مدل سازی حذف مس از محیط آبی توسط خاک اره صنوبر (populus nigra) با استفاده از طرح مرکب مرکزی

سابقه و هدف : آزاد شدن فلزات سنگین در محیط زیست و به ویژه به منابع آب از نگرانی های مهم زیست محیطی در سال های اخیر است. مس به عنوان یکی از فلزات سنگین پرکاربرد در فعالیت های صنعتی و کشاورزی، سهم مهمی در آلودگی منابع آب سطحی و زیززمینی دارد. از این رو حذف مس از محیط آبی به عنوان یک چالش مهم در پالایش منابع آب محسوب می شود. خاک اره به عنوان یک جاذب طبیعی ارزان و در دسترس برای فلزات سنگین محسوب می شود، که می تواند فلزات سنگین از جمله مس را از محیط های آبی حذف نماید. بنابراین هدف از مطالعه ی حاضر مدل سازی کمی حذف مس از محیط آبی و تعیین نقش پارامترهای تاثیر گذار بر کارایی حذف مس شامل ph، غلظت مس، مقدار خاک اره و زمان تماس بود.مواد و روش ها: در این پژوهش از خاک اره صنوبر با دامنه ی اندازه ی 600-250 میکرومتر به عنوان یک جاذب طبیعی در دسترس استفاده شد. قبل از انجام آزمایش ها، خاک اره با استفاده از آب مقطر شسته شده و در دمای آزمایشگاه خشک شد. آزمایش های جذب مس در شرایط بسته براساس طرح مرکب مرکزی و با دامنه ای از غلظت های اولیه مس برابر با 25-1 میلی گرم بر لیتر انجام شد. دامنه ی تغییرات برای سایر متغیر ها شامل ph، زمان تماس، مقدار خاک اره به ترتیب برابر 10-2، 185-5 دقیقه و 25-5 گرم بر لیتر بود. پس از اتمام هر آزمایش، غلظت مس باقیمانده در محلول با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شده و درصد مس حذف شده از اختلاف بین غلظت اولیه و نهایی تعیین شد. یافته ها: نتایج نشان داد که مدل طرح مرکب مرکزی توانایی مطلوبی (907/0 = r2و %34/3 = rmse) در پیش بینی حذف مس از محیط آبی را دارد. براساس تحلیل پارتو زمان تماس، مقدار خاک اره، ph و همچنین غلظت مس محیط به ترتیب بیشترین تاثیر را در قابلیت حذف مس از محیط آبی دارند. افزایش ph در محدوده ی 2 تا 7 سبب افزایش کارایی حذف مس شد. همچنین افزایش مقدار خاک اره و زمان تماس نیز نسبت مستقیم با مقدار جذب مس از محیط آبی داشت. در حالی که کارایی حذف با افزایش غلظت مس در محیط آبی کاهش یافت.نتیجه گیری: خاک اره صنوبر به عنوان یک جاذب طبیعی مطلوب بوده و کارایی حذف آن به ویژه در غلظت های کم مس به بیش از 94 درصد(mgg-133/0) می-رسد. تغییر شرایط محیط از جمله تنظیم ph در محدوده ی 6 تا 7 سبب بهبود کارایی حذف مس می شود. با توجه به قیمت ارزان و در دسترس بودن خاک اره، استفاده از آن در فرآیند پالایش آب از فلزات سنگین به ویژه مس توصیه می شود.