تعداد نشریات | 50 |
تعداد شمارهها | 2,232 |
تعداد مقالات | 20,475 |
تعداد مشاهده مقاله | 25,222,603 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 22,851,828 |
مطالعه ایزوترم و سینتیک جذب فلز سنگین روی از محلولهای آبی با استفاده از میکروجلبک سندسموس | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
علوم و تکنولوژی محیط زیست | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 5، دوره 22، شماره 9 - شماره پیاپی 100، آذر 1399، صفحه 59-71 اصل مقاله (773.52 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مستخرج از پایان نامه | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jest.2021.27538.3660 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
منا ظلی بوری آبادی 1؛ سید عباس حسینی2؛ سید علی اکبر هدایتی3؛ افشین عادلی4؛ حسن رضائی 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1کارشناسی ارشد بوم شناسی آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران *(مسوول مکاتبات). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2استاد گروه تولید و بهره برداری آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3دانشیارگروه تولید و بهره برداری آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4استادیار گروه تکثیر و پرورش آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5استادیار گروه آلودگی محیط زیست، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
زمینه و هدف : روی یک عنصر فراوان در پوسته زمین با مقدار تقریبی 04/0 گرم به کیلوگرم می باشد. روی در طبیعت بیشتر به صورت سولفید روی یافت می شود. همچنین جذب روی توسط ته نشست ها نیز مقدار روی محلول در محلول های آبی را کاهش می دهد. در این مطالعه، به بررسی حذف فلز روی توسط جلبک سندسموس پرداخته شد. روش بررسی : جهت تعیین میزان جذب فلز روی توسط جاذب سندسموس تحت شرایط مختلف غلظت آلاینده، دوز جاذب، زمان تماس، pH تماس داده و با دستگاه جذب اتمی مقدار باقی مانده اندازه گیری شد. ایزوترم های جذب و مدل سازی سینتیکی یون های فلزی بر روی جاذب بر اساس آزمون مدل های ایزوترم لانگمیر، فروندلیچ و سینتیک های شبه درجه اول و شبه درجه دوم تعیین شدند. یافتهها: جذب به وسیله مدل های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ و سینتیک جذب توسط مدل های شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم شرح داده شدند. نتایج نشان داد ضریب همبستگی، سینتیک جذب از مدل شبه مرتبه دوم با مقدار برابر 1 و تعادل توسط ایزوترم فروندلیچ با مقدار 7926/0 توصیف شدند. بحث و نتیجه گیری: فرآیند جذب در این مطالعه نشان داد با توجه به ضریب همبستگی بالا جلبک Scenedesmus spقابلیت خوبی در حذف فلز روی دارد و می تواند به عنوان پیشنهادی مناسب جهت حذف روی از پسابها مورد استفاده قرار گیرد. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جلبک سندسموس؛ ایزوترم؛ سینتیک جذب؛ فلز سنگین روی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره نه، آذر ماه 99 مطالعه ایزوترم و سینتیک جذب فلز سنگین روی از محلولهای آبی با استفاده از میکروجلبک سندسموس
منا ظلی بوری آبادی[1]* سید عباس حسینی2 سید علی اکبر هدایتی3 افشین عادلی4 حسن رضایی5
چکیده: زمینه و هدف : روی یک عنصر فراوان در پوسته زمین با مقدار تقریبی 04/0 گرم به کیلوگرم می باشد. روی در طبیعت بیشتر به صورت سولفید روی یافت می شود. همچنین جذب روی توسط ته نشست ها نیز مقدار روی محلول در محلول های آبی را کاهش می دهد. در این مطالعه، به بررسی حذف فلز روی توسط جلبک سندسموس پرداخته شد. روش بررسی : جهت تعیین میزان جذب فلز روی توسط جاذب سندسموس تحت شرایط مختلف غلظت آلاینده، دوز جاذب، زمان تماس، pH تماس داده و با دستگاه جذب اتمی مقدار باقی مانده اندازه گیری شد. ایزوترم های جذب و مدل سازی سینتیکی یون های فلزی بر روی جاذب بر اساس آزمون مدل های ایزوترم لانگمیر، فروندلیچ و سینتیک های شبه درجه اول و شبه درجه دوم تعیین شدند. یافتهها: جذب به وسیله مدل های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ و سینتیک جذب توسط مدل های شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم شرح داده شدند. نتایج نشان داد ضریب همبستگی، سینتیک جذب از مدل شبه مرتبه دوم با مقدار برابر 1 و تعادل توسط ایزوترم فروندلیچ با مقدار 7926/0 توصیف شدند. بحث و نتیجه گیری: فرآیند جذب در این مطالعه نشان داد با توجه به ضریب همبستگی بالا جلبک Scenedesmus spقابلیت خوبی در حذف فلز روی دارد و می تواند به عنوان پیشنهادی مناسب جهت حذف روی از پسابها مورد استفاده قرار گیرد. واژه های کلیدی: جلبک سندسموس، ایزوترم ، سینتیک جذب، فلز سنگین روی
Study on isotherm and kinetic for the adsorption of heavy metal Zinc from aqueous solution by Scenedesmus micro-algae
Mona Zelli Booriabadi1* Seyed Abbas Hoseini[2] Seyed Aliakbar Hedayati3 Afshin Adeli4 Hassan Rezaei5
Abstract: Methods: To determine the amount of Zinc absorbed by the absorbent Scenedesmus concentrations of pollutants under different conditions, adsorbent dose, contact time, pH back and the remaining amount was measured by atomic absorption. Adsorption isotherms and kinetic modeling of metal ions on the adsorbent based on the model of Langmuir, Freundlich and kinetics were determined pseudo-first and pseudo-second. Results: absorption and adsorption kinetics by Langmuir and Freundlich isotherm models by the model described by pseudo first order and pseudo-second. The results showed that the correlation coefficient, absorption kinetics of pseudo-second-order model with an amount equal to 1 and the balance by the amount of 0.7926 were described by Freundlich isotherm. Conclusion: This study showed absorption process due to the high correlation algae Scenedesmus sp feature is the removal of Zinc And can be to used proposed as appropriate for the removal of the wastewater. Keywords: algae Scenedesus, isotherms, sorption kinetics, heavy metal Zinc مقدمه
روند صنعتی شدن و استفاده زیاد از فلزات سنگین در سالهای اخیر بهطور اجتناب ناپذیری منجر به افزایش در محیطهای آبی شده است (1). میزان سمیت فلزات در شرایط مختلف متفاوت است و تابع عواملی چون غلظت شرایط محیطی، زمان تماس و سایر عوامل فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است (2). فاضلاب صنایع فلزاتی نظیر کادمیوم ، سرب، مس، نیکل، روی و سزیم را وارد آب و خاک میکند. اکثر جلبکهای سبز دارای مکانیسم تراکمی دیاکسیدکربن هستند در مطالعات انجام شده بر روی گونه سندسموس مشخص گردید که این گونه با استفاده از مکانیسم تراکمی دیاکسیدکربن در شرایط کمبود CO2و یا افزایش تعادل بیکربنات وجود داشته باشد (3). جلبک سبز سندسموس توانایی نشان دادن تاثیرات آلایندگی سموم مختلف از جمله فلزات سنگین را در محیطهای آبی را دارد به این علت که این جلبک در آب شیرین و یکی از اجزای اصلی در زنجیره غذایی آب شیرین است (4). بهترین روش برای چنین مشکلاتی روش حذف زیستی یا جذب بیولوژیک است که یک جایگزین مناسب در حجمهای زیاد اما با آلودگی کم و از لحاظ اقتصادی بهصرفه است (5). موفقیت عملکرد این فرایند در شرایط مختلف مانند دما، فشار و ترکیب درصد تا حدود زیادی به دادههای ترمودینامیکی و سینتیکی وابسته است (6). ایزوترم های جذب، خواص جذبی و داده های تعادلی هستند که به توصیف چگونگی واکنش آلاینده ها با مواد جاذب می پردازند و در بهینه سازی مصرف جاذب نقش اساسی دارند. ایجاد ارتباط مناسب برای منحنی تعادل و بهینه نمودن طراحی یک سیستم جذب سطحی برای حذف ترکیب فلزی بسیار مهم است. مدل های ایزوترم زیادی برای تحلیل داده های تجربی و توصیف تعادل در جذب مانند لانگمویر، فروندلیچ و تمکین وجود دارد. این مدل ها برای ارایه دیدگاهی راجع به مکانیسم جذب، خواص سطحی، تمایل جاذب و توصیف داده های تجربی جذب به کار می روند (7). سینتیک جذب، برای بررسی مکانیسم کنترل کننده درفرآیند جذب زیستی مانند انتقال جرم و واکنش شیمیایی به کار می رود . متداول ترین این مدل ها، مدل های شبه درجه اول و شبه درجه دوم هستند (8) بنابراین، ایجاد یک ارتباط مناسب بین نمودار های تعادل برای بهینه نمودن شرایط و طراحی سیستم های جذب بسیار حایز اهمیت است (7). در این مطالعه ابتدا مشخصات جلبک سبز سندسموس با استفاده از آنالیزهای FTIR ارایه گردیده است. در مرحله بعد تأثیر جاذب (جلبک سندسموس) بر تیمارهای مختلف روی بررسی شد (pH و دما ثابت در نظر گرفته شد). سپس نتایج آزمایشهای حذف روی از محلولهای آبی با استفاده از معادلات لانگمویر و فروندلیچ، همچنین نتایج سینتیک با معادلات سینتیک شبه درجه اول و شبه درجه دوم بررسی شد.
مواد و روشها دریافت نمونه اولیه جلبک از پژوهشکده اکولوژی دریای خزر صورت گرفت و به دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان منتقل شد. کلیه ظروف حاوی محیط کشت به همراه لولههای هوادهی در دمای 121 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه در دستگاه اتوکلاو (مدل PECO 50128) ضدعفونی گردید. همچنین محیط آزمایشگاه بهمدت نیم ساعت با UV استریل گردید (9). 10 میلیلیتر محلول استاندارد خالص شده جلبک سندسموس به ارلن 250 میلیلیتر تزریق شد ودر یک اتاق کشت استریل تحت شرایط دمایی 2±25 و شدت نور 350±3500 و دوره روشنایی 12:12 روشنایی و تاریکی و هوادهی منظم با سه تکرار کشت داده شد (10). در کشت جلبک از محیط کشت Z8-N استفاده شد (11). پس از رشد جلبک در ارلن 250 میلیلیتر به ارلنهای 500 میلیلیتر منتقل شدند که هریک از این دورههای رشد بهمدت 2 هفته بهطول انجام انجامید (8). سپس جلبکها را با آب مقطر دیونیزه شده شسته تا واسطههایی که باعث رشد شدهاند از جلبک خارج شوند. pH تمام واحدهای آزمایشی در 1/0±8/6 تنظیم گردید.pH تمام تیمارها با هیدروکسید پتاسیم 1/0 نرمال و اسیدکلریدریک 1/0 نرمال با استفاده از pH متر (CRISON مدل T 25+ mV) انجام شد (12). دما در تمام نمونهها ثابت و 2±25 در نظر گرفته شد (13). مطالعات جذب به بررسی اثر پارامترهای مختلف از جمله غلظت آلایندهها، دوز جاذب، زمان تماس و pH به صورت سیستم ناپیوسته با 3 تکرار انجام شد. ابتدا جاذب با ترازو وزن شد محلول حاوی آلاینده و جاذب در ارلن به ظرفیت 500 میلیلیتر ریخته و بر روی شیکر انکوباتور (مدل IKA KS 4000 ic control) با دور 120 دور در دقیقه با فواصل زمانی مشخص قرار داده شد. سپس دوز جاذب و جاذب را در ظرف 50 میلیلیتر وارد سانتریفیوژ کرده 4000(مدل Eppendorf Centrifuge 5810 ) دور در دقیقه بهمدت 15 دقیقه تا ذرات معلق جدا شود (14). سپس مایع رویی را از کاغذ صافی واتمن عبور داده شد. و در نهایت غلظت باقیمانده در محلول مورد آزمایش توسط دستگاه جذب اتمی (AAS) (مدلPerkin Elmer 3110) مشخص شد (15). با استفاده از فرمول محاسبات ایزوترم جذب و سینتیک برای بررسی و شرایط و نحوهی جذب بهتر انجام گرفت.
جدول1- متغیرهایمورد استفادهبرایجذبفلزسنگین روی بهوسیلهجلبک Scenedesmus SP. Table 1- Variables used for bioadsorption of zinc heavy metal using green algae Scenedesmus Sp.
ایزوترم لانگمویر این مدل شامل فرضیاتی است که از آن جمله جذب به صورت تک لایه ای، یکنواختی سطح و حذف اثرات متقابل مولکول های جذب شده را می توان نام برد. برای جذب تک لایه ای معادله لانگمویر به صورت زیر می باشد (16).
qe = 16qmax×Ceb1+Ceb"> رابطه (1) 16Ceq=1bqmax+Ceqmax"> رابطه (2)
که مقدار qmqx (ماکزیمم ظرفیت جذب تعادل) و b (ثابت تعادل جذب). Ce : میزان یونهای باقی مانده در محلول در حال تعادل (ppm)، q: جرم فلز جذب شده بر وزن بیومس خشک (m)، b: ثابت لانگمویر، نشان دهنده میل ترکیبی جاذب با جذب شونده است. ایزوترم فروندلیچ ایزوترم فروندلیچ با فرض یک سطح ناهمگن با توزیع غیر یکنواختی از گرمای جذب در روی سطح بدست می آید. طبق مدل فروندلیچ فرآیند جذب توسط معادله زیر تعریف می شود(17). معادله فروندلیچ بهصورت زیر است (18): رابطه (3) qe = Kf (Ce )1/n 16Lnq=LnKf+1n+LnCe"> رابطه (4) Kf: فاکتور ظرفیت فروندلیچ (ثابت فروندلیچ)، n: پارامتر شدت فروندلیچ (ثابت فروندلیچ)، نشانه اثر غلظت بر ظرفیت جذب: جرم فلز جذب شده بر وزن سلول (mg/g)، Ce: غلظت فلز در محلول در حالت تعادل (ppm). نحوه محاسبه سینتیک جذب سینتیک جذب یک از جنبههای مهم طراحی جذب ناپیوسته میباشدکه بهمنظور تجزیه و تحلیل رابطه بین غلظت جذب شونده در جاذب نسبت به زمان بهکار میرود. سینتیکشبه درجهاول معادله سینتیکی شبه درجه اول از رابطه زیر بهدست میآید (19): 16dqtdt=K1qe-qt"> رابطه (5) که در آن K1 ثابت سرعت جذب بیولوژیکی ( min-1 ) و qt، مقدار یون جذب شده بر وزن جاذب در زمان t، (mg/g) است. با لگاریتم گیری از رابطه فوق رابطه زیر بهدست میآید:
16logqe-qt=log qe-Kadt2.303"> رابطه (6) از رسم نمودار (qe-qt)log به t میتوان K1 را بهدست آورد.
سینتیکشبه درجهدوم در مدل سینتیکی مرتبه دوم فرض بر این است که فرایند جذب قابل کنترل به وسیله جذب شیمیایی است (20 ).
16dqtdt=K2qe-qt2"> رابطه (8)
که K2 ثابت سرعت جذب بیولوژیکی (g/mg.min)، qe و qt مشابه موارد مطرح شده در درجه اول هستند. رابطه را میتوان بهصورت زیر نوشت: 16tqt=1K2ad.qe2+1qet"> رابطه (9)
که مقدار k2 از محاسبه عرض از مبداء نمودار بهدست میآید.
نتایج طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) طیف سنجی مادون قرمز در محدودهی 400 تا4000cm-1 جهت شناسایی گروههای عاملی موثر در جذب از دستگاه FTIR استفاده میشود. در شکل(1) طیف جلبک سندسموس قبل از جذب و پس از جذب فلز قابل مشاهده است. همچنین تغییرات مربوط به عدد موجی در جدول شماره (1) مربوط به قبل و بعد از جذب فلز روی توسط جلبک سندسموس آورده شده است. باتوجه به نتایج بدست آمده از طیف سنجی مادون قرمز پی میبریم که پیک شمارهی cm-100/3328مربوط به گروه عاملی –OH میباشد.این پیک بعد از جذب به پیک 51/3352 تبدیل شده است. در واقع این پیک شکل باندها بین یونهای روی و گروههای OH را نشان میدهد. پیک cm-176/2844مربوط به گروههای عاملی CH کششی میباشد. که بعد از جذب به پیک 49/2912 تبدیل شده است. پیک 59/1629 به پیک cm-101/1631تبدیل شده و گروه ارتعاش کششی C=O در کربوکسیلیک را نشان میدهد. پیک cm-1 93/1040 گروه عاملی C=O کششی کربوکسیلیک را نشان میدهد. این پیک بعد از جذب به پیک cm-1 45/1078 تبدیل شده است.از تفاوت بین موجها میتوان دریافت که گروه -CH بیشترین عملکرد را در جذب یونهای روی داشته است. در واقع نقش اصلی در جذب مربوط به گروه-CH میباشد.
جدول 1- تغییرات عدد موجی جلبک سندسموس قبل و بعد از جذب روی Table 1- Algae Scenedesmus wave number changes before and after absorption Zinc
شکل1 -طیف سنجی FTIR جلبک سندسموس قبل از جذب (a) و بعد از جذب فلز روی (b) Figure 1- FTIR spectroscopy scenedesmus algae to absorb (a) and after absorption of Zinc (b)
در این مطالعه جذب تعادلی روی توسط جلبک سندسموس با استفاده از ایزوترمهای لانگمویر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج برازش دادهها با مدل لانگمویر و فروندلیچ نشان میدهد که فرایند جذب توسط جاذب از مدل لانگمویر پیروی نمیکند اما از فروندلیچ پیروی میکند مبنای انتخاب بهترین ایزوترم جذب، ضرایب همبستگی (R2) می باشد. توجه به مقادیر مربع ضرایب همبستگی (R2) میتوان اذعان داشت که فرایند جذب روی توسط جاذب با مدل فروندلیچ برازش بهتری دارد. که درایزوترم لانگمویر (559/0) شکل (2) و در ایزوترم فروندلیچ (7926/0) شکل (3) در نتیجه جذب از ایزوترم فروندلیچ پیروی میکند. ایزوترم فروندلیچ سطوح هم جذب و نحوهی توزیع محلهای تبادل فعال و انرژی آنها را توصیف میکند.
جدول2- ثابتهای تعادل لانگمویر و فروندلیچ Table 2- Equilibrium constants of Langmuir and Freundlich
شکل2- مدل همدمایی لانگمویر Figure 2- Langmuir isotherm model
شکل3- مدل همدمایی فروندلیچ Figure 3- Freundlich isotherm model
در این پژوهش، از دو مدل سینتیکی شامل مدل شبه درجه اول و شبه درجه دوم برای پیش بینی مکانیسم جذب روی توسط جلبک سندسموس استفاده شد. با بهدست آوردن معادلات و نمودارهای لازم، R2 بهدست آمده برای این دو مدل سینتیک و مقایسه نتایج جذب نشان داد که دادههای زمان تماس از مدل سینتیک شبه درجه دوم تبعیت میکنند. R2 برابر با 1 در سینتیک شبه درجه دوم و R2 برابر با 7926/0 در سینتیک شبه درجه اول بیان کننده آن بود که مدل سینتیک شبه درجه دوم تطابق بهتری با دادهها دارد. در واقع وجود تعامل شیمیایی بین جاذب و جذب شونده در مدل سینتیک شبه درجه دوم بهتر میباشد. شکلهای (4) و (5)، بهترتیب سینتیک شبه درجه اول و سینتیک شبه درجه دوم را نشان میدهند.
شکل4- مدل سینتیکی شبه درجه اول Figure 4- Pseudo-first kinetic model
شکل5- مدل سینتیکی شبه درجه دوم Figure 5- Pseudo-second kinetic model
جدول3- پارامترهای مدل سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم Table3- kinetic Model parameters pseudo-first and pseudo-second
بحث در مدل لانگمویر فرض بر این است که جذب به وسیله مکان های همگن مخصوص که درون ساختار جاذب وجود دارد صورت می گیرد و هریک از این مکان ها تنها قابلیت جذب یک ردیف مولکول را داشته و در صورت ورود مولکول دیگر هیچ گونه تغییری در آن مکان که قبلا عمل جذب صورت گرفته رخ نمی دهد به این دلیل که کنش و واکنشی بین مولکول های جذب شونده به وجود نمی آید و می توان گفت فرآیند جذب به صورت تک لایه انجام می شود. در مدل فروندلیچ فرض بر این قضیه استوار است که مکان های جذب درون ساختار جاذب به صورت ناهمگون بوده و دارای قدرت جذب متفاوت می باشند و جذب به صورت چند لایه صورت می پذیرد(21و 22). طبق نتایج بدست آمده و ضریب همبستگی R2بالا در ایزوترم فروندلیچ نشان داد که جذب فلز روی توسط جلبک سندسموس از ایزوترم فروندلیچ پیروی می کنند، در نتیجه می توان تشریح نمود که جذب بر روی سطح ناهمگون رخ داده ، لذا انرژی جذب برای همه سایت های جذب دارای مقدار برابری نبوده که منجر به ایجاد جذب چند لایه ای برای فلز روی شده است.با استفاده از سینتیک جذب، میتوان سرعت جذب ماده جذب شونده توسط جاذب را توصیف نمود. سینتیک شبه درجه اول برای واکنشهایی که برگشت پذیر هستند و بین فاز جامد و مایع دارای تعادل هستند، مورد استفاده قرار میگیرد (23). نفوذ از درون یک لایه انفاق میافتد و بر مبنای ظرفیت جامد میباشد که در آن تغییرات در ماده جذب با زمان، متناسب با تعداد مکانهای اشغال نشده در سطح جاذب است. سینتیک شبه درجه دوم نشان میدهد که جذب شیمیایی مرحله کندکننده سرعت است و فرآیندهای جذب سطحی را کنترل میکند و بر مبنای جذب فاز جامد میباشد که در آن سرعت اشغال مکانهای جذب، متناسب با مجذور تعداد مکانهای اشغال نشده میباشد (23). عمر، از جلبکهای سبز Scenedesmus quadricaudaو Scenedesmus obliquus برای جذب روی از محلولهای آبی استفاده کرد. نتایج نشان داد که جلبک S. obliquus توانایی بالاتری نسبت به S. quadricaudaدر حذف روی دارد. ایزوترم لانگمویر و جذب تک لایه هم برازش بهتری با دادهها نشان داد (24). مطالعاتی که ماراگا و همکاران، به بررسی جذب زیستی فلزات مس و روی با استفاده از جلبک سبز پرداخت. در این آزمایش جاذب در pH (4، 7، 10) با مدت زمان (10، 20، 30، 40، 50، 60) دقیقه قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای هر دو فلز بیشترین جذب در 10 دقیقه اول افزایش یافته است در نتیجه در دقیقه 50 به تعادل رسید ایزوترم فروندلیچ هم برازش بهتری با داده ها نشان داد (25). با بهدست آوردن معادلات و نمودارهای لازم، R2 بهدست آمده برای دو مدل سینتیک شبه درجه اول و درجه دوم و مقایسه نتایج جذب نشان داد که دادههای زمان تماس از مدل سینتیک شبه درجه دوم تبعیت میکنند.
جدول4- مطالعات انجام شده ایزوترم و سینتیک فلز سنگین روی با استفاده از جلبک Table 4- Studies of isotherm and heavy metal Zinc kinetics using algae
نتیجه گیری بررسی سینتیک جذب نیز نشاندهنده برازش بهتر سینتیک شبه مرتبه دوم برای جذب یونهای فلز مذکور بود که حداکثر مقدار جذب پیشنهادی مدل نیز بسیار نزدیک به حداکثر جذب اندازهگیری شده بود. با افزایش غلظت اولیه یون فلز، مقدار جذب افزایش یافت. بررسی دادهها با همدماهای جذب نشان داد که فرآیند جذب فلز روی توسط جاذب با مدل فروندلیچ برازش بهتری دارد. حداکثر جذب پیشنهادی مدل فروندلیچ برای فلز روی (7926/0) بود. بنابراین بر مبنای نتایج حاصل از این مطالعه می توان اظهار نمود که روش جذب زیستی با استفاده از میکروجلبک sp. Scenedesmus یک روش کارآمد و قابل اطمینان برای حذف فلز روی از محلول های آبی می باشد.
تشکر و قدردانی از کسانی که امکانات و شرایط لازم را برای انجام این پژوهش فراهم نمودند و همچنین اساتید محترم دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان تشکر و قدردانی میشود.
منابع
[1]- کارشناسی ارشد بوم شناسی آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران *(مسوول مکاتبات). 2- استاد گروه تولید و بهره برداری آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. 3- دانشیارگروه تولید و بهره برداری آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. 4- استادیار گروه تکثیر و پرورش آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. 5- استادیار گروه آلودگی محیط زیست، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. 1-MSc of Aquatic Ecology, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources *(Corresponding Author). 2-Professor of Aquatic Ecology, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources 3-Associate Professor of Aquatic Ecology, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources 4- Assistant Professor of Fisheries, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources 5- Assistant Professor of Environment, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,496 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 593 |