حذف فسفر از محلول های آبی و کاهش آبشویی و مدل سازی آن در خاک از طریق افزودن جاذب های رسی و ذرات نانو

یکی از نگرانی¬های زیست محیطی، هدرروی فسفر از خاک¬های کشاورزی و وارد شدن آن به آب¬های سطحی می¬باشد. روش¬های متعددی به منظور حذف این آلاینده از منابع آب استفاده شده است. از میان این روش¬ها، جذب سطحی بعنوان یکی از مؤثرترین روش¬ها برای حذف فسفر در غلظت¬های پایین توصیه شده است. در این بررسی از جاذب¬های معدنی (بنتونیت، کلسیت، کائولینیت و زئولیت) و نانو ذرات (tio2، al2o3 و fe3o4) به منظور حذف فسفر از محلول¬های آبی و کاهش آبشویی آن از خاک استفاده گردید. حذف فسفر از محلول¬های آبی به عنوان تابعی از ph، مقدار جاذب، دما و زمان تماس مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه مطالعات جذب، آزمایشات واجذب انجام شد و معادلات سینتیکی به داده¬های بدست آمده برازش داده شد. با توجه به نتایج حاصله، زمان تماس بهینه برای جاذب¬های معدنی 24 ساعت و برای نانو ذرات 180 دقیقه بدست آمد. مقدار بهینه بنتونیت، کائولینیت و زئولیت 3 گرم بود. در حالیکه برای کلسیت و نانو ذرات به ترتیب این میزان 2/5 و 05/0 گرم بدست آمد. ماکزیمم مقدار فسفر جذب شده توسط کلسیت،کائولنیت و نانو ذرات (به جزء al2o3) در ph برابر با 2 رخ داد. مدل dlm برای شبیه¬سازی جذب فسفر توسط جاذب¬ها به کار رفت. همبستگی بالایی میان داده¬های اندازه¬گیری شده با داده¬های حاصل از مدل بدست آمد. نمک¬های nacl، cacl2 و fecl3 برای اصلاح جاذب¬های معدنی و عصاره پوست گردو، عصاره بقایای گندم، کیتوزان، کربوکسی متیل سلولز و اسید مالیک برای اصلاح جاذب¬های معدنی و نانو ذرات بکار رفتند. جاذب¬های معدنی اصلاح شده با یون fe و جاذب¬های معدنی و نانو ذرات اصلاح شده با کیتوزان بیشترین ظرفیت جذب فسفر را در میان دیگر جاذب¬های اصلاح شده داشته¬اند. در بررسی اثر زمان بر جزءبندی فسفر، خاک غیر آلوده تحت تأثیر نمک kh2po4 به مقدار 1000 میلی¬گرم بر کیلوگرم قرار گرفت. خاک آلوده با 10% از جاذب¬های معدنی و 3% از نانو ذرات تیمار گردید. نمونه¬ها در انکوباتور در دمای ثابت قرار گرفتند. در زمان¬های 1 روز و 8 هفته از آن¬ها نمونه برداری صورت گرفت. نتایج جزءبندی نشان داد که کاربرد جاذب¬های معدنی و نانو ذرات موجب انتقال فسفر از جزء کربناته به جزء¬های باقیمانده و اکسیدی می¬شود که نشان دهنده این است که با گذشت زمان قابلیت دسترسی فسفر در خاک کاهش می¬یابد. آزمایشات آبشویی برای مطالعه کارآیی جاذب¬ها در بهبود جذب فسفر در ستون¬های خاک انجام شدند. همچنین از برنامه phreeqc برای مدل-سازی آبشویی فسفر در ستون¬های خاک استفاده گردید. نتایج نشان داد که تیمار¬ها تأثیر مثبت بر کاهش سرعت انتقال فسفر نسبت به خاک شاهد داشته¬اند.