Skip to main content
SUPERVISOR
Omidvar Farhadian,Norolah Mirghafari
امیدوار فرهادیان (استاد مشاور) نوراله میرغفاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Moieni feyz abadi
احسان معینی فیض آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
Heavy metals are considered as the toxic and persistent pollutants in the environment especially in aquatic environments that can adversely impact on the ecosystems. These elements are found in the water as soluble and insoluble ions, organic/inorganic complexes or accompanied by colloidal and suspended materials. Nowadays, there are various techniques for removing heavy metals from water but most of them have the high costs of investment, operation and maintenance and/or low efficiency. Adsorption process is one of the economic and efficient methods to remove pollutants from aquatic environments. In recent years, biosorption using adsorbents prepared from non-living organisms such as bacteria, fungi, algae and organic materials such as rice husks, fruit skins leaves, bark, etc. have been taken more attention. The purpose of this study is the removal of cadmium and lead using green algae biomass of Scenedesmus quadricauda . In order to prepare the sorbent, the biomass of the algae after cultivation and harvesting in vitro, was dried and inactivated by Freeze Dryer. Adsorption experiments were designed in the both batch and column, and the parameters affecting adsorption including equilibrium time, initial pH of metal solution, initial concentration of metals and amount of adsorbent were investigated. Some physical, chemical and morphological characteristics of sorbent were determined by elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy methods. The results showed high adsorption rate of cadmium and lead (equilibrium time a bout 15-20 minute). Study of adsorption kinetics also represented a better fit to the pseudo-second-order kinetics for the sorption of cadmium and lead ions by the adsorbent. Adsorption of cadmium and lead was increased with increasing the pH in the range of 2-5 , so that the optimum pH for both metals adsorption was five. Lead and cadmium adsorption were fitted better by Redlich-Peterson and Langmuir isotherms models than the Freundlich model. Maximum adsorption of cadmium and lead was predicted 135 and 333 mg/g by Langmuir equation, respectively. With increasing the amount of adsorbent from 0.05 to 0.7 g/L, the adsorption percentage of cadmium and lead at a concentration of 50 mg/L was increased about 3.5 and 3 folds, respectively. Column experiments showed that the sorption performance is up to 40% for lead ions (amount of adsorption 219.3 mg/g) and 16% percent for cadmium ions (amount of adsorption 76 mg/g), and has high ability desorption (90%) by nitric acid 0.5M for both metals. Hence it is possible to apply this sorbent in successive adsorption cycles. Results of heavy metal adsorption from an industrial city wastewater sample indicated that cadmium and lead adsorption percentage were 65 and 69%, respectively. Keywords: Heavy metals, Microalgae, Scenedesmus quadricauda , Adsorption, Aqueous solutions
فلزات سنگین ازآلاینده‌های سمی و پایدار در محیط زیست و به ویژه محیط‌های آبی هستند که قادرند اثرات نامطلوبی بر اکوسیستم ها وارد نمایند. این عناصر در آب به حالت‌های محلول و نامحلول و به صورت یون، کمپلکس های آلی و معدنی و یا همراه مواد معلق و کلوئیدی یافت می‌شوند. امروزه روش‌های متنوعی برای حذف فلزات سنگین از آب وجود دارد، اما اکثر این روش‌ها با هزینه‌های بالای سرمایه گذاری، بهره برداری و نگهداری و یا کارایی پائین همراه می‌باشند. فرآیند جذب یکی از روش‌های اقتصادی و کارآمد برای حذف مواد آلاینده از محیط‌های آبی است. در سال‌های اخیر، جذب زیستی با استفاده از جاذب‌های تهیه شده از ریزسازواره های غیر زنده مانند باکتری، قارچ، جلبک و مواد آلی از جمله سبوس برنج، پوست میوه، برگ، پوست درختان و غیره بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف این مطالعه، جذب فلزات سنگین کادمیم و سرب توسط زیتوده خشک ریزجلبک سبز سندسموس کوادریکودا ( Scenedesmus quadricauda ) است. به منظور آماده سازی جاذب، زیتوده جلبک پس از کشت و برداشت در شرایط آزمایشگاهی، توسط دستگاه فریزدرایر خشک و غیر فعال گردید. آزمایشات جذب به دو صورت ناپیوسته و ستونی طراحی شد و عوامل موثر بر میزان جذب از جمله زمان تعادل، pH اولیه محلول فلزی، غلظت اولیه فلزات و مقدار جاذب بررسی شد. برخی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژی جاذب به کمک روش های آنالیز عنصری، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین گردید. نتایج نشان داد که سرعت جذب کادمیم و سرب بالا (زمان تعادل در حدود 20-15 دقیقه) بود. بررسی سینتیک جذب نیز نشان دهنده برازش بهتر سینتیک شبه مرتبه دوم برای جذب یون های کادمیم و سرب توسط جاذب مذکور بود. افزایش pH در محدوده 5-2 موجب افزایش جذب یون های فلزی کادمیم و سرب شد. به طوری که pH بهینه برای جذب هر دوفلز برابر 5 بود. جذب سرب و کادمیم با مدل های ردلیچ-پترسون و لانگمویر نسبت به مدل فروندلیچ برازش بهتری را نشان داد. حداکثر جذب فلزات کادمیم و سرب به ترتیب 135 و 333 میلی گرم بر گرم از معادله لانگمویر پیش بینی شد. با افزایش مقدار جاذب از 05/0 تا 7/0 گرم در لیتر، درصد جذب کادمیم و سرب در غلظت 50 میلی گرم در لیتر به ترتیب 5/3 و 3 برابر شد. آزمایشات ستونی نشان داد که جاذب کارایی جذب حدود 42 درصد (مقدار جذب 3/219 میلی گرم بر گرم) برای یون های سرب و 16 درصد (مقدار جذب 76 میلی گرم بر گرم) برای یون های کادمیم را داشته و از قابلیت احیای بالایی (بیش از 90 درصد) با اسید نیتریک 5/0 مولار برای هر دو فلز برخوردار است و امکان استفاده از این جاذب در چرخه‌های متوالی جذب وجود دارد. نتایج جذب فلزات سنگین از یک نمونه پساب شهرک صنعتی توسط جاذب جلبکی نشان داد که درصد جذب کادمیم 65 و سرب 69 درصد بود. کلمات کلیدی : فلزات سنگین، ریزجلبک، سندسموس کوادریکودا، جذب زیستی، محیط‌های آبی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی