کارایی زئولیت طبیعی در حذف فلزات سنگین سرب، کادمیوم و کبالت با استفاده از ستون جذب بستر ثابت در آبخوان ورامین (ایران، استان تهران)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب‌های زیرزمینی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.

2 دانشیار، دانشکده شیمی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.

3 استاد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.

4 دانشیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.

doi
10.22034/hydro.2023.56673.1289
چکیده

در چند دهه اخیر آلودگی ناشی از فلزات سنگین در منابع آب زیرزمینی به‌عنوان یک مشکل عمده زیست‌محیطی شناخته شده است. در این پژوهش به‌منظور بررسی توانایی زئولیت کلینوپتیلولیت به‌عنوان یک جاذب کم‌هزینه برای حذف یون‌های فلزات سنگین سرب، کادمیوم و کبالت در منطقه ورامین، که دارای غلظت بالاتر نسبت به حدمجاز شاخص‌های استاندارد شرب هستند، در سیستم‌های جذب پیوسته مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی ویژگی‌های مواد جاذب، تشخیص‌ ساختار بلوری، جنس و درصد کانی‌ها و بررسی غلظت عناصر، آزمایش‌های طیف‌سنجی پرتو ایکس، طیف‌سنجی فلوئورسانس پرتو ایکس، طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌‌شده القایی، استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و آنالیز برونر، امت و تلر جهت بررسی میزان تخلخل و سطح ویژه مواد، انجام گردید. مطالعات جذب تعادلی با استفاده از آزمایش‌های ناپیوسته برای تجزیه و تحلیل ظرفیت جذب کلینوپتیلولیت انجام شد. مدل‌های جذب لانگمویر و فروندلیخ بر داده‌ها برازش یافت و تأثیر غلظت اولیه محلول درpH  مختلف با استفاده از آزمایش‌های جذب تعیین و برای اعتبارسنجی داده‌های اندازه‌گیری شده، از پارامترهای آماری برازش مانند ریشه میانگین مربع خطا و ضریب رگرسیون استفاده گردید و مدل لانگمویر برازش بهتری با داده‌های جذب عناصر فوق نشان داد. در انجام آزمایش‌های پیوسته، ارتفاع لایه ثابت کلینوپتیلولیت 40 سانتی‌متر، قطرستون 4 سانتی‌متر و اندازه ذرات 42/0 تا 84/0 میلی‌متر و همچنین نرخ حجمی جریان 65/1 میلی‌لیتر بر دقیقه در نظر گرفته شد. منحنی‌های رخنه ترسیمی با داده‌های آزمایشگاهی با مدل‌های توماس و یون نلسون دارای تطابق بالایی بودند. این تحقیق نشان می‌دهد که کلینوپتیلولیت می‌تواند یک جاذب مؤثر برای حذف فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم و کبالت باشد. و دارای پتانسیل مناسب برای توسعه رویکردهای جدید تصفیه آب‌ زیرزمینی آلوده در محل و حذف فلزات سنگین می‌باشد.