احسان معيني فيض آبادي

حذف فلزات سنگين از محلول هاي آبي با استفاده از زيتوده جلبك سبز سندسموس كوادريكودا (Scenedesmus quadricauda)

چكيده:

فلزات سنگين ازآلاينده‌هاي سمي و پايدار در محيط زيست و به­ويژه محيط‌هاي آبي هستند كه قادرند اثرات نامطلوبي بر اكوسيستم­ها وارد نمايند. اين عناصر در آب به حالت‌هاي محلول و نامحلول و به صورت يون، كمپلكس­هاي آلي و معدني و يا همراه مواد معلق و كلوئيدي يافت مي‌شوند. امروزه روش‌هاي متنوعي براي حذف فلزات سنگين از آب وجود دارد، اما اكثر اين روش‌ها با هزينه‌هاي بالاي سرمايه گذاري، بهره­برداري و نگهداري و يا كارايي پائين همراه مي‌باشند. فرآيند جذب يكي از روش‌هاي اقتصادي و كارآمد براي حذف مواد آلاينده از محيط‌هاي آبي است. در سال‌هاي اخير، جذب زيستي با استفاده از جاذب‌هاي تهيه شده از ريزسازواره­هاي غير زنده مانند باكتري، قارچ، جلبك و مواد آلي از جمله سبوس برنج، پوست ميوه، برگ، پوست درختان و غيره بسيار مورد توجه قرار گرفته است. هدف اين مطالعه، جذب فلزات سنگين كادميم و سرب توسط زيتوده خشك ريزجلبك سبز سندسموس كوادريكودا (Scenedesmus quadricauda) است. به منظور آماده­سازي جاذب، زيتوده جلبك پس از كشت و برداشت در شرايط آزمايشگاهي، توسط دستگاه فريزدراير خشك و غير فعال گرديد. آزمايشات جذب به دو صورت ناپيوسته و ستوني طراحي شد و عوامل موثر بر ميزان جذب از جمله زمان تعادل، pH اوليه محلول فلزي، غلظت اوليه فلزات و مقدار جاذب بررسي شد. برخي خصوصيات فيزيكي، شيميايي و مورفولوژي جاذب به كمك روش­هاي آناليز عنصري، طيف­سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه و ميكروسكوپ الكتروني روبشي تعيين گرديد. نتايج نشان داد كه سرعت جذب كادميم و سرب بالا (زمان تعادل در حدود 20-15 دقيقه) بود. بررسي سينتيك جذب نيز نشان دهنده برازش بهتر سينتيك شبه مرتبه دوم براي جذب يون­هاي كادميم و سرب توسط جاذب مذكور بود. افزايش pH در محدوده 5-2 موجب افزايش جذب يون­هاي فلزي كادميم و سرب   شد. به طوري­كه pH بهينه براي جذب هر دوفلز برابر 5 بود. جذب سرب و كادميم با مدل­هاي ردليچ-پترسون و لانگموير نسبت به مدل فروندليچ برازش بهتري را نشان داد. حداكثر جذب فلزات كادميم و سرب به ترتيب 135 و 333 ميلي­گرم بر گرم از معادله لانگموير پيش­بيني شد. با افزايش مقدار جاذب از 05/0 تا 7/0 گرم در ليتر، درصد جذب كادميم و سرب در غلظت 50 ميلي­گرم در ليتر به ترتيب 5/3 و 3 برابر شد. آزمايشات ستوني نشان داد كه جاذب كارايي جذب حدود 42 درصد (مقدار جذب 3/219 ميلي­گرم بر گرم) براي يون­هاي سرب و 16 درصد (مقدار جذب 76 ميلي­گرم بر گرم) براي يون­هاي كادميم را داشته و از قابليت احياي بالايي (بيش از 90 درصد) با اسيد نيتريك 5/0 مولار براي هر دو فلز برخوردار است و امكان استفاده از اين جاذب در چرخه‌هاي متوالي جذب وجود دارد. نتايج جذب فلزات سنگين از يك نمونه پساب شهرك صنعتي توسط جاذب جلبكي نشان داد كه درصد جذب كادميم 65 و سرب 69 درصد بود.