حذف سرب از محلول های آبی با استفاده از زغال زیستی ساخته شده از پوست سخت پسته

بی شک مهمترین چالش پیش روی بشر در دهه های آینده دسترسی به منابع آبی پایدار و با کیفیت می باشد. با این حال آلاینده-های متعددی در حال آلوده کردن منابع آب سالم می باشند. در بین آلاینده های موجود، فلزات سنگین به دلیل پایداری و ماندگاری طولانی مدت در محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. اگر چه استفاده از کربن فعال به دلیل تخلخل و سطح ویژه بسیار بالا (600 تا 2000 مترمربع بر گرم) یکی از روش های موثر در حذف فلزات سنگین از محلول های آبی به شمار می رود لیکن به دلیل قیمت بالا استفاده از آن در مقیاس های بزرگ و صنعتی توسعه نیافته است. بر همین اساس در سال-های اخیر مطالعات زیادی جهت تولید و معرفی جاذب های ارزان قیمت صورت گرفته است. در این بین بقایای گیاهی و ضایعات کشاورزی به دلیل ارزان بودن و دسترسی آسان، گزینه مناسبی در این زمینه تلقی می شوند. در این پژوهش امکان استفاده از زغال زیستی تولید شده از پوست سخت پسته، به عنوان یک زیست جاذب جهت حذف فلز سنگین سرب از محلول-های آبی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های جذب در شرایط پیوسته و ناپیوسته انجام شد. در آزمایش های ناپیوسته قابلیت ذغال زیستی به عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه سرب، میزان جاذب، زمان تماس و پ – هاش محلول آلاینده بررسی شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط ناپیوسته برای محلول آلاینده با پ – هاش برابر با 5/5 در زمان بهینه تماس جاذب و آلاینده 3 ساعت و غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر، 7/49 میلی گرم بر گرم به دست آمد. همچنین میزان جذب پس از گذشت 24 ساعت برابر با 8/41 میلی گرم بر گرم بود. به منظور مشخصه یابی زغال زیستی از روش های ftir، sem، bet و chnso استفاده شد. سطح ویژه زغال زیستی با استفاده از روش bet، 442 متر مربع بر گرم بدست آمد. دو مدل سینتیک شبه مرتبه اول و تابع توانی از توانایی بسیار خوبی برای پیش بینی میزان جذب سرب توسط زغال زیستی برخوردار بودند. به منظور تکمیل مطالعات درباره جاذب مورد مطالعه، آزمایشات ستونی با در نظر گرفتن سه سطح دبی عبوری از ستون، 2، 3 و4 میلی لیتر بر دقیقه و سه مقدار متفاوت از جاذب، 2، 3 و 4 سانتی متر انجام شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط پیوسته در دبی 3 میلی لیتر بر دقیقه، ارتفاع جاذب 2 سانتی متر و غلظت اولیه 10 میلی گرم برلیتر برابر با 3/91 میلی گرم بر گرم به دست آمد. با توجه به ضرایب تبیین (r2) حاصل از برازش مدل های thomas، yoon-nelson و dose response، بر داده های حاصل از آزمایشات ستونی، هر سه مدل توانایی بسیار خوبی در پیش بینی فرآیند جدب داشتند. میزان حذف فلز سنگین سرب در شرایط پیوسته، در بهترین حالت 54 درصد نسبت به شرایط ناپیوسته کاهش داشته است.