تهیه وشناسایی خصوصیات کربن فعال حاصل از بیومس وبررسی کارآیی آن در حذف علف کش آترازین از آبهای آلوده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط وعضو کمیته تحقیقات دانشجویی دانشگاه علوم پزشکی سبزوار ، ایران

2 استاد یار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، ایران

3 استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده علوم پزشکی دانشگاه تربیت مدرس، ایران

چکیده

علف کشها از جمله آترازین از مهمترین آلاینده های نوپدید هستندکه در پیکره آبهای سطحی و زیر زمینی پیدا می شوند و برای سلامتی انسان ومحیط خطرناکند. جذب یکی از بهترین تکنیکهایی است که برای حذف آنها از آبهای الوده استفاده می گردد. به همین دلیل در این پژوهش به بررسی حذف علف کش آترازین با استفاده از کربن اسکنبیل پرداخته شد.
مواد وروشها:
در این پژوهش از کربن حاصل از چوب انار واسکنبیل جهت حذف علف کش آترازین استفاده گردید بطوری که کربن های فوق با NH4CL و سپس در دمای 800درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت فعال سازی گردیده و سپس آزمایشات پارامتریک انجام و تاثیر pH ، غلظت جاذب ،غلظت آترازین و زمان تماس در حذف آترازین توسط دو کربن مورد بررسی قرار گرفت و سپس آزمایشات تعادل جذب انجام و ظرفیت جذب وایزوترم های آن محاسبه گردید.
یافته ها
نتایج نشان داد که  کارایی کربن حاصل از چوب اسکنبیل در شرایط بهینه در7 pH= غلظت کربن 2/0 گرم بر لیتر ، مدت زمان اختلاط 50 دقیقه و غلظت 25 میلی گرم در لیتر  100%آترازین را حذف نماید. وکربن حاصل از چوب انار نیز در شرایط بهینه 6 pH= ، غلظت کربن 2/0 گرم بر لیتر و مدت زمان اختلاط 50 دقیقه توانست 5/91 درصد آترازین با غلظت 25 میلی گرم بر لیتر را حذف نماید. آزمایشات تعادل جذب نشان داد که کربن اسکنبیل دارای ظرفیت جذب 672 وکربن چوب انار645 میلی گرم بر گرم می باشد.
نتیجه گیری:
نتایج این پژوهش نشان داد که کربن فعال حاصل از چوب درخت اسکنبیل و انار دارای ظرفیت جذب بالایی در حذف علف کش آترازین می باشند و می توانند جاذب های اقتصادی و موثر در حذف این آلاینده از آبهای طبیعی باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation, Characterization of Activated Carbon Biomass and adsorption Potential of atrazine herbicide from Water Contaminated

نویسندگان [English]

