بررسی عوامل مؤثر بر انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش کربوکسی متیل سلولز در خاک

نویسندگان

محمود فاضلی سنگانی

دانشجوی دکتری تخصصی دانشگاه فردوسی مشهد علیرضا آستارائی

عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد امیر فتوت

عضو هیئت علمی دانشگاه فدوسی مشهد حجت امامی

عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

چکیده سابقه و هدف: نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (nzvi) به عنوان موادی مستعد برای حذف درجای طیف گسترده ای از آلاینده های آب و خاک از جمله ترکیبات آلی کلردار، آفت کش ها، آنیون های غیرآلی و فلزات سنگین مورد استفاده قرار گرفته اند. از آن جا که برای اجرای موفقیت آمیز یک برنامه پاکسازی، لازم است تا عامل رفع آلودگی به مجاورت آلاینده انتقال یابد، مطالعات زیادی عوامل موثر بر انتقال ذرات nzvi را در محیط های متخلخل مورد بررسی قرار داده اند. در این مطالعات، اغلب از محلول ها مدل و محیط های متخلخل یکنواخت و تعریف شده مانند دانه های شیشه ای و یا شن کوارتزی خالص استفاده شده است. با توجه به اینکه ذرات nzvi بدون پوشش (اصلاح نشده)، حتی در محیط های متخلخل یکنواخت تحرکی چندانی از خود نشان نمی دهند، عوامل پوشش دهنده مختلفی مانند کربوکسی متیل سلولز (cmc) برای اصلاح سطح این ذرات و به منظور افزایش تحرک پذیری این مواد در محیط های متخلخل طبیعی مورد استفاده قرار گرفته اند. تاکنون تحقیقی در زمینه انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش کربوکسی متیل سلولز (cmc-nzvi) در ستون های خاک دست نخورده به منظور بررسی شرایط واقعی که نانوذره در آن منتقل می شود، صورت نگرفته است. از این رو در این تحقیق، عوامل کنترل کننده انتقال نانوذرات در شرایط اشباع با استفاده از نمونه های مختلف خاک که پوشش دهنده طیف وسیعی از خصوصیات محیط های خاکی هستند، مورد بررسی قرار می گیرند. مواد و روش ها: خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و هیدرولیکی 20 نوع خاک متفاوت و سوسپانسیون cmc-nzvi در عصاره خاک (شامل 29 پارامتر) اندازه گیری شد و پارامترهای انتقال cmc-nzvi در خاک نیز با استفاده از منحنی های رخنه و با به کارگیری مدل سینتیکی دو مکانی معادله انتشار- همرفت تخمین زده شد. سپس بررسی عوامل موثر بر انتقال cmc-nzvi، از طریق آنالیز چند متغیره به روش تجزیه به مولفه های اصلی (pca) انجام شد. رابطه رگرسیونی چند متغیره خطی بین درصد عبور ذرات cmc-nzviاز خاک و خصوصیات خاک و نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: نتایج نشان داد که بسته به نوع خاک بین 2/10 تا 9/61 درصد جرمی از ذرات cmc-nzvi وارد شده به ستون خاک، از آن عبور کردند که نشان دهنده تحرک پذیری این ذرات در محیط خاک است. هر چند ذرات cmc-nzviدر خاک هایی که میزان رس و شوری بالایی داشتند به میزان قابل توجهی جذب شدند. نتایج pca نشان داد که تغییرپذیری خصوصیات مورد مطالعه به وسیله 7 مولفه اصلی و با پوشش 2/88 درصدی تغییرات کل، قابل توصیف است. در بین خصوصیات مورد بررسی، خصوصیات مربوط به شیمی محلول، بیشترین مقادیر بردارهای ویژه را در مولفه ی اصلی اول دارا می باشند. بررسی رابطه رگرسیونی چند متغیره خطی با دو نوع متغیر ورودی شامل متغیرهای اولیه و نمره های عاملی به عنوان متغیرهای ثانویه، با درصد cmc-nzvi انتقال یافته از ستون خاک، نشان داد که مدل رگرسیونی با متغیر ورودی نمره های عاملی، با دارا بودن r2 بیشتر و rmse کمتر، تخمین بهتری از انتقال پذیری ذرات cmc-nzvi در محیط خاک ارائه می دهد. نتیجه گیری: نتایج pca اهمیت شیمی محلول، مقدار رس و خصوصیات هیدرودینامیکی خاک را در میزان انتقال پذیری ذرات cmc-nzvi، نشان می دهد. نتایج این مطالعه پیشنهاد می کند که ذرات cmc-nzvi تحرک کافی برای استفاده به عنوان عامل اصلاح کننده آلودگی را در خاک دارند مگر در شرایطی که مقدار رس و شوری خاک بالا باشد. هرچند مطالعات بیشتری برای بررسی کارآیی این ذرات برای حذف آلاینده ها از خاک و محیط های زیر زمینی نیاز است.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بررسی راندمان غیر فعال سازی اشریشیاکلی توسط نانو ذره آهن صفر ظرفیتی تثبیت شده با کربوکسی متیل سلولز

