اثر بیوچار پوست بادام‌زمینی اصلاح شده با پرمنگنات پتاسیم بر حذف کادمیوم از محیط آبی

Abstract

کادمیوم فلزی تخریب­ناپذیر و یکی از سمی‌ترین فلزات سنگین است که می‌تواند وارد اکوسیستم‌های آبزی شده، در زنجیره غذایی تجمع یابد و تهدیدی جدی برای موجودات آبزی و سلامت انسان باشد. در این پژوهش تأثیر پوست بادام‌زمینی (PN)، بیوچار اولیه (PBc) و بیوچار مهندسی‌شده با پرمنگنات پتاسیم (PPBc) در حذف کادمیوم از محیط‌های آبی مورد بررسی قرار گرفت. برخی ویژگی‌های جاذب‌ها نظیر pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، گروه‌های عاملی سطح، مقادیر کربن، نیتروژن، هیدروژن و سطح ویژه اندازه‌گیری شد. هم‌دماها (لانگمویر، فروندلیچ و تمکین) و مدل‌های سینتیکی جذب (شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و ایلوویچ) برای توصیف فرایند جذب مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد پس از اصلاح شیمیایی بیوچار pH، ظرفیت تبادل کاتیونی و گروه‌های عاملی اکسیژن‌دار همانند COOH و Mn-O افزایش یافت. حداکثر ظرفیت جذب در زمان تعادل 120 دقیقه، مقدار جاذب 25/0 گرم و pH شش به دست آمد. هم‌دمای لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم بهترین برازش را بر داده‌های جذبی داشتند. مقدار R_L برای جاذب‌ها در غلظت‌های 10 تا 60 میلی‌گرم بر لیتر کادمیوم بین 02/0 تا 37/0 متغیر بود که نشان‌دهنده مطلوب بودن هم‌دمای لانگمویر در فرایند جذب بود. نتایج جذب نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب کادمیوم به‌دست‌آمده از مدل لانگمویر برای بیوچار مهندسی‌شده (24/28 میلی‌گرم بر گرم) بالاتر از بیوچار اولیه (40/13 میلی‌گرم بر گرم) است. پوست بادام‌زمینی تأثیر فراوانی بر جذب کادمیوم نشان نداد. این پژوهش نشان می‌دهد که بیوچار مهندسی‌شده با پرمنگنات پتاسیم می‌تواند به‌عنوان جاذبی مؤثر، مقرون ‌به‌صرفه و سازگار با محیط ‌زیست در حذف آلودگی کادمیوم مورد استفاده قرار گیرد.