‌کند. در مطالعات میکروبی به ازای هر میلی لیتر از محیط آبی، تعداد 1000 میکروارگانیسم بیشتر در بستر حاوی پراکسید کلسیم و نیز کربن فعال نسبت به نمونه شاهد رشد مشاهده شد. در نهایت مشخص شد که ترکیب روش تجزیه زیستی به کمک نانوذرات پراکسید کلسیم و جاذب کربن فعال موجب بهبود عملکرد نانوذرات CaO2 شده و با تثبیت آلاینده در نهایت منجر به پاک‌سازی حداکثری آلودگی از آب زیرزمینی آلوده می‌شود.