مقدمه گرفت. از. ,Al 2. o 3 استفاده TOC-VCSH مدل SHIMADZU متر TOC اسيد. Downloaded from ijhe.tums.ac.ir at 1:48 IRDT on Tuesday May 1st 2018

Transcript

1 پژوهشي علمي ي فصلنامه محيط و سالمت مجله ايران محيط بهداشت علمي انجمن 544 تا 535 صفحات زمستان 392,, چهارم شماره ششم, دوره Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 آب در موجود اسيدهيوميک جذب در سيليکون نانوذرات کارائي بررسي 2 کالنکش راننده الله ملکوتيان محمد 9/07/8 پذيرش: 9/04/20 دريافت: چکيده جداسازي براي مختلف روشهاي ميان از مينمايند. سرطانزا ترکيبات تشکيل و داده واکنش کلرين با شرب آب در موادهيوميکي هدف: و زمينه کرده جلب بخود را زيادي توجهات بودن ساده و اقتصادي علت به که است روشهايي زمره در جذب فرايند سطحي آبهاي از اسيدهيوميک گرفت. انجام آب در موجود اسيدهيوميک جذب در سيليکون نانوذرات کارائي بررسي هدف با تحقيق است.اين انجام تبريز رود زرينه تصفيهخانه خام آب واقعي نمونه روي بر سپس و سنتتيک نمونه روي بر که است تجربي مطالعه بررسي: روش اثر خام نمونه اسيدهيوميک ميانگين و شيميايي کيفيت تعيين از.پس گرفت انجام لحظهاي نمونهبرداري بروش نمونهبرداري گرفت. گرديد. تعيين پارامتر از هريک بهينه شرايط گرفت. قرار بررسي مورد اسيدهيوميک حذف روي بر مختلف زمانهاي و جاذب مقدار ph اسپکتروفتومتر از استفاده با بترتيب TOC و هيوميک اسيد غلظت شد. بررسي جذب سينتيک و ايزوترمها جذب فرايند بهتر درک بمنظور اندازهگيري TOC-VCSH مدل SHIMADZU متر TOC دستگاه و 254 n موج طول در )Schiadzu/UV-800,ad in japan) شد. استفاده رگرسيون آماره و spss افزار نرم از دادهها تحليل تجزيه براي شد. واقعي و سنتتيک محلولهاي براي 0/25 g/l مقدارجاذب کاربرد و 0 in ماند زمان و ph=4 در هيوميک اسيد حذف درصد بيشترين يافتهها: دوم درجه سينتيک از آن وسرعت فروندليچ ايزوترم از اسيدهيوميک جذب داد نشان نتايج آمد. بدست % 8/8 و % 88/4 راندمان با ترتيب به ميکند. پيروي 0/9936 و 0/8 72 همبستگي ضريب با بترتيب يلو بود کمتر طبيعي آبهاي در مداخلهگر عوامل تداخل بعلت سنتتيک محلولهاي با واقعي محلولهاي در حذف ميزان :گرچه نتيجهگيري حذف براي کارآمد روشهاي از يکي بعنوان را مذکور روش توان مي بهينه شرايط در اسيدهيوميک حذف باالي درصد به توجه با مجموع در نمود. مطرح اسيدهيوميک جذب ايزوترم سيليکون نانوذره اسيدهيوميک کليدي: واژگان دانشکده بهداشتمحيط بهداشتمحيط گروه مهندسی تحقيقات مرکز استاد بهداشتمحيط دکتري مسئول(: -)نويسنده ail:.alakootian@yahoo.co کرمان کرمان پزشکی علوم دانشگاه بهداشت پزشکي علوم دانشگاه بهداشت دانشکده بهداشتمحيط گروه بهداشتمحيط مهندسي ارشد کارشناسي 2 -دانشجوی کرمان کرمان

2 Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 مقدمه سر يک )داراي Aphiphilic(( فيليک آمفي شايعترين آلي مواد سطحي آبهاي منابع در قطبي( غير سر يک و قطبي با ها NOM.)( اند Natural (Organic Matr( طبيعي گندزدايي جانبي مواد توليد و داده واکنش کلره کنندههاي ضدعفوني اعظم قسمت مينمايند) 2 (. را )By Disinbaction Product( تشکيل هيوميک( اسيد و فوليک )اسيد هيوميکي مواد را NOMها است. هيوميکي مواد اصلي ترکيبات از يکي هيوميک اسيد ميدهند. قابل طبيعي آلي مواد % طبيعي آلي مواد اصلي قسمت محلول آلي کربن از % 9 (Disolvd Organic Matr) حل کربن کل از %60-40 و )Disolvd Organic Carbons) تشکيل سطحي آبهاي در را )Carbon Organic Total( آلي واحدهاي و الکيل از اسکلتي شامل هيوميکها اسيد )3-5(. ميدهند اسيد مثل آن به چسبيده متفاوت واکنشپذير گروههاي با آروماتيک ترکيبات اين )(. است کوئين گروههاي و هيدروکسيل کربوکسيليک در رنگ ايجاد باعث هستند: مهم آبي سيستمهاي در دليل سه به بسيار و حشرهکشها مثل آلي آاليندههاي و فلزات با ترکيب آب بآ در جهشزا هالوژنه ترکيبات پيشسازههاي توليد باعث مهمتر آنها غلظت که طبيعي آبهاي در اسيدها هيوميک ) 6 و 7 (. ميشوند روشهاي )8(. ميگذارد جا بر منفي تاثيرات برسد -50 g/l به روشها: اين جمله از دارد وجود اسيدهيوميک حذف براي زيادي اکسيداسيون و فيلتر وسيله به جداسازي شيميايي کواگوالسيون براي شده تاييد روش جذب )4(. برد نام ميتوان را جذب و پيشرفته است بودن هزينه کم و سادگي بدليل آب در هيوميک اسيد حذف دارد. وجود تبادالتي هيوميک اسيد و نانواکسيدها سطح بين ) 2 و 4 (. نانو روي بر هيوميک اسيد جذب براي مهمي مشخصه ذرات اندازه شده تصفيه پيش خام آبهاي در شمالي ايرلند در است. اکسيدها سولفات وسيله به فلوکوالسيون و کواگوالسيون با هيوميکي مواد شده اساسي مشکل دو ايجاد باعث که ميشود حذف آلومينيوم باال و دارد دفع به نياز که باال آلومينيوم با لجن گذاشتن باقي است: 0/02 g/l از بيشتر به شده تصفيه آب در آلومينيوم غلظت رفتن بهداشت جهاني سازمان توسط شده توصيه مجاز حد از بيشتر که جذب ژاپن در 20 سال در همکارانش و Liang است) 6 (. [Zno 2,Al 2 o 3 نانواکسيدها از نوع چهار وسيله به را اسيدهيوميک جذب بين که کردند مشاهده و داده قرار آزمايش مورد,Sio 2, Tio 2 ] U.S.A در که مطالعهاي )9(. دارد وجود رابطه ph و اسيدهيوميک که داد نشان گرفت انجام همكاران Liuو توسط 200 سال در حذف کلسيم با همراه فيلتر روي بر شده پوشيده سيليکون نانوذرات توسط شده انجام مطالعه طي )0(. ميکند تشديد را هيوميک اسيد فيلترهاي که شد نتيجه استراليا در 2007 سال در Majwski آلي آلودگيهاي موثري طور به سيليکون نانوذرات با شده پوشيده در همكارش و Hizal توسط که.مطالعهاي ميبرد) ( بين از را که معدني خاکهاي که داد نشان شد انجام ترکيه در 2006 سال اسيد با همراه سنگين فلزات جذب توانائي هستند سيليکون حاوي در ژاپن در همكاران Mortguchiو هستند) 2 (. دارا را هيوميک حذف براي سيليکون نانوذرات با شده اصالح فلزات از 2005 سال و Luo توسط که مطالعهاي طي گرديد) 3 (. استفاده هيوميک اسيد موادي که داد نشان گرفت انجام چين در 2007 سال در همکارانش توجه با جذب براي بااليي پتانسيل ميآيند دست به طبيعت از که جزء عنوان به SiO 2 ميان اين در )4(. دارند آن پايين هزينه به براي پايه ماده عنوان به سميت نداشتن علت به که است خاک اصلي هک ميدهد نشان شده انجام مطالعات ميشود. استفاده باکتريها رشد آلودگيهاي حذف براي جاذب عنوان به ميتواند SiO 2 ذرات نانو کارايي حاضر تحقيق در )3(. باشند مطرح فلزي يونهاي و طبيعي قرار بررسي مورد آب از هيوميک اسيد جذب در سيليکون ذرات نانو اثرات واقعي آب نمونه شيميايي کيفيت تعيين از پس است. گرفته همچنين و است شده بررسي جذب ميزان در زمان و جاذب دز ph ايزوترم فروندليچ و النگمير جذب ايزوترم مدلهاي از استفاده با مطالعات از حاصل دادههاي نيز و گرفته قرار ارزيابي مورد جذب مدل و فروندليچ و النگمير ايزوترمهاي از استفاده با تعادل ثابت گرفت. قرار بررسي مورد دوم درجه شبه اول درجه شبه سينتيکي روشها و مواد مهرماه لغايت خردادماه زماني بازه در که است تجربی تحقيق علوم دانشگاه محیط بهداشت مهندسی تحقیقات مرکز در سال 90 انجام همزمان طور به سينتيک و واقعي نمونه روي بر کرمان پزشکی 2 /g< 600 ويژه سطح 0 n اندازه در SiO 2 جاذب گرفت. از اسيدهيوميک سديم نمک و >0/2 چگالي و %9/99 خلوص با آبگير قسمت از آب واقعي نمونه گرديد. تهيه Aldrich شرکت نمونهبرداري روش با تصفيه( از )قبل تبريز رود زرينه تصفيهخانه هب تيره قهوهاي شيشههاي در 4 0 C دماي در و جمعآوري لحظهاي آب در اسيدهيوميک ميزان اندازهگيري براي شد. منتقل آزمايشگاه (Schiadzu/UV-800,ad اسپکتروفتومتريin دستگاه از استفاده standard (thod( 254 n موج طول با japan) ph METER (EDT-RE357( phمتر از ph تعيين براي گرديد. دستگاه از TOC تعيين براي و شد. استفاده Microprocssor شد.براي استفاده TOC-VCSH مدل SHIMADZU متر TOC اسيد ميزان ابتدا در شد. استفاده مغناطيسي شيکر از نمونهها همزدن زمستان چهارم شماره ششم دوره

