حذف آلودگی آرسنیت از محیط اشباع همگن و ناهمگن ستون خاک با استفاده از نانوذرات آهن

آلودگی یکی از مسائل مطرح در آب زیرزمینی است که با افزایش فعالیت های صنعتی، دفع فاضلاب در چاه­ های جذبی و برداشت بی‎ رویه از آبخوان در حال افزایش است. یکی از آلودگی های رایج، سمی و خطرناک موجود در آب­ زیرزمینی، آلاینده آرسنیک است که غلظت آن در بعضی از مناطق کشور به مراتب بیشتر از حد استاندارد است. تزریق نانوذرات آهن به محیط آبخوان راهی جدید، کارامد، کم‎ هزینه و پاک است که مطالعاتی برای حذف درجای آن در محیط آبخوان اخیرا مورد توجه محققین قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی روند حذف آرسنیت در محیط آب­ زیرزمینی توسط نانو ذرات آهن صفر با شبیه‎ سازی یک مدل تجربی ستون خاک تک بعدی در شرایط همگن و ناهمگن در دو دانه ‎بندی خاک و دو سرعت جریان مختلف است. بدین منظور ابتدا با انجام آزمایش ­های پیمانه ای تاثیر تغییرات غلظت نانوذرات آهن و آرسنیت (As(III)) در گذشت زمان با پارامترهای محیطی چون تغییرات دمایی و pH بررسی شد. در آزمایش‎های پیمانه ­ای دیده شد که محیط اسیدی و دمای زیاد سرعت واکنش بین نانوذرات آهن و آلاینده آرسنیت را تسریع می­ نماید. سپس، در ستون خاک یک بعدی اشباع همگن، با دو قطر ذرات خاک متفاوت؛ آب آلوده به ارسنیت جاری شد و نانوذرات آهن تزریق شد. نتایج ستون ‎های همگن نشان داد که سرعت حذف آرسنیت توسط نانوذرات آهن در حد دقیقه است که با گذشت زمان و در طول ستون خاک میزان غلظت آرسنیت تاحد مجاز شرب کاسته شده است. همچنین، در ستون ناهمگن خاک این آزمایش با دو سرعت جریان انجام شد و نتایج نشان دادند افزایش سرعت جریان و لایه‎ بندی خاک از میزان کاهش آلاینده می کاهد. با پایان آزمایش ­های ستون خاک همگن و ناهمگن دیده شد میزان آهن خاک در حد مجاز شرب بود و با هدایت ­هیدرولیکی خاک، افت جریان افزایش یافته است. در نهایت، این پژوهش نشان داد که پالایش آرسنیت در محل توسط نانوذرات آهن در ستون خاک راندمان زیادی دارد.

کلیدواژه ها:

نانو ذرات آهن ، حذف آرسنیت ، آزمایش‎های پیمانه‎ای ، آزمایش ستون خاک همگن و آزمایش ستون خاک ناهمگن