بررسي كارايي خاكستر ساقه درخت زرشك در حذف كروم شش ظرفيتي از محلول هاي آبي

Evaluation of Barberry Stems ash on Chromium (VI) Removal Efficiency from Aqueous Solutions

سابقه و هدف: كروم عمدتا به صورت اكسيدهاي سه و شش ظرفيتي وجود داشته و در فاضلاب صنايع مختلفي نظير آبكاري، شيشه، سراميك، چرم و دباغي وجود دارد. كروم شش ظرفيتي باعث مخاطرات بهداشتي اثبات شده اي مانند سرطان زايي مي شود. هدف از اين مطالعه بررسي كارايي خاكستر ساقه درخت زرشك در حذف كروم شش ظرفيتي از محلول هاي آبي بود. روش بررسي: اين مطالعه در مقياس آزمايشگاهي و به صورت ناپيوسته انجام گرديد. خاكستر ساقه درخت زرشك در شرايط آزمايشگاهي تهيه و با استفاده از الك هاي استاندارد ASTM (اندازه ي مش بين 40 تا 60) دانه بندي شد و اثر مقدار جاذب، غلظت اوليه كروم، زمان واكنش و pH بر حذف كروم شش ظرفيتي توسط خاكستر ساقه درخت زرشك بررسي گرديد. سنجش غلظت كروم شش ظرفيتي در نمونه هاي استاندارد و مجهول با استفاده از روش اسپكتروفتومتري در طول موج 540 نانومتر انجام گرديد. براي درك بهتر فرايند جذب، داده هاي آزمايش با مدل هاي ايزوترم لانگمير و فروندليچ و مطالعات سينتيك شبه درجه اول و شبه درجه دوم مورد تجزيه وتحليل قرار گرفت. درنهايت داده هاي حاصل از تحقيق با استفاده از نرم افزار EXEL تجزيه وتحليل شد. يافته ها: نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد راندمان حذف كروم شش ظرفيتي در تمام مقادير جاذب ثابت و برابر 100 درصد است. با افزايش زمان واكنش، مقدار حذف آلاينده افزايش و با افزايش غلظت آلاينده وpH، مقدار حذف آلاينده كاهش يافت. با افزايش pH از 2 به 7، كارايي حذف در غلظت اوليه كروم 2 ميلي گرم در ليتر به ترتيب از 100% به 16.4% كاهش يافت. همچنين مشخص شد داده هاي حاصل از اين تحقيق از ايزوترم فرندليچ و سينتيك شبه درجه دوم تبعيت مي كند. نتيجه گيري: بر اساس نتايج اين تحقيق خاكستر ساقه درخت زرشك قادر به جذب كروم شش ظرفيتي است و كارايي حذف در pH برابر 2 بيشتر از بقيه pH ها مي باشد. با توجه به نتايج به دست آمده از اين تحقيق در مقايسه با جاذب هاي ديگر جهت حذف اين آلاينده، خاكستر ساقه درخت زرشك مي تواند به عنوان جاذبي موثر و مناسب جهت حذف كروم شش ظرفيتي مورداستفاده قرار گيرد.

Background and Objectives: Chromium occurs mainly in the oxidation states (III) and (VI), and finds in the wastewater industries such as electroplating, glass, ceramic, leather and tanning, tannery industries. Hexavalent Chromium (VI) is reported as confirmed carcinogen. The aim of this study was to evaluate removal efficiency of chromium (VI) by using Barberry stems powder from aqueous solutions. Materials and Methods: This study was done in laboratory scale. The Barberry stems powder prepared in lab conditions and Pulverized using ASTM standard sieves (40-60 mesh). The effects of adsorbent dose (Barberry stems powder), initial concentration of hexavalent chromium, contact time and pH on the removal chromium were investigated. The concentration of chromium (VI) in all samples measured by spectrophotometer at 540 nm. For better understanding of the adsorption process, the experimental data were analyzed with Langmuir and Freundlich isotherm models and pseudo first order and pseudo second order kinetic studies. Finally, the data were analyzed by EXCEL. Results: The results showed that the removal efficiency of Cr was fixed and 100% in all amounts of adsorbent. By increasing of reaction time, the Cr removal rate increased and by increasing of Cr initial concentration and pH, the removal efficiency decreased. By increasing of pH from 2 to 9, the Cr removal efficiency with 2 mg/L chromium decreased from 100% to 16.4%. Furthermore, the data were well fitted with Langmuir isotherm and pseudo- second -order kinetic. Conclusion: According to the results, Barberry stems powder is able to absorb the Cr (VI). Removal efficiency of Cr (VI) in pH=2 was at its optimum capacity. The results of this study demonstrated that the Barberry stems powder can be used as an effective and appropriate adsorbent.