seyedeh bahareh azimi
-
مقدمه
استفاده از جاذب های طبیعی در تصفیه پساب یکی از روش های کارآمد بوده که با توجه به در دسترس بودن مواد اولیه، هزینه فرآیند نیز به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. ترکیبات مختلف آلی و معدنی طبیعی می تواند به عنوان جاذب در این زمینه مورد استفاده قرار گیرد. آلودگی منابع آبی با ترکیبات آروماتیک یکی از مشکلات محیط زیستی می باشد که امروزه مورد توجه محققین قرار گرفته است. به طور کلی ترکیبات فنولی و مشتقات آن به دلیل ماهیت سمی و جهش زا، اثرات مضری بر موجودات زنده حتی در غلظت های پایین دارند. با توجه به مطالعات انجام شده در این حوزه روش جذب سطحی با استفاده از بایوچار می تواند گزینه مناسبی برای حذف ترکیبات آروماتیک از محیط آبی باشد.
مواد و روش هادر این مطالعه، با توجه به تولید مقدار زیاد زیست توده در کشور ایران، استفاده از این ترکیبات در تهیه بایوچار به عنوان جاذب و کاربرد آن برای حذف نیتروفنول از آب مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور کاه و کلش فضای سبز شهری به عنوان زیست توده مورد استفاده قرار گرفته است. برای تهیه بایوچار از یک سیستم آزمایشگاهی که برای این کار طراحی و ساخته شده است، استفاده شد. بایوچار توسط در دمای °C 350 تهیه شده و بعد از شستشو و خشک کردن به عنوان جاذب مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی خصوصیات کلی بایوچار تهیه شده، آنالیزهای بررسی مورفولوژی سطح توسط آنالیز SEM، ویژگی شیمیایی سطح توسط آنالیز FTIR، مقدار فلزات سنگین روش MOOPAM با استفاده از اسپکتروسکوپی جذب اتمی و برای بررسی مساحت سطح ویژه، آنالیز BET انجام شد. همچنین فرآیند به روش آماری با استفاده از روش CCD مدل و بهینه سازی شده است.
نتایجبررسی مشخصات بایوچار تهیه شده نشان داد که بایوچار تهیه شده دارای ساختارهای با ابعاد نانو بوده که منجر به افزایش سطح تماس خواهد شد. بر اساس نتایج آنالیز سطح ویژه بایوچار، مقدار m2/g 42/0، حجم تخلخل cm3/g 04/0 متوسط قطر حفره ها nm 76/361 به دست آمد. همچنین آنالیز فلزات سنگین در بایوچار تولیدی، نشان داد که مقادیر فلزات اندازه گیری شده در کمتر از محدوده مجاز حضور فلزات سنگین در بایوچار بر اساس استاندارد IBI می باشد. بعد از طراحی آزمایش و انجام آزمایش های مربوطه، تحلیل آماری روی نتایج انجام شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که فرآیند با یک مدل درجه دوم به خوبی برازش شده و از دقت خوبی برخوردار می باشد. بر اساس پیش بینی مدل، این جاذب بعد از 60 دقیقه از انجام فرآیند توانایی حذف حدود 8/84 درصد از نیتروفنول با غلظت اولیه ppm 2/16، در 2/4= pH با استفاده از 12/47 میلی گرم از جاذب در 100 میلی لیتر محلول را دارد. برای تایید عملکرد صحیح مدل، فرآیند در شرایط بهینه به صورت تجربی بررسی شد که بازده حذف میانگین، مقدار 7/82% به دست آمد.
بحث:
با توجه به نتایج به دست آمده بایوچار به عنوان یک ماده طبیعی قابلیت استفاده به عنوان جاذب برای حذف ترکیبات نیتروآروماتیک را دارد. استفاده از بایوچار در تصفیه پساب، از یک سو هدف تصفیه پساب را فرآهم کرده و از طرف دیگر منجر به مدیریت و استفاده بهینه از پسماندهای گیاهی شده است.
کلید واژگان: بایوچار, پسماند فضای سبز, شهری, تصفیه آب, جذب سطحی, ترکیبات آروماتیکIntroductionThe use of natural adsorbents in wastewater treatment is one of the efficient methods that, due to the availability of raw materials, the cost of the process is significantly reduced. Various natural organic and inorganic compounds can be used as adsorbents in this field. Contamination of water resources with aromatic compounds is one of the environmental problems that has attracted the attention of researchers. In general, phenolic compounds and their derivatives have harmful effects on living organisms even in low concentrations because the nitro aromatic componds have toxicity and mutagenic nature. According to the studies conducted in this field, the adsorption method using biochar can be a suitable method for removing aromatic compounds from the aqueous media.
Materials and MethodsIn this study, due to the production of a large amount of biomass in Iran, the use of these compounds in the preparation of biochar as an adsorbent and its application to remove nitro phenol from water have been investigated. For this purpose, straw and stubble of pirozi garden of Tehran has been used as biomass. A laboratory system that is designed and constructed for this purpose, was used to prepare biochar. Biochar was prepared at a temperature of 350 °C and was used as an adsorbent after washing and drying. In order to assesse the general characteristics of the prepared biochar, surface morphology was performed by SEM analysis, surface chemical characteristics was assessed by FTIR analysis, heavy metal content was investigated by MOOPAM method using atomic absorption spectroscopy, and specific surface area of the produced biochar was checked by BET analysis. Also, the process has been modeled and optimized statistically using the CCD method.
ResultsExamining the characteristics of the prepared biochar showed that the prepared biochar has nano structure, which will lead to an increase in the surface area. Based on the results, specific surface area was 0.42 m2/g, the porosity volume was 0.04 cm3/g, and the average diameter of the holes was 361.76 nm. Also, the analysis of heavy metals in the produced biochar showed that the measured metal values are less than the allowable range of presence of heavy metals in biochar based on the IBI standard. After designing the experiment and performing the relevant experiments, statistical analysis was performed on the results. The results of statistical analysis showed that the process is well fitted with a quadratic model and has good accuracy. According to the prediction of the model, after 60 minutes of the process, this adsorbent can remove about 84.8% of nitrophenol with an initial concentration of 16.2 ppm, at pH = 4.2, using 47.12 mg of adsorbent per 100 ml of solution. In order to confirm the correct performance of the model, the process was experimentally checked under optimal conditions, and the average removal efficiency was 82.7%.
DiscussionAccording to the obtained results, biochar as a natural material can be used as an adsorbent to remove nitroaromatic compounds. Also, the use of biochar, in addition to wastewater treatment, it leads to biomass waste management.
Keywords: Biochar, Urban Green Waste, Water Treatment, Surface Adsorption, Aromatic Compounds -
ارزیابی تاثیرات دو نوع خاکپوش امولسیونی بر خصوصیات خاک (مطالعه موردی: عرصه های بیابانی آران و بیدگل)
این مطالعه به منظور بررسی خصوصیات شیمیایی خاک های تحت پوشش دو نوع خاکپوش امولسیونی انجام شده است. این پژوهش در سایت آزمایشی و مطالعاتی در بخشی از عرصه های وسیع بیابانی واقع در شهرستان آران و بیدگل صورت پذیرفته است. پارامترهای مورد مطالعه، pH، EC، غلظت کاتیون ها (Ca، Mg، K و Na) و آنیون های (NO3، HCO3، SO4، Cl) خاک بوده است که تحت تاثیر تیمارهای نوع خاکپوش، مدت زمان سپری شده پس از کاربرد خاکپوش و عمق خاک بررسی شده اند. در کنار برداشت نمونه های خاک تحت پوشش خاکپوش، نمونه خاک شاهد نیز برداشت شد. نتایج نشان داد که استفاده از خاکپوش امولسیونی موجب کاهش pH و EC خاک گردیده است. کاهش شوری خاک منجر به کاهش غلظت کاتیون ها و آنیون های خاک می شود و شرایط مناسب برای رشد و استقرار گیاه را به واسطه حفظ رطوبت و کاهش تبخیر فراهم می کند. رطوبت در خاک های تحت پوشش خاکپوش های امولسیونی، پس از گذشت مدت زمان 12 ماه نسبت به خاک شاهد بیشتر بوده و این تفاوت معنادار بوده است.
کلید واژگان: شوری خاک, فرسایش بادی, کاتیون و آنیون های خاک, خاکپوش امولسیونیIntroductionWind erosion and thunderstorms bring about significant adverse consequences, including air pollution, reduced visibility, wear and tear of industrial machinery, soil structure destruction, and adverse effects on soil fertility. In recent years, the aerosol pollution caused by sand storms has turned into a serious health threat for Iranian people. In addition to being detrimental to human health, the adverse consequences mentioned above will also cause many problems for ecosystem processes. That is why the fight against erosion has received worldwide attention. The application of mulch is a method widely used to control wind erosion and stabilize sand grit and dust hotspots. Mulch is defined as any natural and artificial material that is promoted and applied to the soil surface together with crop residues, plastic films, asphalt, emulsion mulch, oil, petroleum residue, nano-clay matters, and livestock manure. Therefore, this study sought to examine the chemical properties of soils covered by two emulsion mulches.