  • Mahnaz tora bi hokmabadi 1
  • Ahmad Allahabadi 2
  • Gholamreza Moussavi 3
1 Master's degree in Environmental Health Engineering and Student Research Committee of Sabzevar University of Medical Sciences, Iran
2 Department of Environmental Health, School of Public Health, Sabzevar University of Medical Sciences, Sabzevar, Iran
3 Department of Environmental Health Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Herbicides, including atrazine, are among the most important newly discovered contaminants found in water bodies and are hazardous to human health and the environment. adsorption is one of the best techniques used to remove these contaminants from  contaminated water.
Materials and method:
In this study, two carbon from waste Pomegranate and  calligonum Comosum were used to remove atrazine herbicide. After chemical activation these carbons with NH4Cl, and then 800 ° C for 2 hours, parametric tests were performed and the effect of pH, adsorbent concentration, atrazine concentration and contact time were investigated; then absorption equilibrium tests; absorption capacity and its isotherms  investigated for the removal of atrazine by two carbons were calculated.
Results:
The results showed that the carbon produced from the calligonum Comosum wood in optimal conditions at pH =7; carbon concentration 0.2 g/L, and the mixing time of 50 minutes could remove 100% atrazine at 25 mg/L . The carbon produced from pomegranate in optimal conditions pH =6; carbon concentration of 0.2 g/L and mixing time of 50 minutes could remove 91.5% atrazine to 25 mg/ L. Absorption equilibrium tests showed that the absorption capacity of carbon Calligonum Comosum and  pomegranate were 672 and 645mg/g respectively.
Discussion
The results of this study showed that both carbons have high absorption capacity in the removal of atrazine herbicide and can be an effective and economical absorbent for the removal of this contaminant from natural waters. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • contaminated water
  • activated carbon
  • adsorption
  • atrazin
1-G.-C. Chen, X.-Q. Shan, Y.-Q. Zhou, X.-E. Shen, H.-L. Huang, S.U. Khan, Adsorption kinetics, isotherms and thermodynamics of atrazine on surface oxidized multiwall carbon nanotubes, J. Hazard. Mater. 169 (2009) 912–918.
2- E. Ayranci, N. Hoda, Studies on removal of metribuzin, bromacil, 2,4-D and atrazine from water by adsorption on high area carbon cloth, J. Hazard. Mater. B112 (2004) 163–168.
3- P. Chingombe, B. Saha, R.J.Wakeman, Sorption of atrazine on conventional and surface modified activated carbons, J. Colloid Interface Sci. 302 (2006) 408–416.
4- V.K. Gupta, B. Gupta, A. Rastogi, S. Agarwal, A. Nayak, Pesticides removal from waste water by activated carbon prepared from waste rubber tire, Water Res. 45 (2011)4047–4055.
5- J. Lladó, C. Lao-Luque, B. Ruiz, E. Fuente, M. Solé-Sardans, A.D. Dorado, Role of activatedcarbon properties in atrazine and paracetamol adsorption equilibrium and kinetics, Process Saf. Environ. 95 (2015) 51–59.
6- S.-W. Nam, D.-J. Choi, S.-K. Kim, N. Her, K.-D. Zoh, Adsorption characteristics of selected hydrophilic and hydrophobic micropollutants in water using activated carbon,J. Hazard. Mater. 270 (2014) 144–152.
7- P. Vanraes, G. Willems, A. Nikiforov, P. Surmont, F. Lynen, J. Vandamme, J.V. Durme, Y.P. Verheust, S.W.H. Van Hulle, A. Dumoulin, C. Leys, Removal of atrazine in water by combination of activated carbon and dielectric barrier discharge, J. Hazard.Mater. 299 (2015) 647–655.
8- G.C. Chen, X.Q. Shan, Y.S.Wang, Z.G. Pei, X.E. Shen, B.Wen, G. Owens, Effects of copper,lead, and cadmium on the sorption and desorption of atrazine onto and from carbon nanotubes, Environ. Sci. Technol. 42 (2008) 8297–8302.
9- W.-W. Tang, G.-M. Zeng, J.-L. Gong, Y. Liu, X.-Y.Wang, Y.-Y. Liu, Z.-F. Liu, L. Chen, X.- R. Zhang, D.-Z. Tu, Simultaneous adsorption of atrazine and Cu (II) from wastewater by magnetic multi-walled carbon nanotube, Chem. Eng. J. Eng. J. 211–212 (2012) 470–478.
10-  X. Yan, B. Shi, J. Lu, C. Feng, D.Wang, H. Tang, Adsorption and desorption of atrazine on carbon nanotubes, J. Colloid Interface Sci. 321 (2008) 30–38.
11- C. Jung, J. Park, K.H. Lim, S. Park, J. Heo, N. Her, J. Oh, S. Yun, Y. Yoon, Adsorption of selected endocrine disrupting compounds andpharmaceuticals on activated biochars, J. Hazard. Mater. 263 (2013) 702–710.
12- B. Pardo, N. Ferrer, J. Sempere, R. Gonzalez-Olmos, A key parameter on the adsorption of diluted aniline solutions with activated carbons: the surface oxygen content, Chemosphere 162 (2016) 181–188.
13- E. Hu, Y. Hu, H. Cheng, Performance of a novel microwave-based treatment technology for atrazine removal and destruction: sorbent reusability and chemical stability, and effect of water matrices, J. Hazard. Mater. 299 (2015) 444–452.
14- Moussavi Gh, Alahabadi A;Preparation, characterization and adsorption potential of the NH4Cl-induced activated carbon for the removal of amoxicillin antibiotic from water.J. Chemical Engineering. 217 (2013) 119–128
15- Pranab Kumar Ghosh;Ligy philip . Atrazine degradation in anaerobic environment by a mixed microbial consortium. Water Res. 2004 May;38(9):2276-83.
16-Moussavi Gh, Yaghmaeian K, Alahabadi A, Karimi HR. [Adsorption potential of the granular activated carbon for the removal of amoxicillin from water. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences. 2013; 20(4):573-82. (Persian)]