3 همکار و ملکوتیان محمد Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 (2) محلولهاي تهيه براي آن محدوده از و تعيين طبيعي آب هيوميک نانوذره جاذب مقدار ph نظر از بهينه شرايط گرديد. استفاده سنتتيک آزمايشات تمامي و تعيين سنتتيک محلول تهيه با زمان و سيليکون منظور به گرديد. کنترل غلظتها همان با طبيعي محلولهاي با و اسيدشويي استفاده مورد ظروف کليه خطا گونه هر از جلوگيري حذف درصد انتها در شد. شستشو شده يونزدايي مقطر آب با نهايتا معادالت از استفاده با ترتيب به جذب ايزوترمهاي و هيوميک اسيد در اسيدهيوميک اوليه غلظت ترتيب Cبه o Cو t شد. محاسبه و 2 هستند: آزمايش انجام از بعد اسيدهيوميک غلظت و محلول R= (C o -C t /C o )*00 () آب شيميايي کيفيت آزمايشات و شد. برداشته رود زرينه تصفيهخانه آبگير قسمت از خام آب نمونه استفاده )با ph گرديد. منتقل آزمايشگاه به استاندارد شرايط تحت متر( کنداکتيويت از استفاده )با الکتريکي هدايت phمتر( ازدستگاه سنجي( حجم يا کمپلکسومتري روش از استفاده )با کل سختي کل تيتريمتري( روش از استفاده )با سولفات کلرور)آرژانتومتري( اسپکتوفتومتري( جذب از استفاده )با هيوميک اسيد و محلول جامدات مدل SHIMADZU متر TOC دستگاه از استفاده TOC )با و شد) 5 و 6 (. اندازهگيري TOC-VCSH) TOC آزمايشات از شده جمعآوري نمونههاي برروي TOC آزمايش انجام جهت استفاده VCSH-TOC مدل SHIMADZU TOCمتر دستگاه که بوده Cobustion-infrard استفاده مورد روش شد. آناليز مورد قرمز مادون تشخيص سيستم از استفاده با را TOC ميدهد. قرار جذب بهينه ph تعيين آزمايشات سيليکون نانوذره از 0/5 g/l حاوي خام آب نمونه از ليتر يک NaNO3 محلولهاي از استفاده با متفاوت ph سه در سایر بودن يكسان با شده تهيه نمونههاي شد. تهيه 0/N HCl و اسيد اولیه غلظت ميانگين و 2±20( ºC( محيط دماي مانند: شرايط ريخته سانتريفيوژي اتيلن پلي لولههاي در 3/36( g/l( هيوميک قرار 200 rp دور با معناطيسي همزن در 45 in مدت به و ميزان و خوانده 0/45 µ صافيهاي از عبور از پس شد. داده اين ميانگين براساس نتايج شد. تکرار بار سه و محاسبه اسيدهيوميک گرديد. گزارش تکرارها جاذب بهينه مقدار تعيين آزمايشات نمونه از ليتر به گرم (, 0/75 0/5, )0/25, مختلف جاذب مقدار بودن يكسان با آزمايشات شد. اضافه شده تنظيم بهينه ph در که جذب ميزان 0/45 صافيμ از عبور از بعد و شد انجام شرايط ساير اساس بر نتايج گرديد. تکرار بار سه آزمايش شد. خوانده دستگاه با شد. گزارش تکرارها اين ميانگين بهينه زمان تعيين آزمايشات گرفته نظر در ثابت پارامترها ساير و متغير زمان مرحله اين در in زمانهاي در هيوميک اسيد جذب ميزان شدند. و قبل مراحل در شده تعيين بهينه جاذب مقدار phو با و 0 صافي از عبور از بعد و شد. بررسی شرايط ساير بودن يکسان نتايج و تکرار آزمايش بار سه شد خوانده جذب ميزان /0 45 μ گرديد. گزارش تکرارها اين ميانگين اساس بر آب نمونه روي بر يکسان شرايط تحت فوق آزمايشات کليه بر آزمايشات و نمونهبرداري گرفت. انجام نيز رود زرينه تصفيهخانه. است) 7 ( مندرج روشهاي اساس جذب ايزوترمهاي آزمايش پايه شرايط انتخاب با جذب ايزوترم بررسي براي الزم آزمونهاي اسيد مقدار 45 in زمان و مقادير و 4 phبرابر 20 ±2 o C جاذب مختلف غلظتهاي از استفاده با 3/36 g/l هيوميک شد. انجام g/l), 0/75,0/5,0/25( سينتيکي مطالعات حاوي 000 L حجم به ماير ارلن يك در تعادلي مطالعات 0/25 g/l جاذب مقدار و اسيدهيوميک اوليه غلظت 3/36 g/l گرفت. انجام ) in( زمانهاي در 4 برابر ph و از استفاده با جذب ظرفيت و شد آناليز و جداسازي نمونهها سپس گرديد. تعييين 2 معادله آمد دست به 2 معادله از استفاده با جذب ظرفيت.)2( C i جاذب جرم واحد در شده جذب هيوميک اسيد مقدار Q t اسيد ثانويه غلظت C هيوميک اسيد اوليه غلظت از عبارتست t جرم M و محلول حجم از عبارتست V t زمان در هيوميک جاذب. 392 زمستان چهارم شماره ششم دوره 537

4 Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 استفاده با سينتيكي معادالت و فروندليچ و النگمير ايزوترم مدل دو است. شده مدل تجربي نتايج بررسي براي جدول معادالت از گرديد. تعيين 3 جدول طبق مذکور معادالت اصلي پارامترهاي يافتهها آب شيميايي کيفيت آزمايشات رود زرينه آب تصفيهخانه به ورودي خام آب خصوصيات جدول 2 در گرديدند انتخاب آن از خام آب نمونههاي تمام كه مهر لغايت و مرداد زماني بازه )در پارامترها اين است. شده خالصه است. شده اندازهگيري 90( بررسي مورد ايزوترمهاي به مربوط معادالت جدول : هيوميک اسيد جذب ميزان بر محلول ph اثر مختلف phهاي در هيوميک اسيد حذف درصد به مربوط نتايج نمودار در واقعي نمونه و سنتتيک محلول براي 45 in زمان و آب هيوميک اسيد حذف مذکور نمودار به توجه با است. آمده بيشترين از %48 راندمان با 45 in از بعد 4 برابر ph در طبيعي در حذف راندمان شرايط همين در و بود. برخوردار حذف راندمان رابطه ph و هيوميک اسيد جذب بين بود. %55 سنتتيک محلول توسط هيوميک اسيد جذب ميزان ph افزايش با و دارد وجود عکس t مييابد. کاهش جاذب log = log k + c = k l f + log n c k l c t = 90 مهر لغايت مرداد زماني بازه در رود زرينه تصفيهخانه به ورودي خام آب شيميايي کيفيت پارامترهاي غلظت ميانگين 2: شماره جدول p H = c k f c l n k l c = + k + c T O C s/c CaCO3 هيوميک اسيد جذب ميزانجذب برميزان جاذببر مقدارجاذب دار اثر )0/25, )سيليکون( جاذب ماده مختلف مقادير تاثير از حاصل نتايج آب و سنتتيک محلول در هيوميک اسيد برحذف g/l (, 0/75 0/5, داده انعکاس 2 نمودار در 45 in زمان و 4 برابر ph در طبيعي گرديد. تعيين 0/25 g/l ميزان به سيليکون ذره نانو بهينه غلطت شد. هيوميک اسيد حذف ميزان 0/5 g/l به ذره نانو غلظت افزايش با 0/5 g به نسبت جذب ميزان 0/75 g/l به افزايش با و مييابد کاهش آزمايش از مرحله اين در يافت. کاهش 0/25 g/l به نسبت و افزايش سنتتيک نمونه در موجود هيوميک اسيد از %68 جاذب بهينه مقدار در گرديد. حذف واقعي نمونه در %62 و زمستان چهارم شماره ششم دوره

5 محمد ملکوتیان و همکار Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 اثر زمان بر ميزان جذب اسيد هيوميک نتايج حاصل از تغییرات حذف اسید هیومیک در زمان های مختلف ) 45 و دقیقه( و مقدار جاذب 0/25 گرم در لیتر و ph برابر 4 در نمودار 3 نشان داده شده است نرخ جذب در مراحل اولیه سریع و به تدریج با گذشت زمان کاهش یافته است و پس از رسیدن به حالت تعادل تقریبا ثابت مانده است. جذب اسید هیومیک آزمايش ايزوترمهاي جذب نتايج حاصل از آزمايشات جذب استخراج و با استفاده از آن منحنيهاي ايزوترم رسم شد که در منحني 4 و 5 آمده است. با توجه توسط نانوذره سیلیکون در 0 دقیقه اول باالترین سرعت را داشته و به %8/8 رسید و پس از آن روند صعودی داشته به طوری که در 03 دقیقه به حالت تعادل رسیده و با اختالف اندک در دقیقه 45 ثابت ماند. در همین شرایط در ارتباط با نمونه سنتتیک مقدار حذف برابر با %88/4 بود. به نتايج حاصله مشاهده ميشود که جذب اسيد هيوميک بر روي نانو ذره سيليکون از ايزوترم فروندليچ )0/8046 >( تبعيت ميکند. نمودار 4: ایزوترم النگمیر حاصل از آزمایشات جذب ph( برابر 4 زمان 45 دقیقه غلظت ورودی اسید هیومیک 3/36 میلیگرم در لیتر و دمای 22± و غلظت های مختلف جاذب( برروی نمونه سنتتیک نمودار 4: ایزوترم فروندلیچ حاصل از آزمایشات جذب ph( برابر 4 مقدار جاذب 0/25 گرم در لیتر غلظت ورودی اسید هیومیک 3/36 میلیگرم در لیتر و دمای 22± و زمان های مختلف( برروی نمونه سنتتیک دوره ششم شماره چهارم زمستان