Materials and MethodsThis experimental study was conducted in some parts of large desert areas located in Aran and Bidgol counties. The treatment items examined in this study were the type of mulch, time of mulch application, and soil depth. In addition to harvesting soil samples covered with mulch, control soil samples were also collected for comparison. PH, EC, concentration of cations (Ca, Mg, K and Na), and anions (NO3, HCO3, SO4, Cl) were other parameters examined in this study.
Results and DiscussionThe results showed that the application of emulsion mulch reduced the soil's pH and EC. In fact, reducing soil salinity leads to a decrease in soil cations and anions concentration, providing suitable conditions for plant growth and establishment by maintaining moisture and reducing evaporation. It was also found that moisture in soils covered by emulsion mulches was significantly higher than that of the control soil during the study period (12 months), reducing the concentration of cations. Considering the fact that the presence of emulsion mulch in the soil surface leads to a decrease in its concentration of cations compared to that of the control soil, this study's analysis of the dominant sodium cation in soil showed a significant decrease in treatment mulch compared to that of the control mulch. Moreover, the concentration of chlorine and sulfate anions was found to have decreased after the application of emulsion mulch, resulting in the creation of suitable conditions for plant cultivation in the region. In contrast, the study found that bicarbonate concentration in the soil increased due to the presence of carbon in the emulsion mulch structure compared to that of the control soil sample.
ConclusionThere was a significant decrease in the amount of salinity in the soil treated with both types of mulch compared to the control soil that received no mulch, the amount of which increased over time. The main reason for the reduction of salinity in the soil treated with the two types of mulch could be the reduced water evaporation from the soil surface caused by an increase in the soil's moisture. Code 1 emulsion mulch was more efficient in maintaining the soil moisture than the other type of mulch. Increasing moisture affects the soil's aggregation by increasing the adhesion between particles and, therefore, the velocity of wind erosion threshold will be decreased. Furthermore, the study found a decrease in the pH of the soil covered by mulches. This decrease in pH was more evident in surface samples, indicating a relative decrease in pH than that of the subsoil.As soil salinity decreases after mulch application, the concentration of cations is also expected to decrease. Among the cations examined in this study, the soil's dominant sodium cation suggested a significant decrease in treated emulsion mulch compared to that of the control mulch. Possessing a lower sand percentage, Code 2 emulsion mulch was found to have a more decreasing effect on the cation concentration after 12 months of its application. The study's results also revealed a reduction in the concentration of all studied cations, which occurred 12 months after the application of Code 2 emulsion mulch, while the concentration of the cations had not changed after six months of the application of the mulch. The study also found that chlorine and sulfate anions significantly reduced in the studied anions of the treated soils. The final results of this study suggested that both types of applied mulch could contribute to reducing the effects of harmful cations and anions on plant growth and that the application of the mulches would allow more plants to be grown in such areas. Moreover, the results of long-term tests showed the efficacy of the two applied mulches in terms of their stability.
Keywords: Soil Salinity, Soil Cations, Anions, Wind Erosion, Emulsion Mulch -
In this research, the removal efficiency of an Acid Brown-14 as azo dye was carried out by an adsorbing method using a magnetic-activated carbon adsorbent, through which separation of adsorbent could be performed by a magnet at the end of the process. A second-order reduced polynomial model is used for method and optimization. Based on the model foresight, the process can remove the dye up to 82 % under the optimum situations of the primary pH = 4.6, [Dye] = 20 ppm, and [Ads.] = 791 ppm at room temperature. An experimentally accurate assessment of the model revealed that the model has a good agreement with the model prediction.
Keywords: Adsorption, Dye removal, Design expert, optimization, Modeling -
در مطالعه حاضر، رسوبات سطحی در طول 9 ایستگاه (از بیلقان تا سرشاخه های ولایت رود و وارنگه رود) به صورت فصلی در طول سال های 97-1396 جمع آوری و کیفت آب با استفاده از شاخص غنی شدگی (EF) و بارآلودگی (PLI) ارزیابی شد. درصد شن، سیلت و رس نمونه رسوب به ترتیب 78، 17 و 5 تعیین شد. میانگین سالانه Zn (ppm 6/8 ± 08/68)، Pb (ppm 99/5 ± 9/15)، Ni (ppm 87/4±33/24)، Fe (%53/0±56/3)، Al (%99/1±35/7)، Cu (ppm 2/30±0/41)، Cr (ppm45/11±08/36)، V (ppm 3/23±9/88)، As (ppm2/1±0/8)، TN (%07/0±42/0) و TP (%05/0±1/0) بوده است. بر اساس آنالیز خوشه ای، آسارا و شهرستانک (گروه 1)، پل خواب و گچسر (گروه 2)، بیلقان، وارنگه رود، حسنکدر و دیزین (گروه 3) و پل چوبی (گروه 4) دسته بندی شدند. میزان مواد مغذی و فلزات سنگین ایستگاه ها، از استانداردهای PEL و SEL کمتر بودند. شاخص غنی شدگی کروم (0/0±2/0) و آهن (1/0±8/0) در کلیه ایستگاه ها در حد فاقد غنی شدگی و سایر فلزات در اکثر ایستگاه ها در حد غنی شدگی کم و آرسنیک (1/1±9/4)، در حد غنی شدگی متوسط تا شدید محاسبه شده است. از نظر شاخص PLI (9/1-35/1) کلیه ایستگاه ها بیشتر از یک و دارای آلودگی بودند.
کلید واژگان: رسوب, رودخانه کرج, فلزات سنگین, شاخص غنی شدگی, مواد مغذیIn this study, surficial sediments along 9 stations (from Bilqan to Dizin and Varangeh_e Rood) were collected seasonally along 2017-2018 and water quality was assessed using enrichment index (EF) and Pollution load index (PLI).The percentages of sand, silt, clay in the sediment samples were determined (78, 17 and 5 respectively). The mean of Al, As, Cu, Fe, Ni, Pb, Cr, Zn, V, TP and TN in the sediment samples were 7.35±1.99%, 8.0±1.2 ppm, 41.0±30.2ppm, 3.56±0.53% , 24.33±4.87 ppm, 5.9-13.6 ppm and 21.8-28.8 ppm, 15.9±5.99 ppm, 36.08±11.45 ppm , 68.08±08.6 ppm, 88.9±23.3 ppm, 0.1±0.05% and 0.42±0.07% respectively. Based on cluster analysis, Asara and Shahrestanak (group1); Pool-e Khab and Gachsar(group2), Bilqhan, Varangh_e Rood, Hassankader and Dizin (group3); and Pool_e Choobi (group4) categorized into separate groups. In general, the concentration of nutrients and heavy metals in the stations did not exceed the PEL and SEL. The enrichment index for both chromium (0.2) and iron (0.8) showed a degree of non-enrichment at all stations. Other metals showed a low degree of enrichment and have low enrichment levels and, in terms of arsenic concentration, EF have been moderate to severe (4.9±1.1). According to the PLI index (1.35-1.9), all stations were more than one, so it can be concluded that all of them were polluted.
Keywords: EF, Heavy metals, Karaj River, Nutrients, Sediment -
در این پژوهش ابتدا روند تغییرات پوشش/ کاربری سرزمین جنگلی دو هزار و سه هزار در شهرستان تنکابن در استان مازندران در دوره زمانی 95-1363 با تحلیل تصاویر ماهواره ای تعیین شد. سپس اثرهای تغییرات پوشش/ کاربری بر کمیت ترسیب و ذخیره کربن طی دوره زمانی مذکور با استفاده از مدل کربن InVEST مورد نقشه سازی، کمی سازی و ارزش گذاری قرار گرفت. نتایج نشان داد که 18 درصد از پوشش جنگلی متراکم و 55 درصد از پوشش جنگلی کم تراکم طی سه دهه کاهش یافته است و 63 درصد به پوشش جنگلی نیمه متراکم اضافه شده است. اثرهای ناشی از این تغییرات ساختاری در پوشش جنگلی موجب شده تا توان ترسیب کربن به مقدار 1927474 تن کاهش یابد. این مقدار کاهش، خسارتی معادل 80/53.137.258 دلار آمریکا (معادل 568.568.699.160 میلیارد ریال) طی سه دهه ایجاد کرده است.کلید واژگان: اراضی جنگلی دوهزار و سه هزار, خدمات بوم سازگان, دینامیک فضایی زمانی کربنIn this study, firstly, the process of changes in land coverage/usage was determined through satellite image analysis in the Dohezar and Sehezar forested landscape in Tonekabon County, Mazandaran Province during the years of 1984-2016 .Then, impacts of changes in land coverage/usage on the quantity of carbon sequestration and storage were mapped, quantified and valued using InVEST carbon model within the same time period. The result showed that dense and low-dense forest cover have been decreased by 18 and 55 percent, respectively during three decades, while semi-dense forest has been increased by 63 percent. It was also found that the effects of these structural changes in forest cover have reduced carbon sequestration capacity by 1927474 tons. This reduction has caused a loss of 53,137,258.80 US $ (equivalent to 568,568,699,160 billion rials) over three decades.Keywords: Dohezar & Sehezar forested watershed_Ecosystem services_Carbon spatiotemporal dynamics
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.