حذف آلودگی آرسنیت از محیط اشباع همگن و ناهمگن ستون خاک با استفاده از نانوذرات آهن
نویسندگان
1 دکتری مهندسی منابع آب، دانشگاه تهران.
2 استاد گروه آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی کرج، دانشگاه تهران.
3 استاد گروه آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی کرج، دانشگاه تهران.
doi
چکیده
آلودگی یکی از مسائل مطرح در آب زیرزمینی است که با افزایش فعالیتهای صنعتی، دفع فاضلاب در چاههای جذبی و برداشت بیرویه از آبخوان در حال افزایش است. یکی از آلودگیهای رایج، سمی و خطرناک موجود در آب زیرزمینی، آلاینده آرسنیک است که غلظت آن در بعضی از مناطق کشور به مراتب بیشتر از حد استاندارد است. تزریق نانوذرات آهن به محیط آبخوان راهی جدید، کارامد، کمهزینه و پاک است که مطالعاتی برای حذف درجای آن در محیط آبخوان اخیراً مورد توجه محققین قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی روند حذف آرسنیت در محیط آب زیرزمینی توسط نانو ذرات آهن صفر با شبیهسازی یک مدل تجربی ستون خاک تک بعدی در شرایط همگن و ناهمگن در دو دانهبندی خاک و دو سرعت جریان مختلف است. بدین منظور ابتدا با انجام آزمایشهای پیمانهای تأثیر تغییرات غلظت نانوذرات آهن و آرسنیت (As(III)) در گذشت زمان با پارامترهای محیطی چون تغییرات دمایی و pH بررسی شد. در آزمایشهای پیمانهای دیده شد که محیط اسیدی و دمای زیاد سرعت واکنش بین نانوذرات آهن و آلاینده آرسنیت را تسریع مینماید. سپس، در ستون خاک یک بعدی اشباع همگن، با دو قطر ذرات خاک متفاوت؛ آب آلوده به ارسنیت جاری شد و نانوذرات آهن تزریق شد. نتایج ستونهای همگن نشان داد که سرعت حذف آرسنیت توسط نانوذرات آهن در حد دقیقه است که با گذشت زمان و در طول ستون خاک میزان غلظت آرسنیت تاحد مجاز شرب کاسته شده است. همچنین، در ستون ناهمگن خاک این آزمایش با دو سرعت جریان انجام شد و نتایج نشان دادند افزایش سرعت جریان و لایهبندی خاک از میزان کاهش آلاینده میکاهد. با پایان آزمایشهای ستون خاک همگن و ناهمگن دیده شد میزان آهن خاک در حد مجاز شرب بود و با هدایت هیدرولیکی خاک، افت جریان افزایش یافته است. در نهایت، این پژوهش نشان داد که پالایش آرسنیت در محل توسط نانوذرات آهن در ستون خاک راندمان زیادی دارد.
