مقايسه كارآيي خاك رس اصلاح شده و خاك مارن آهكي جهت جذب فلورايد از محيط‌هاي آبي

Efficiency Comparison of Modified-Clay and Lime-Marl in the Adsorption of Fluoride from Aqueous Solution

زمينه و هدف: غلظت فلورايد آب آشاميدني يكي از پارامترهاي مؤثّر در سلامت است.بيش‌تر فلورايد مورد نياز بدن از طريق آب آشاميدني تأمين مي­شود. در غلظت­هاي بالا يك تركيب بسيار سمّي و خطرناك براي سلامتي انسان است. در اين مطالعه كار آيي خاك رس اصلاح شده و خاك مارن آهكي در جذب فلورايد از محيط‌هاي آبي مورد بررسي قرار گرفته است. موادّ و روش‌ها: اين مطالعه تجربي، در سال 1392 در دانشگاه علوم پزشكي همدان انجام شد كه با تاكيد برپارامترهاي مؤثّر از جمله pH 4،7،10 مقدار جاذب (g/l10،5،1)، غلظت اوّليّه فلورايد (mg/l 15، 10، 5) و زمان تماس(min 15- 120) انجام گرديد. همچنين براي تعيين ويژگي‌هاي ساختاري هر دو جاذب از دستگاه پراش نگار اشعه X ) XRD) و طيف سنج مادون قرمز (FTIR) استفاده شد. يافته­ ها: نتايج مورد مطالعه نشان داد كه كارآيي جذب فلورايد با غلظت mg/l 10، با استفاده از خاك رس اصلاح شده 2/95% و خاك مارن آهكي حدود 7/28% بعداز زمان حدود 60 دقيقه مي­باشد. همچنين زمان تعادل برابر 60 دقيقه به‌دست آمد. سينتيك جذب از مدل سينتيك مرتبه دوم كاذب و داده ­هاي تعادلي از ايزوترم لانگموئر (0/994=R2) و (0/9907=R2) تبعيّت مي­كند. نتيجه­ گيري: با توجّه به نتايج آزمايش‌ها، مي­توان اظهار نمود كه روش جذب سطحي به كمك خاك رس اصلاح شده به عنوان يك روش مؤثّر و اقتصادي جهت حذف فلورايد از منابع آبي باشد.

Background & Objectives: Fluoride concentration in drinking water is one of the effective parameters in human health, and the majority of the body's requirement for fluoride is supplied through drinking water. Fluoride in low concentration is essential for human but in high concentration is very hazardous for human health. In the present study, the efficiency of modified-clay and lime-marl as adsorbents was investigated for the elimination of fluoride from aqueous solution. Material & Methods: This experimental study was conducted at the Hamedan University of Medical Sciences in 2014. The effects of several parameters such as pH (4, 7 and 10), the adsorbent dosage (1, 5 and 10 g/L), initial concentration of fluoride (5, 10 and 15 mg/L), contact time (15-120 min) on the removal have been studied. Also, the structural characteristics of both adsorbents were evaluated using X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectra (FT-IR). Results: According to the results obtained, the removal efficiency of fluoride, at concentration 10 mg/L and the approximate time of 60 min, in the case of clay-modified adsorbent is 95.23% and in the case of lime-marl adsorbent is about 28.71%. Langmuir and Freundlich coefficients were determined in the optimum conditions, and the adsorption isotherm could be described by the Langmuir model(R2=0.9907). Kinetic study showed that the equilibrium time was 60 min. The adsorption kinetics fitted well with the Ho pseudo second-order kinetic model (R2=0.994). Conclusion: According to our finding, it is proposed that the adsorption process of fluoride by clay-modified is very efficient and economics for fluoride removal from aqueous solution.