غیرمتحرک سازی آرسنیک توسط ترکیبات آهن و زئولیت-آهن

شبه فلز آرسنیک، عنصر سرطانزایی می باشد که حضور گسترده آن در مقادیر غیرمجاز در طبیعت، بسیاری از کشورها را در معرض خطر قرار داده است. از بین حالت های اکسایشی آرسنیک، آرسنیت as3+)) و آرسنات as5+)) حالت های اکسایشی رایج آن در طبیعت هستند که آرسنیت سمّی تر و متحرک تر از آرسنات می باشد. سمّیت آرسنیک بواسطه ترکیب آن با گروه های سولفیدریل سولفیدریل پروتئین ها و تجمع در بدن انسان می باشد.از آنجایی که آرسنیت تمایل بیشتری برای پروتئین دارد، بعنوان گونه سمّی تر شناخته شده است. بنابراین اکسایش آرسنیت به آرسنات یکی از مراحل ضروری در پالایش از خاک های آلوده در ph های متداول، می باشد. ترکیبات آهن از جمله عوامل موثری هستند که علاوه بر اکسایش آرسنیت، می توانند از طریق فرآیندهای جذب و رسوب مقادیر زیادی از آرسنیت و آرسنات را با سرعت قابل قبولی در خاک غیرمتحرک سازند. بدین منظور ترکیبات آهن دو ظرفیتی از منبع سولفات آهن، آهن صفر و زئولیت-آهن بعنوان عوامل کارا در غیرمتحرک سازی آرسنیت در خاک مورد بررسی قرار گرفتند. زئولیت-آهن از طریق یکسری پیش آزمایشات انتخاب زئولیت برتر و انجام همدماهای جذب آهن تهیه گردید. آلوده سازی خاک به as(iii) در غلظت های متفاوت از 20 تا 580 میلی گرم بر کیلوگرم خاک با استفاده از نمک سدیم آرسنیت انجام گرفت. سپس عوامل تأثیر گذار بر کارایی غیرمتحرک سازی (ie) همانند غلظت آلاینده در خاک (میلی گرم در کیلوگرم)، غلظت ترکیبات غیرمتحرک کننده (درصد وزنی)، مدّت زمان واکنش(ساعت) و ph اولیه سوسپانسیون مورد مطالعه قرار گرفتند. بدین ترتیب مطالعات اولیه غیرمتحرک سازی در حضور خاک آلوده به as(iii) با غلظت 440 میلی گرم در کیلوگرم خاک، 2% از ترکیبات fe(ii) و zvi و مدّت زمان 16 ساعت در قالب آزمایشات پیمانه ای انجام شد. جهت بررسی فاکتورهای موثر بر فرآیند غیرمتحرک سازی توسط زئولیت-آهن، آزمایشات در غلظت 300 میلی گرم در کیلوگرم as(iii) خاک، 1696/0 درصد آهن نشسته بر زئولیت و در مدت زمان 16 ساعت صورت گرفت. به منظور مدل سازی فرآیند غیرمتحرک سازی از نرم افزار minitab، طرح ccd استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که در مدت زمان 16 ساعت آهن دو ظرفیتی کارایی بیشتری نسبت به zvi در غیرمتحرک سازی as(iii) داشت. در ابتدای واکنش سرعت و درصد غیرمتحرک سازی توسط fe(ii) بیشتر از zvi می بود، اما با گذشت زمان کارایی zvi بیشتر از fe(ii) است. باتوجه به نتایج افزودن سولفات آهن(ii) منجر به افت شدید ph شده و از کارائی آن می کاهد. zvi در ph های کمتر از 8 بهتر عمل کرده و کارایی آن در ph برابر 6 ، 14/99% می باشد. کارائی زئولیت-آهن در غیر متحرک سازی as(iii) بالا بود، به نحوی که در 15 دقیقه اول واکنش بخش زیادی از فرآیند غیرمتحرک سازی انجام گردید. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که مدل ccd ارائه شده معنی دار بوده و دقت قابل قبولی در تخمین مقادیر پیش بینی شده پاسخ توسط معادله چند جمله ای درجه دو برای هر سه غیرمتحرک کننده دارد. در خاکی با 200 میلی گرم در کیلوگرم as(iii)نتایج بهینه سازی نشان داد که بیشترین as(iii) ie(%)با استفاده از 5/0 درصد fe(ii) و مدّت زمان 10 ساعت، 56/90 ،توسط 5/1 درصد zvi و زمان 10 ساعت 7/92 و زئولیت حاوی 1696/0 درصد آهن و زمان 8 ساعت، 17/83 درصد بود