بررسي كارايي نانولوله كربن مغناطيسي شده در حذف آلاينده 2و 4 -دي نيتروفنل از محلول آبي و تعيين ميزان كاهش سميت پساب

Performance Evaluation of Magnetic-Multiwalled Carbon Nanotube in Removal of 2,4-DNP from Aqueous Solutions and Determining Toxicity Reduction

زمينه و هدف: در ايران با توجه به وجود و توسعه صنايع مختلف پتروشيمي و شيميايي در كنار منابع آبي و آلودگي منابع آبي توسط مواد آلي سخت تجزيه پذير، لزوم استفاده از يك روش مقرون به صرفه و موثر جهت حذف اين آلايندهها از آب آشاميدني وجود دارد. هدف اين مطالعه، بررسي كارايي نانولوله كربن مغناطيسي شده در حذف آلاينده 2و 4-دي نيتروفنل از محلول آبي و تعيين ميزان كاهش سميت پساب ميباشد. مواد و روش ها: آزمايشات جذب بصورت سيستم ناپيوسته صورت گرفت. سنتز جاذب نانولوله كربن فعال مغناطيسي شده به روش هم ترس يبي بود. متغيرها ي زمان (0-90) دقيقه،(11-3)PH، غلظت آلاينده (mg/L 10-100) و غلظت جاذب (1-2.5 g/l) درنظر گرفته شدند. جهت تعيين سميت پساب خروجي از فرآيند جذب، از آزمون Bioassay j,sx ارگانيسم دافنيامگنا استفاده شد و سميت 48 ساعته و 96 ساعته آن مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها: نتايج مطالعه نشان داد كه در PH=7 غلظت 10 mg/l آلاينده و 2.5 g/l جاذب، بيشترين راندمان حذف برابر 97.92% در زمان 90 دقيقه بدست آمد. فرآيند جذب آلاينده از مدل فروندليخ تبعيت نمود كه بيانگر توزيع غير يكنواخت و چند لايه اي جايگاههاي فعال روي سطح جاذب و متعاقب آن جذب يون آلاينده در مكانهاي ناهمگن مي باشد. نتايج مطالعه سميت آلاينده قبل از فرآيند جذب بر رو ي ارگانيسم دافنيا مگنا نشان داد كه غلظت كشنده(LC50) به مدت 48 و 96 ساعته فاضلاب خام حاوي آلاينده به ترتيب در رقت برابر 42 و 38 درصد(2.4 و3.8 mg/l) ميباشد. نتيجه گيري: جاذب نانولوله كربن فعال مغناطيسي شده به دليل راندمان بالاي حذف آلاينده، قابليت بازي ابي و استفاده مجدد و فعاليت در PH خنثي، به عنوان گزينه مناسب حذف آلاينده 2و 4-دي نيتروفنل ميباشد.

Background and Objective: In Iran, due to vast development of different chemical and petrochemical industries and water resource pollution to refractory organic matters, using a costeffective method for the removal of those pollutant from drinking water. The aim of this study was to evaluate the performance of magnetic-multiwalled carbon nanotube for the removal of 2,4- dinitrophenol from aquoeous solutions and deteremining toxicity reduction of the effluent. Methods: Adsorption experiments were conducted in a batch system. Magnetic-multiwalled carbon nanotubes were synthesized by co-precipitation method. Variables of contact time (0-90 min), pH (3,5, 7, 9, 11), pollutant concentration (10-100 mg/L) and adsorbent concentration (1-2.5 g/L) were considered. For the determination of toxicity reduction of the effluent, the Bioassay tests were applied by using Daphnia magna which toxicity of 48h and 96 h were obtained. Results: Results were showed that the maximum removal of 92.97% in the contact time of 90 min were obtained in pH=7, pollutant concentration of 10 mg/L and adsorption concentration of 2.5 g/L. The adsorption process was in accordance with Freundlich isotherm which showed non-uniform and multi-layered adsorption on the surface of the adsorbent and heterogeneous adsorption. The results of the toxicity of 2,4-DNP, before the adsorption process, on the Daphnia magna organism showed that the lethal concentration (LC50) 48h and 96 h of the raw wastewater was 42 and 38 percent (4.2 and 3.8 mg/L), respectively. Conclusions: The magnetic-multiwalled carbon nanotube adsorbent could be a proper choice for removal of 2,4-DNP, due to high removal efficiency, recyclability, reusability and activity in neutral pH.