حذف سرب، کادمیوم، مس و نیکل از محلول های آبی و کاهش آبشویی و مدل سازی آن ها درخاک از طریق افزودن مواد جاذب

هدف این مطالعه تعیین خصوصیات جذبی بنتونیت، زئولیت و کائولینیت طبیعی ایرانی و هم چنین پسماند صنعتی کلسیت حاصل از نیروگاه برق بوده است. بدین منظور حذف سرب، کادمیوم، مس و نیکل از محلول های آبی و کاهش آبشوئی آن ها از خاک با استفاده از جاذب های مذکور مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات بسته به عنوان تابعی از پی اچ، مقدار جاذب، غلظت اولیه و زمان تماس مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه مطالعات جذب، آزمایشات واجذب انجام شد و معادلات تعادلی و سینتیکی بر داده های بدست آمده برازش داده شد. نتایج نشان داد که جاذب ها پتانسیل جذب بالایی دارند و حداکثر ظرفیت جذب فلزات در پی اچ بالا تر از 3 مشاهده شد. کمترین واجذب سرب در تیمار های بنتونیت، کائولینیت و زئولیت و مس در تیمار پسماند صنعتی کلسیت دیده شد. در ادامه، مدل پخشیده دوگانه توسط نرم افزار minteq 3.2 به داده های آزمایشگاهی برازش داده شد. فرم های اصلاح شده رس ها به روش های مختلف شامل اشباع با کاتیون سدیم، فعال سازی با اسید، فعال سازی با اسید و دما، اضافه کردن اسید هومیک و افزودن نانوذرات al2o3، fe3o4 و tio2 تهیه گردید. حداکثر ظرفیت جذب کادمیوم، مس و نیکل به ترتیب در تیمار های بنتونیت اصلاح شده با نانوذره tio2، زئولیت اصلاح شده با نانوذره al2o3 و کائولینیت اصلاح شده با نانوذره tio2 مشاهده گردید.در آزمایشات جزء بندی، خاک غیر آلوده تحت تاثیر نمک های کلرید کادمیوم، مس و نیکل به مقدار 200 میلی گرم بر-کیلوگرم، به صورت جداگانه، قرار گرفت. خاک آلوده شده با بنتونیت، زئولیت، کائولینیت، پسماند صنعتی کلسیت و بنتونیت، زئولیت و کائولینیت اشباع شده با سدیم و حاوی نانوذرات al2o3، fe3o4 و tio2 به مقدار 5 درصد تیمار گردید. نمونه ها در انکوباتور در دمای ثابت قرار گرفتند و در زمان های 1، 30 و 60 روز در شرایط کنترل شده رطوبت و دما از آن ها نمونه برداری به عمل آمد. نتایج جزء بندی فلزات نشان داد که فلزات سنگین در جزء های با پیوند ضعیف (تبادلی) کاهش یافته و در سایر اجزاء با پیوندهای قوی تر، افزایش یافته اند. آزمایشات آبشوئی ستونی برای مطالعه کارآیی جاذب ها در بهبود جذب کادمیوم و نیکل در خاک انجام شدند. همچنین از برنامه phreeqc برای مدل سازی آبشوئی عناصر در ستون های خاک استفاده شد. نتایج نشان داد که حضور جاذب ها در خاک باعث کاهش حرکت کادمیوم و نیکل در ستون های خاک نسبت به خاک شاهد و تیمار نشده شده است. فاکتور تأخیر بیشتر کادمیوم نسبت به نیکل بیانگر سرعت انتقال بیشتر نیکل در تیمار های مورد مطالعه نسبت به کادمیوم بوده است. برازش مدل بر داده های آزمایشگاهی با راندمان بالای 0/90 بیانگر تطابق نسبتا خوب پیشگوئی مدل با داده های آزمایشگاهی بود.