زهرا سادات رضوي ديناني

كاربردپوسته برنج در حذف هيدروكربن هاي نفتي از محيط آبي

چكيده:

يكي از معضلات زيست محيطي جدي كه مي تواند خسارت هاي   اقتصادي و اكولوژيكي غير قابل جبراني به محيط زيست وارد سازد آلودگي نفتي است. روش هاي مختلفي براي پاكسازي محيط هاي   آبي آلوده به نفت استفاده مي شود كه اين روش ها در سه دسته كلي فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي دسته بندي مي شوند. هركدام از اين روش ها مزايا و محدوديت هايي دارند. اخيراً كاربرد مواد جاذب براي حذف انواع آلاينده ها به خصوص تركيبات نفتي و مشتقات آن از محيط هاي آبي بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. در بسياري از كشورها از جمله ايران پوسته برنج به عنوان يك ماده زايد كشاورزي محسوب مي شود كه در اغلب موارد سوزانده مي شود و باعث آلودگي هوا     مي­گردد. در اين مطالعه، پوسته برنج خام و تيمار شده حرارتي به عنوان جاذب براي حذف سه نوع تركيب نفتي از محيط آبي شامل نفت خام، روغن موتور و روغن موتورمصرف شده با ويسكوزيته متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است. پوسته هاي برنج در دو محيط خنثي و در حضور اكسيژن در دماي 600 به مدت 1 ساعت مورد تيمار حرارتي   قرار گرفتند. ميزان جذب تركيبات نفتي به روش وزني تعيين گرديد. برخي خصوصيات فيزيكي، شيميايي و مرفولوژي جاذب ها به كمك آناليز عنصري (CHNSO)، آناليز حرارتي(TGA)، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه(FT-IR) وميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) تعيين گرديد. اثر پارامترهاي مختلف شامل pH، زمان تماس، دانه بندي، غلظت اوليه تركيب نفتي و ميزان جاذب بر ميزان جذب بررسي شد. نتايج نشان داد سرعت جذب هر سه تركيب نفتي سريع بوده و از معادله سينتيك شبه مرتبه دوم تبعيت كرد. تغيير در ميزان pH محلول نفتي از 1 تا 10 اثري بر ميزان جذب تركيبات نفتي نداشت. با كاهش اندازه ذره پوسته برنج خام، درصد جذب كاهش يافت، اما دانه بندي جاذب هاي تيمار شده به جز براي جذب روغن موتور مصرف شده بر ساير تركيبات نفتي اثر نداشت. جاذب خام و خاكستر پوسته برنج ظرفيت مشخصي براي جذب تركيبات نفتي نشان دادند و بعد از جذب مشخصي از تركيب نفتي، جذب ثابت ماند و حتي افزايش ميزان جاذب در غلظت مشخص، تاثيرقابل ملاحظه اي در عملكرد جذب آنها نداشت. اما جاذب پيروليز شده ظرفيت بالايي براي جذب تركيبات نفتي از خود نشان داد زيرا براي حذف كامل روغن موتور، روغن موتور مصرف شده و نفت خام از محيط آبي به ترتيب 2، 3 و6-5 برابر تركيب نفتي، جاذب پيروليز شده نياز بود. جذب نفت خام و روغن موتور مصرف شده توسط جاذب خام و خاكستر پوسته برنج با مدل فروندليچ و براي جاذب پيروليز شده با مدل لانگموير برازش بهتري داشت. اما جذب روغن موتور توسط جاذب خام و پيروليز شده از مدل لانگموير و جذب آن توسط خاكستر پوسته برنج از مدل فروندليچ تبعيت كرد. مقدارq_max براي جاذب پيروليز شده به ترتيب براي روغن موتور، روغن موتور مصرف شده ونفت خام 2000، 1250 و 1000 ميلي گرم بر گرم به دست آمد. جاذب حرارت داده شده در محيط ازت عملكرد بالاتري نسبت به جاذب حرارت داده شده در حضور هوا در جذب هر سه تركيب نفتي داشت. به طور كلي استفاده از پوسته برنج به عنوان جاذب علاوه بر اينكه باعث حذف آلاينده هاي   محيطي مي­گردد به كاهش آلودگي هاي ناشي از سوزاندن و دفع مواد زايد كشاورزي نيز كمك خواهد كرد.