زمینه و هدف: نانوذرات آهن صفر ظرفیتی NZVI)) در رفع آلودگی‌های زیست محیطی به طور وسیع به کار گرفته شده است. مطالعه‌ حاضر با هدف بررسی اثر ضد باکتریایی NZVIتثبیت شده بر روی E.coli به انجام رسید. روش کار: NZVI سنتز و مشخصات آن‌ با استفاده از XRDو SEM تعیین گردید. برای تثبیت سازی از کربوکسی متیل سلولز (CMC) استفاده شد. غیرفعال سازی E.coli با به‌کارگیری درصدهای وزنی مختلف CMCو غلظت‌های مختلف نانوذرا...

متن کامل

بررسی برخی از عوامل مؤثر بر پایداری نانوذرات آهن صفر ظرفیتی در محیط‌های آبی

با توجه به پتانسیل بالای نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (NZVI) در رفع آلاینده‌های مختلف از منابع آب سطحی و زیرزمینی، بررسی عوامل کنترل کننده پایداری این ذرات در محیط‌های آبی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش اثر پوشش سطحی نانوذره و ویژگی‌های محلول زمینه شامل غلظت نانوذره، قدرت یونی، نوع الکترولیت و مقدار ماده آلی محلول بر پایداری NZVI در محیط‌های آبی بررسی شد. چهار آزمایش فاکتوریل دو فاکتوری د...

متن کامل

بررسی راندمان غیر فعال سازی اشریشیاکلی توسط نانو ذره آهن صفر ظرفیتی تثبیت شده با کربوکسی متیل سلولز

زمینه و هدف: نانوذرات آهن صفر ظرفیتی nzvi)) در رفع آلودگی های زیست محیطی به طور وسیع به کار گرفته شده است. مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر ضد باکتریایی nzviتثبیت شده بر روی e.coli به انجام رسید. روش کار: nzvi سنتز و مشخصات آن با استفاده از xrdو sem تعیین گردید. برای تثبیت سازی از کربوکسی متیل سلولز (cmc) استفاده شد. غیرفعال سازی e.coli با به کارگیری درصدهای وزنی مختلف cmcو غلظت های مختلف نانوذرات ...

متن کامل

کارایی روش سطح پاسخ برای تعیین عوامل مؤثر بر فرآیند تولید کربوکسی متیل سلولز از صنوبر

سلولز فراوان‌ترین پلیمر زیستی و همچنین دارای پتانسیل و کاربردهای فراوانی است، لذا برای انحلال‌پذیر کردن آن در بسیاری از حلال‌های تجاری نیاز است با انواع روش‌های مشتق‌سازی، ساختار سلولز اصلاح شود. مشتقات سلولزی سهم رو‌به‌رشدی در بازار فرآورده‌های سلولزی به خود اختصاص داده است و در صنایع متنوعی نظیر بهداشتی، دارویی، غذایی و صنعتی کاربرد دارد. کربوکسی‌متیل‌سلولز یکی از مهم‌ترین مشتقات اتری تجاری س...

متن کامل

استفاده از نانوذرات آهن صفر ظرفیتی جهت حذف مواد رنگزا

رشد روزافزون جمعیت کشورها و فعالیت‌های صنعتی از یک سو و رعایت نکردن الزامات زیست‌محیطی از سوی دیگر، سبب شده ‌است تا در چند دهه اخیر، مقادیر زیادی از آلاینده‌ها از جمله مواد رنگزا به ‌واسطه عواملی نظیر دفع نامناسب پساب‌ها و ضایعات مراکز صنعتی، استفاده‌ وسیع از مواد رنگزا و غیره به منابع آب وارد شوند که بسیاری از آنها سمی و غیرقابل تجزیه‌ زیستی هستند. فناوری استفاده از نانوذرات فلزی صفر ظرفیتی در...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید


عنوان ژورنال:
پژوهش های حفاظت آب و خاک

جلد ۲۳، شماره ۶، صفحات ۱۰۱-۱۲۱

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023