بررسی جذب سرب و روی در سیستم دوتایی ومنفرد آلودگی توسط خاک کائولینیت

Abstract

با توسعه صنعت در سراسر دنیا و افزایش جمعیت، آلودگی محیط زیست روز به روز توسعه یافت. روی کره زمین محیط­های آبی و خاکی، از اصلی­ترین اجزاء تشکیل دهنده محیط زیست می­باشند. از سوی دیگر، مهمترین آلاینده­های منابع آب و خاک، فلزات سنگین هستند که در بین فلزات سنگین، سرب و روی از جمله فراوان­ترین عناصر موجود در خاک می­باشند. وجود بیش از حد فلزات سنگین در خاک، موجب آلودگی آب­های زیرزمینی و نهایتا بروز بیماری­های خطرناک فراوانی مانند؛ سرطان، اختلالات گوارشی، بیماری­های کلیوی، عقب­ماندگی ذهنی و بیماری‌های خونی و مغزی می­گردد. هدف از این پژوهش، ارزیابی چگونگی جذب انتخابی خاک کائولینیت در سیستم­­های منفرد و ترکیب آلودگی­های سرب و روی و بررسی سینتیک و ایزوترم جذب فلزات سنگین سرب و روی در غلظت­های متوسط آلودگی است. بدین منظور، در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی، در آغاز خاک کائولینیت با محلول­ حاوی غلظت­­ 20 سانتی­مول بر کیلوگرم خاک با سه تکرار و به­صورت مصنوعی، آلوده به سرب و روی در­سیستم­های ترکیب دوتایی و منفرد با نسبت 1 به 20 شد. در ادامه با انجام مراحل تکمیلی طبق روش EPA (1983) و EPA (2010) نمونه­ها، آماده و سپس میزان جذب آلودگی­ها توسط دستگاه جذب، اندازه­گیری شد. یافته­ها نشانگرآن بود که با کاهش pH تا میزان 2، در هر دو شرایط سیستم ترکیب آلودگی­ها با غلظت تهیه شده، درصد جذب کاهش چشمگیری داشت. ولی در شرایط اسیدی و بازی مایع منفذی در هر دو سیستم­ ترکیب دوتایی و منفرد، جذب فلز سرب بیشتر از روی بود، جذبPb2+ در هر دو سیستم تغییری نداشت ولی برعکس، جذبZn2+ در سیستم دو تایی کاهش چشمگیری نسبت به سیستم منفرد آلودگی داشت. به­طوری­که مقدار درصد جذبZn2+ در شرایط بازی (pH=12) و اسیدی (pH=2) در سیستم ترکیب دوتایی در مقایسه با سیستم منفرد به ترتیب حدود 50% و 20% تقلیل داشت. همچنین ایزوترم لانگمویر بیشترین مطابقت جذب در شرایط سیستم منفرد و ترکیب دوتایی را برای آلودگی­های سرب و روی در غلظت­­ آزمایش، داشتند. نتایج جذب در دو سیستم منفرد و ترکیب آلودگی­های سرب و روی، بیانگر آن بود که میزان جذبPb2+ در سیستم ترکیب دوتایی نسبت به سیستم منفرد برای غلظت 20 سانتی­مول بر کیلوگرم آلودگی تهیه شده با محلول آب مقطر، به میزان 0/15 % کاهش داشت. در حالی­که جذبZn2+ در سیستم دوتایی نسبت به منفرد به میزان حدود 87/5 % در غلظت­ آزمایش بود. از سوی دیگر، سینتیک جذب فلز سرب در غلظت آزمایش برای رس کائولینیت در هر دو سیستم، دارای ثابت یکسانی با معادلات شبه درجه اول و دوم پزدو بود، زیرا در هر دو سیستم، میزان جذب سرب تغییری نداشت. درعوض سرعت جذب فلز روی تغییر چشمگیری در سیستم دوتایی نسبت به حالت منفرد داشت که مقادیرحاصله با ثابت معادله شبه درجه دوم پزدو سازگاری بیشتری داشت. به­طور کلی ترتیب جذب یون دو فلز، تحت کلیه شرایط محیطی مایع منفذی به ­صورتPb2+ > Zn2+ در هر دو سیستم بود.