6 Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 کرده و مقدار بهينه نانو ذره براي حذف 0/5 g/l بدست آمد که به نظر ميرسد اين تفاوت به علت خصوصيات شيميايي متفاوت آب و شرايط آزمايشگاهي متفاوت است )9(. اين مطلب مويد دليل تفاوت در نتايج راندمان حذف اسيد هيوميک در محلول سنتتيک و نمونه آب طبيعي با توجه به کيفيت شيميايي آب است. اثر زمان تماس چنانچه در نمودار 3 ديده ميشود بين زمان تماس و حذف اسيد هيوميک رابطه عکس وجود دارد. بهطوري که با افزايش زمان جذب کاهش مييابد. مطالعهاي که توسط Rostaian و همکاران در سال 20 در ايران بر روي بررسي کارايي نانوذره سيليکون در حذف فلزات سنگين از آب انجام گرفت نشان داد که در ابتداي فرايند جذب يعني 0 دقیقه اول باالترين ميزان جذب حاصل ميشود. آنان در توجيه اين مطلب ازعان داشتند که کینتيک جذب وابستگي بااليي به سطح جذب دارد در دقايق اوليه باالترين سطوح آزاد در دسترس جاذب وجود دارد. که با نتايج به دست آمده در اين تحقيق مطابقت دارد )22(. در مطالعه ديگري که توسط Mahoud و همكاران در سال 20 در مصر از نانو ذرات سيليکا به همراه اسپرژيلوس غير فعال شده براي حذف کادميوم استفاده گرديد نشان داد که زمان جذب به ظرفيت جاذب و زمان تعادل بستگي دارد و بيشترين جذب در آزمايشات جذب در 30 دقيقه اول اتفاق ميافتد) 23 (. در مطالعهاي که توسط Moriguchi و همكاران در سال 2005 در SiO 2 براي جذب اسيد ژاپن انجام گرفت از روش اصالح شده هيوميک استفاده گرديد.و در طي 5 دقيقه اوليه کمترين ميزان جذب را نشان داد که اين عکس نتايج به دست آمده در اين مطالعه است و اعالم کردند که در صورت استفاده از اصالحکننده جذب نياز به زمان بيشتري نسبت به حالت عادي براي کامل شدن جذب بر روي خلل و فرج سطح سيليکا خواهد بود) 3 (. ايزوترم جذب ايزوترم جذب چگونگي فعل و انفعاالت بين جاذب و جسم حلشونده را تشريح ميکند. تحليل ايزوترم جذب به منظور دستيابي به يک معادله جهت نمايش دقيق نتايج و طراحي سيستمهاي جذب بسيار مهم است) 24 (. مدل فروندليچ به صورت فيزيکي توصيف قابل اعتمادتري جهت جذب آاليندهها بر روي مواد آلي ارائه ميکند که اين موضوع ميتواند به دليل حضور باندهاي جذبي مختلف بر روي مواد آلي باشد) 25 (. دادههاي نمودار 5 و 6 نشان ميدهد که ايزوترم فروندليچ بعلت ضريب همبستگي باالي بدست آمده R( 2 جذب اسيد R( 2 نسبت به ايزوترم النگمير )0/6807 = =0/872( بحث اثر ph محلول بر جذب در نتايج تحقيق ph بهينه براي حذف اسيدهيوميک ph اسيدي تعيين گرديد. اسيدهيوميک در phهاي اسيدي از حالليت بااليي برخوردار بوده و در نتيجه بر روي جذب آن تاثير ميگذارد. ph بر روي دانسيته سطحي و در نتيجه نيروي چسبندگي ذرات تاثيرگذار است. در فرايند جذب - OH و Hدو يون مسئول و تعيينکننده براي بار سطحي است) 3 (. در phهاي 3 و >3 سطح سيليکا داراي بار مثبت SiO 2 از است. اما در phهاي باالتر در نتيجه جدا شدن جاذب + H OH - در محيط افزايش پيدا کرده و در واقع خاصيت واجذبي پيدا ميکند. که با افزايش گروههاي داراي بار مثبت نظير, +2 Ca +2 Mg ميتوان در phهاي قليايي بار مثبت به سيليکا داد و باعث اصالح خاصيت واجذبي سيليکون ميشود) 3 (. خاصيت جذب به تعداد گروههاي سيالنول )گروههاي هيدروکسيل( موجود در سطح سيليکا و خاصيت واجذبي به ترکيب يونهاي محلول و خاصيت فيزيکوشيميايي ماکرومولکولهاي ( ( Noبستگي دارد) 8 و 9 (. مطالعات نشان داده است که در صورت اضافه کردن الکتروليت به آب خاصيت حذف اسيد هيوميک در آب افزايش مييابد و باالترين ميزان جذب در phبرابر 6 حاصل ميشود که مطابق با نتيجه اين تحقيق که باالترين حذف در ph برابر 4 مشاهده گرديد نيست) 20 (. اثر مقدار جاذب افزايش مقدار جاذب کارايي حذف اسيد هيوميک را کاهش ميدهد اين امر به دليل سطح فعال جاذب و عوامل ديناميکي مانند افزايش ميزان برخورد و افزايش باندهاي آزاد بر روي جاذب است. افزايش دوز جاذب و تجمع آنها باعث افزايش مسير انتشار در طي مراحل انتشار آالينده در سطح قابل جذب جاذب شده که نتيجه آن کاهش ميزان جذب خواهد بود. از طرفي در چنين شرايطي به دليل رقابت ايجاد شده ميان ملکولهاي آالينده در اشغال سطوح خالي جاذب سطوح جاذب بصورت غير اشباع استفاده شده وتمام ظرفيتهاي آن بصورت بهينه استفاده نميگردد.که نتيجه آن کاهش ميزان آالينده جذب شده است) 2 (. که با نتايج بدست آمده از مطالعهاي که در سال 2005 توسط Moriguchi و همكاران در ژاپن از فلزات اصالح شده با نانوذرات سيليکا براي حذف اسيد هيوميک استفاده کردند مطابقت دارد )3(. Liang و همكاران در سال 20 در SiO 2 براي حذف اسيدهيوميک استفاده ژاپن در استفاده از جاذب 540 دوره ششم شماره چهارم زمستان 392

7 همکار و ملکوتیان محمد Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 آن از حاکي اين ميکند. توصيف بهتر را سيليکون روي بر هيوميک صورت به سيليکون ذره نانو برروي اسيدهيوميک جذب که است 3 شماره جدول در که ايزوترم ثابتهاي به توجه.با است اليه تک انرژي نشاندهنده که آمده دست به 334 برابر kf است, شده ارائه آمده بدست است. سيليکون توسط هيوميک اسيد جذب باالي اليه تک تشکيل براي الزم نانوذره مقدار نشاندهنده النگمير مدل از n ضرايب و است. آمده بدست )9/53( 3 جدول طبق که است نسبت و منفي شيب نشاندهنده 0/87- و 0/36- با ترتيب به وk در جذبشونده ماده باقيمانده مقدار و جذبشونده ماده بين عکس است. نمونه جذب سينتتيک بستگي جاذب ماده شيميايي و فيزيکي خواص به جذب سينتيک مقادير ميدهد) 26 و 27 (. قرار تاثير تحت را جذب مکانيزم که دارد جذب سينتيک و اول شبه مرتبه جذب سينتيک R (براي 2,, K( سنتيک مدل است. شده ارائه جدول 3 در و محاسبه دوم شبه مرتبه را نتايج خوبي به 0/9936 تبيين ضرايب به توجه با دوم درجه همکاران و Wang توسط شده انجام مطالعات ميدهد. پوشش نشان کردند استفاده اسيدهيوميک جذب براي طبيعي زئوليت از که هيوميک اسيد جذب سينتيک همبستگي ضريب هرچند که داد ندارند. چنداني تفاوت دو درجه و يک درجه سينتيکي مدل در جذب در دو درجه شبه و يک درجه شبه سينتيکي مدل النگميرو و فروندليچ ايزوترم همبستگي ضرايب و ثابت ضرايب 3: جدول سيليکون ذره نانو روي بر هيوميک اسيد که داد نشان آزمايشات از حاصل تعادلي جذب مقدار مقايسه اما هيوميک اسيد جذب براي براي را بهتري شرايط يک درجه سينتيک و Tio است. متفاوت مطالعه اين يافتههاي با که ميکند) 28 (. ارائه آبي محيطهاي از اسيدهيوميک حذف براي آمينوپروپيل از همکاران براي را الگرگرن دو درجه و يک درجه معادالت کردند استفاده که کردند گزارش و کرده استفاده اسيدهيوميک جذب سنتيک بررسي ميکند) 29 (. تبعيت کاذب دو درجه سنتيک از هيوميک اسيد جذب نتيجهگيري ph تاثير تحت هيوميک اسيد حذف که داد نشان مطالعه اين نتايج حذف نقطه به رسيدن بمنظور و است اسيدي phهاي بخصوص نزديک اسيدي شرايط به و کنترل را ph بايستي اسيدهيوميک بهينه هيوميک اسيد حذف براي بهينه جاذب مقدار که داد نشان نتايج نمود. جاذب ميزان افزايش با و است 0/25 g/l سيليکون نانوذره وسيله به علت به که داد نشان نتايج.همچنين مييابد کاهش حذف راندمان دقيقه 0 جذب براي بهينه زمان سيليکون نانوذره خاص ساختار اسيدهيوميک جذب فرايند تعادلي است.دادههاي جذب فرايند اوليه بهتر النگمير به نسبت فروندليچ مدل از سيليکون نانوذره روي بر دوم درجه سينيتيکي مدل از جذب سينيتيک همچنين ميکند. پيروي توجه با سيليکون نانوذره كه اد د نشان مطالعه اين ميکند. پيروي اسيد حذف در توجهي قابل عملكرد بودنش طبيعي و سمي غير به باشد. داشته ميتواند آبي محيطهاي در هيوميک K b -0/87 K 4/5 K N 9/53 -/36 R 2 R 2 R 2 0/99 R 2 قدرداني و تشکر تحقیقات مرکز مصوب دانشجویی تحقیقاتی پروژه حاصل پژوهش عنوان تحت کرمان پزشکی علوم دانشگاه محیط بهداشت مهندسی آب" از هیومیک اسید حذف در سیلیکون ذرات نانو کارایی "بررسی به دانشگاه این فناوری و تحقیقات معائنت مساعدت با که باشد می و تشکر عزیزان تمامی همکاری از وسیله بدین است. رسیده انجام آید. می بعمل دانی قدر 392 زمستان چهارم شماره ششم دوره 54

8 Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 منابع. Fng J, Zhu BW, Li TT. Rduction of chlorinatd thans with nano-scal F particls: Effcts of aphiphils on th dchlorination raction and two-paratr rgrssion for kintic prdiction. Chosphr. 2008;73(): Zhan Y, Zhu Z, Lin J, Qiu Y, Zhao J. Roval of huic acid fro auous solution by ctylpyridiniu broid odifid zolit. Journal of Environntal Scincs. 200;22 (9): Lu J, Li Y, Yan X, Shi B, Wang D, Tang H. Sorption of atrazin onto huic acids (HAs) coatd nanoparticls. Colloids and Surfacs A: Physicochical and Enginring Aspcts. 2009;347(-3): Li CH, Dong Y, Wu D, Png L, Kong H. Surfactant odifid zolit as adsorbnt for roval of huic acid fro watr. Applid Clay Scinc. 20;52(4): Assi SH, Hartly PG, Scals PJ, Bcktt R. Invstigation of adsorbd huic substancs using atoic forc icroscopy. Colloids and Surfacs A: Physicochical. Engnaring. 2004;248(-3): Eggins BR, Palr FL, Byrn JN. Photocatalytic tratnt of huic substancs in drinking watr. Watr Rsarch. 997;3(5): Vrysn S, Mas A. Adsorption chanis of fulvic acid onto frz drid poly(hydroxo aluinu) intrcalatd bntonits. Applid Clay Scinc. 2006;32: Chn CH, Wang X. Sorption of Th (IV) to silica as a function of ph, huic/fulvic acid, ionic strngth, lctrolyt typ. Applid Radiation and Isotops. 2007;65(2): Liang L, Luo L, Zhang SH. Adsorption and dsorption of huic and fulvic acids on SiO 2 particls at nano- and icro-scals. Colloids and Surfacs A: Physicochical and Enginring Aspcts. 20;384( 3): Liu X, Wazn M, Chou T, Xiao R, Xu SH. Influnc of Ca 2+ and Suwann Rivr Huic Acid on aggrgation of silicon nanoparticls in auous dia. Watr Rsarch. 20;45(): Majwski PJ. Roval of organic attr in watr by functionalisd slf-assbld onolayrs on silica. Sparation and Purification Tchnology. 2007;57(2): Hizal J, Apak R. Modling of coppr(ii) and lad(ii) adsorption on kaolinit-basd clay inrasl individually and in th prsnc of huic acid. Journal of Colloid and Intrfac Scinc. 2006;295(): 3 3. Moriguchi T, Yano K, Tahara M, Yaguchi K. Mtalodifid silica adsorbnts for roval of huic substancs in watr. Journal of Colloid and Intrfac Scinc. 2005;283(2): Luo D, WiYu Q, Yin HR, Qi-Fng Y. Huic acid-bondd silica as a novl sorbnt for solidphas xtraction of bnzo[a]pyrn in dibl oils. Analytical Chiical Acta. 2007;588(2): Surs RS. Stratgis and Tchnologis for Mting SDWA Ruirnts. USA: CRC Prss; Singr PC. Foration and Control of Disinifaction by Production in Drinking Watr. USA: Arican watr works Association; APHA, AWWA, WEF. Standard Mthods for th Exaination of Watr and Wastwatr. 20th d. Washington DC: Arican Public Halth Association; Zhuravlv LT. Th surfac chistry of aorphous silica. Zhuravlv od. Colloids and Surfacs A: Physicochical and Enginring Aspcts. 2000;73(-3): Chn KL, Elil CM. Intraction of fullrn (C 60 ) nanoparticls with huic acid and alginat coatd silica surfacs: asurnts,chaniss, and nvironntal iplications. Environntal Scinc and Tchnology 2008;42(20): Wng YH, Chaung-Hsih LH, L HH, Li KC, Huang CP. Roval of arsnic and huic substancs (HSs) by lctro-ultrafiltration. Journal of Hazardous Matrials. 2005;B22(2): Chn S, Yu Q, Gao B, Xu X. Euilibriu and kintic adsorption study of th adsorptiv roval of Cr(VI) using odifid what rsidu. Journal of Colloid and Intrfac Scinc. 200;349(): Rostaian R, Najafi M, Rafati AA. Synthsis and charactrization of thiol-functionalizd silica nano hollow sphr as a novl adsorbnt for roval of poisonous havy tal ions fro watr: Kintics, 542 دوره ششم شماره چهارم زمستان 392

