عنوان

کاربرد نانوذرات آهن صفر و ترکیبات آهن دو ظرفیتی در غیر متحرک سازی ‮‭Cr(VI)‬ در یک خاک آلوده شده با کروم

شماره

‭۳۵۰۹پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

کاربرد نانوذرات آهن صفر و ترکیبات آهن دو ظرفیتی در غیر متحرک سازی ‮‭Cr(VI)‬ در یک خاک آلوده شده با کروم

نام نخستين پديدآور

/لیلا علیدخت آخونی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

تبریز : دانشگاه تبریز ، دانشکده کشاورزی ، گروه خاک

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۱۸‬ ص‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

علوم خاک

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۸۹/۱۱/۲۵‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز : دانشگاه تبریز ، دانشکده کشاورزی ، گروه خاک

متن يادداشت

آلودگی کروم در خاک و آب‌صهای زیرزمینی به عنوان یک مشکل جدی زیست محیطی محسوب می‌صشود .دو حالت اکسایشی پایدار کروم ‮‭(III‬ و ‮‭VI)‬ در طبیعت یافت می‌صشوند .کروم شش ظرفیتی (‮‭(Cr(VI)‬ کاملا محلول و متحرک بوده و به دلیل داشتن خواص اکسید کنندگی قوی، اثرات سمی در سیستم‌صهای زیستی دارد در حالیکه کروم سه ظرفیتی (‮‭(Cr(III)‬ به دلیل شرکت در سوخت و ساز گلوکز، چربی و پروتئین، به عنوان یک عنصر ضروری برای حیوانات شناخته شده است .لذا احیاء ‮‭Cr(VI)‬ به ‮‭Cr(III)‬ و رسوب متعاقب آن از اهمیت ویژه‌صای در اصلاح مکان‌صهای آلوده به ‮‭Cr(VI)‬ برخوردار می‌صباشد .در این راستا، در پژوهش حاضر کارائی ترکیبات مختلف آهن شامل ‮‭Fe(II)‬ محلول، نانوذرات و میکروذرات مگنتیت ‮‭(Fe۳O۴)‬ و نانوذرات و میکروذرات آهن صفر در غیرمتحرک سازی ‮‭Cr(VI)‬ در محلول و خاک آلوده شده با کروم مورد مقایسه قرار گرفت .نانوذرات آهن صفر ‮‭(ZVIN)‬ به روش احیاء بوروهیدرید تهیه شدند و از نشاسته به عنوان پایدار کننده استفاده گردید .خاک در غلظت‌صهای مختلفی از ‮‭Cr(VI) (۵۰‬ تا ‮‭۱۶۵۰‬ میلی گرم در کیلوگرم (توسط محلول دی‌صکرومات پتاسیم ‮‭(K۲Cr۲O۷)‬ آلوده شد .مقایسه‌صی کارائی ترکیبات مختلف آهن در غیرمتحرک سازی ‮‭Cr(VI)‬ در محلول در غلظت اولیه‌صی ‮‭۲۰‬ میلی‌صگرم در لیتر ‮‭(pH‬ اولیه ‮‭=۵)‬در حضور ‮‭۶/۰‬ گرم در لیتر از ترکیبات آهن به عنوان تابعی از زمان ‮‭(۵‬ تا ‮‭۶۰‬ دقیقه (انجام شد .تأثیر عوامل مختلف شامل غلظت اولیه‌صی) ‮‭Cr(VI)‬ میلی گرم در لیتر(، غلظت ترکیبات آهن) گرم در لیتر (و ‮‭pH‬ اولیه‌صی محلول بر کارائی ترکیبات مختلف آهن مورد بررسی قرار گرفت .آزمایشات مقایسه‌صای در خاک آلوده شده با ‮‭Cr(VI)‬ در سیستم ‮‭batch‬ و در دو غلظت ‮‭۱۰۰‬ و ‮‭۸۵۰‬ میلی گرم در کیلوگرم در حضور ‮‭۵/۱‬ درصد وزنی ترکیبات آهن انجام شد .کارائی ‮‭ZVIN‬ در غیرمتحرک سازی ‮‭Cr(VI)‬ تحت تأثیر عوامل مختلف شامل غلظت ‮‭Cr(VI)‬ در خاک، ‮‭pH‬ سوسپانسیون، غلظت ‮‭ZVIN‬ و مدت زمان واکنش مورد بررسی قرار گرفت .به منظور مدلسازی و بهینه‌صسازی فرآیند غیرمتحرک سازی ‮‭Cr(VI)‬ توسط ‮‭ZVIN‬ در خاک، روش طراحی ترکیب مرکزی ‮‭(CCD)‬ مورد استفاده قرار گرفت .غلظت) ‮‭Cr(VI)‬ میلی گرم در کیلوگرم(، غلظت) ‮‭ZVIN‬ درصد وزنی (و مدت زمان واکنش) دقیقه (به عنوان متغیرهای ورودی مدل انتخاب شدند .نتایج آزمایشات مقایسه‌صای نشان داد که کارائی ترکیبات مورد بررسی، در محلول آبی و خاک، از توالی زیر پیروی می کند ‮‭Fe(II)‬ :محلول ‮‭ZVIN‬ < پایدار ‮‭ZVIN‬ < غیرپایدار < نانوذرات مگنتیت < میکروذرات آهن صفر < میکروذرات مگنتیت .سرعت بالای واکنش در حضور ‮‭Fe(II)‬ محلول مانع دستیابی به اثر عوامل مختلف در این فرآیند شد .کارائی ذرات مگنتیت شدیدا وابسته به ‮‭pH‬ بوده و حداکثر کارائی آنها) هر دوی نانوذرات و میکروذرات (در ‮‭pH‬ برابر ‮‭۳‬ مشاهده شد ‮‭ZVIN‬ .پایدار نسبت به ‮‭ZVIN‬ غیرپایدار و میکروذرات آهن صفر، کارائی مناسبی در غیرمتحرک سازی ‮‭Cr(VI)‬ در محلول آبی و خاک در محدوده‌صی وسیعی از ‮‭pH‬ نشان داد .مقادیر پیش‌صبینی شده توسط مدل پلی‌ص‍ نومیال درجه‌صی دوم تطابق بالائی با داده‌صهای تجربی نشان دادند ‮‭(۹۷/۰=۲R‬ و‮‭R). - ۹۴/۰=۲Adj‬نتایج بهینه سازی فرآیند نشان داد که حداکثر میزان غیرمتحرک سازی ( ‮‭Cr(VI) (۶۳/۹۰‬ در خاک در شرایط بهینه‌صی زیر بدست می آید :غلظت ‮‭Cr(VI)=۴۰۰‬ میلی گرم در کیلوگرم، غلظت ‮‭ZVIN=۵/۱‬ درصد وزنی و مدت زمان واکنش ‮‭=۶۰‬دقیقه

متن يادداشت

Chromium contamination of soil and groundwater is a significant problem worldwide. Chromium exists in two stable oxidation states, III and VI, under most natural environments. Hexavalent chromium (Cr(VI)), is highly soluble, mobile and exerts toxic effects on biological systems due to its strong oxidizing properties. On the other hand, Cr(III) is an essential metal for animals because it takes part in glucose, lipid, and protein metabolism. Therefore, reduction of Cr(VI) to Cr(III) and subsequent precipitation, is of great importance for remediation of Cr(VI)-contaminated sites. Therefore, we compared the efficiency of different Fe materials such as dissolved Fe(II), magnetite (Fe3O4) micro and nanoparticles and zero valent iron micro and nanoparticles for immobilization of Cr(VI) in aqueous solution and a Cr-spiked soil. Zero valent iron nanoparticles (ZVIN) were prepared using borohydride reduction method. Water soluble starch was used as a stabilizer. The soil was spiked with Cr(VI) in different concentrations ranging from 50 to 1650 mg/kg using K2Cr2O7 solution. Cr(VI) immobilization efficiency (IE) of different Fe materials in aqueous solution was conducted in Cr(VI) concentration of 20 mg/L (initial solution pH=5) using 0.6 g/L of Fe materials, as a function of reaction time (5 to 60 min). The effect of operational parameters such as initial Cr(VI) concentration (mg/L), Fe materials dosage (g/L) and initial solution pH on Fe materials performance was also investigated. Comparative studies were performed in Cr-spiked soil with Cr(VI) concentrations of 100 and 850 mg/kg in batch system and using 1.5 (w/w) of Fe materials. The effect of different factors on Cr(VI) IE ( ) using ZVIN, such as suspension pH, initial Cr(VI) concentration (mg/kg), ZVIN dosage ( w/w) and reaction time (min) was studied at different experimental conditions. To model and optimize the immobilization process using ZVIN in soil, the central composite design (CCD) approach was used. The chosen variables for CCD optimization were ZVIN dosage ( w/w), reaction time (min) and initial Cr(VI) concentration in soil (mg/kg). Our results indicated that the efficiency of used materials, in both aqueous solution and Cr-spiked soil, follows by this order: dissolved Fe(II)> starch-stabilized ZVIN> non-stabilized ZVIN> magnetite nanoparticles> zero valent iron microparticles> magnetite microparticles. The rapid reaction rate using dissolved Fe(II) limited obtaining the effect of operational parameters on this process. The efficiency of magnetite particles is strongly pH dependent with maximum IE ( ) at pH=3. The stabilized ZVIN in comparison with non-stabilized ZVIN and zero valent iron microparticles, efficiently reduced Cr(VI) from soil and aqueous solution in a wide range of pH. The predicted response values by second-order polynomial model were found to be in good agreement with experimental values (R2=0.97 and Adj-R2=0.94). The result of optimization showed that Cr(VI) IE ( ) presented the maximal result (90.63 ) at the optimal conditions of ZVIN dosage 1.5 w/w, reaction time 60 min and initial Cr(VI) concentration 400 mg/kg

موضوع مستند نشده

Soil contamination

موضوع مستند نشده

Zero valent iron nanoparticles

موضوع مستند نشده

Magnetite

موضوع مستند نشده

Cr(VI) immobilization

موضوع مستند نشده

Central composite design

مستند نام اشخاص تاييد نشده

علیدخت آخونی،لیلا

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ریحانی تبار، عادل، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ختائی، علیرضا، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

اوستان، شاهین، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی