فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

زمينه و هدف: اسيدهاي چرب نقش اساسي در طبيعت، بيوشيمي و صنعت دارند اما در عين حال از مهم‌ترين آلاينده‌هاي محيطي هستند. حضور آنها در آب، زندگي حيوانات، گياهان و انسان ها را به خطر مي اندازد. فرميک اسيد (FA) ساده ترين کربوکسيليک اسيد، عمدتاً در صنايع نساجي، پارچه و چرم استفاده مي شود. عمده ترين اثرات سوء ناشي از FA تشکيل سنگ کليه، استفراغ و ضعف عمومي بدن است. در سال‌هاي اخير جذب بيولوژيکي آلاينده‌ها توسط مواد بيولوژيکي مختلف به‌ويژه براي تصفيه آب و فاضلاب مورد توجه زيادي قرار گرفته است. هدف اصلي اين تحقيق، ارزيابي پتانسيل تفاله هاي هويج به عنوان يک بيو جاذب کم‌هزينه براي جذب FA از محلول‌هاي آبي و بررسي اثر پارامتر هاي مؤثر بر جذب بوده است. روش پژوهش: بقاياي هويج پس از جمع آوري با آب مقطر شسته و خشک شد. سپس با آسياب برقي خرد و به ذرات ريز تبديل شد. جهت اصلاح و از بين بردن رنگدانه ها، تانن ها، مواد محلول در آب و قندها ابتدا بيو جاذب با کلريدريک اسيد 5/0 مولار و سپس با آب مقطر تا رسيدن به pH حدود 7-6 شسته شده و در انتها در آون خشک شد. بيو جاذب با استفاده از طيف‌سنجي مادون قرمز (IR) و ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشر ميداني(FE-SEM) بررسي شد. آزمايش ها با مخلوط کردن مقدار مشخصي از بيو جاذب (3-5/0 گرم) با 50 ميلي ليتر محلول فرميک اسيد با غلظت اوليه 01/0 مولار در گستره دمايي (K 15/15-328/298) و زمان هاي مختلف (min 10-120) انجام شدند. پس از برقراري تعادل، بيو جاذب از محلول جدا شده و غلظت فرميک اسيد باقي مانده توسط تيتراسيون با محلولNaOH با غلظت 1/0 مولار تعيين شد. براي ارزيابي اثر متغيرهاي انتخاب شده بر جذب FA توسط بيو جاذب، از يک طرح 3 سطحي، 3 متغيري باکس-بنکنBox-Behnken (BBD) همراه با روش رويه پاسخ (RSM) استفاده شد. يافته‌ها: تجزيه و تحليل طيف FT-IR حضور چندين گروه عاملي را بر روي سطح بيو جاذب نشان داده است که پيوند شيميايي با FA را تسهيل مي‌کنند. تصوير FE-SEM سطح ناهموار، نامنظم و متخلخل را نشان داده است که شرايط ايده آلي را براي جذب فراهم مي کند. در بهينه‌سازي فرآيند، حداکثر درصد جذب FA و ظرفيت جذب به ترتيب 15/82% و 17/7 ميلي‌گرم بر گرم در دماي 60/303 درجه کلوين با زمان تماس 50/115 دقيقه و جرم بيو جاذب 50/2 گرم حاصل شد. نتايج حاصل از آناليز واريانس نشان داد که جرم بيو جاذب بيشترين تأثير را بر جذب دارد. مدل چند جمله اي درجه دوم به خوبي با داده هاي تجربي مطابقت نشان داده است. نمودارهاي سه بعدي براي نشان دادن تعاملات بين متغيرها ترسيم شد. بر اساس اين نمودارها، جذب با کاهش دما و افزايش جرم بيو جاذب افزايش يافته است. با اين حال کاهش بيشتر دما باعث افزايش جذب نشده است. کيفيت مدل با مقايسه مقادير تجربي جذبFA با مقادير پيش‌بيني‌شده توسط مدل ارزيابي شد. علاوه بر اين، مطالعه سينتيکي فرايند جذب نشان داده است که جذب FA بر روي تفاله هاي هويج از مدل سينتيکي شبه مرتبه دوم پيروي مي کند. نتيجه گيري: نتايج اين تحقيق نشان داده شده است که تفاله هاي هويج يک جاذب سبز مقرون به صرفه، در دسترس و کاربردي براي جذب بيولوژيکي FA هستند. از آنجايي که مقدار زيادي از تفاله هاي هويج خصوصا پس از پروسه آب گيري در محيط وجود دارند، گزينه اي مقرون به صرفه براي حذف آلاينده ها از محيط زيست بوده و مي توان از آن ها به عنوان يک بيو جاذب ارزان و در دسترس در حذف ساير آلودگي ها نيز استفاده کرد. مقادير بهينه براي پارامترهاي موثر بر جذب با استفاده از روش RSM و طرح BBD تعيين شدند. طراحي آزمايش‌ها تعداد و ترتيب آزمايش‌ها را با ترکيب‌هاي مختلف متغيرهاي مستقل کاهش داده است.