9 محمد ملکوتیان و همکار Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 isothrs and rror analysis. Chical Enginring Journal. 20; 7(3): Mahoud ME, Yakout AA, Abdl-Aal H, Osan MM. Enhancd biosorptiv roval of cadiu fro auous solutions by silicon dioxid nano-powdr, hat inactivatd and iobilizd Asprgillus ustus. Dsalination. 20; 279(-3): Mahvi AH, Eslai A. Potntial of ric husk and ric husk ash for phnol roval in auous systs. Arican Journal Apply Scincs. 2004;(4): Aksu AAY, Kabasakal E, Tzr S. Euilibriu odling of individual and siultanous biosorption of chroiu (VI) and nickl (II) onto drid activatd sludg. Watr Rsarch.2002; 36(2): Lagrgrn S. Thori dr sognanntn adsorption gl ostr stoff. Vtnskapsakad Handl. 898;24(4): Ho YS, McKay G. Psudo-scond ordr odl for sorption procsss. Procss Biochistry.999;34(5): Wang S, Trdkiatburana T, Tadé MO. Adsorption of Cu(II), Pb(II) and huic acid on natural zolit tuff in singl and binary systs. Sparation and Purification Tchnology. 2008;62(): Tao Q, Xu Z, Wang J, Liu F, Wan H, Zhng S. Adsorption of huic acid to ainopropyl functionalizd SBA-5. Microporous and Msoporous Matrials. 200;3(-3): دوره ششم شماره چهارم زمستان

10 Iran. J. Halth & Environ., 204, Vol. 6, No.4 Assssing th prforanc of silicon nanoparticls in adsorption of Huic acid in watr Mohaad Malakootian *, Lalh Ranandh Kalanksh 2 Downloadd fro ijh.tus.ac.ir at :48 IRDT on Tusday May st 208 Environntal Halth Enginring Rsarch Cntr, Dpartnt of Environntal Halth, Scool of Public Halth, Kran Univrsity of Mdical Scincs, Kran, Iran. 2 Dpartnt of Environntal Halth, School of Public Halth, Kran Univrsity of Mdical Scincs, Kran, Iran. 8 Octobr July 202 Abstract Background and Objctiv: Huic substancs in drinking watr ract with chlorin and for carcinognic copounds. Huic acid is a principal coponnt of huic substancs and its sparation fro surfac watrs is crucial. Adsorption procss is aong diffrnt thods for sparation of huic acid fro surfac watrs and bcaus of its sipl and conoical natur it has attractd considrabl attntion. Th ai of this rsarch was to xain prforanc of silicon nanoparticls in adsorption of huic acid in watr. Matrials and Mthods: Exprintal study was conductd on both synthtic and ral watr sapls collctd fro Zarrinh Rood Rivr, Tabriz bfor its ntranc to watr tratnt procss. W usd instantanous sapling thod.th chical uality of crud sapl and its huic acid was dtrind and thn th influnc of ph, absorbnt aount, and ti on th roval of huic acid was valuatd. Thrfor, th optial conditions for ach of ths paratrs wr dtrind. In ordr to gt bttr insight into th procss of adsorption, th adsorption kintic and uilibriu isothr wr studid. W asurd huic acid concntration and TOC using spctrophototr (Shiadzu /UV-800, Japan) at a wavlngth of 254 n and TOC analyzr (Shiadzu odl TOC-VCSH) asurd. SPSS softwar and rgrssion wr usd for data analysis. Rsults: At ph=4, rtntion ti of 0 inuts, adsorbnt aount of 0.25 g/l, w found that th highst prcntag of huic acid adsorption was 88.4 and 8.8 for synthtic and ral solutions rspctivly. Th finding rvald that th roval of huic acid follows Frundlich isothr ( R 2 =0.872) and th scond ordr kintic odl ( R 2 =0.9936). Conclusion: Roval in both ral and synthtic solutions was lss du to th raction of influncing factors. Howvr, considring th high prcntag of huic acid roval undr optial conditions and its coparison with othr thods, th roval of huic acid using SiO 2 can b considrd as an fficint thod. Ky words: Huic acid, SiO 2 nano particl, Adsorption isothr * Corrsponding Author:.alakootian@yahoo.co Tl: Fax: