بررسي حذف نيترات از محلول‌هاي آبي توسط نانو جاذب كاه و كلش گندم

Investigation of Nitrate Removal from Aqueous Solutions by Nano Adsorbent of Wheat Straw

در دسترس بودن آب سالم و پاك از مهم‌ترين مسائل پيش روي بشر است. آلودگي آب‌هاي زيرزميني و سطحي به نيترات در بسياري از مناطق جهان، مشكلي جدي به شمار مي‌رود. اين پژوهش با هدف بررسي امكان استفاده از نانوجاذب كاه و كلش گندم به‌عنوان نوعي جاذب ارزان‌قيمت و مقرون‌به‌صرفه در حذف نيترات از محلول‌هاي آبي صورت گرفت. در اين تحقيق اثر عواملي مانند pH، جرم جاذب، زمان تماس و غلظت اوليۀ نيترات آزمايش شد. همچنين به‌منظور بررسي كارايي اين جاذب و استفاده از آن در آزمايش‌هاي ناپيوسته، آزمايش‌هاي واجذب انجام گرفت. از مدل‌هاي سينتيك شبه مرتبۀ اول لاگرگرن و سينتيك شبه مرتبۀ دوم هوو براي بررسي فرايند جذب استفاده شد. همچنين با استفاده از مدل‌هاي ايزوترم فروندليچ و لانگمير، داده‌هاي جذب تعادلي تجزيه‌ و تحليل شد. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده، pH بهينۀ جذب براي اين جاذب، 5 و زمان تعادل براي آن، 30 دقيقه به‌دست آمد. افزايش مقدار جاذب در ابتدا سبب افزايش جذب نيترات شد. افزايش مقدار كاه و كلش گندم به بيش از 0/5گرم تأثيري بر كارايي جذب بيشتر نيترات نداشت. با افزايش غلظت اوليۀ نيترات بازده حذف يون نيترات توسط نانوجاذب كاه و كلش گندم كاهش يافت. بر‌اساس نتايج به‌دست‌آمده فرايند جذب از مدل سينتيك شبه مرتبۀ دوم هوو تبعيت كرد و داده‌هاي جذب با ايزوترم فروندليچ مطابقت بيشتري داشت. بنابراين مي‌توان گفت نانوجاذب كاه و كلش گندم به‌منزلۀ جاذب مناسب و مقرون‌به‌صرفه با حداقل تكنولوژي در حذف نيترات كاربرد دارد.

The availability of safe and clean water is one of the most important issues facing human beings. Groundwater and surface water pollution with nitrate is a serious problem in many parts of the world. The aim of this study was to investigate the possibility of using wheat straw nano adsorbent as an inexpensive and cost-effective adsorbent in the removal of nitrate from aqueous solutions. In this study, the effect of factors such as pH, adsorbent mass, contact time, and initial nitrate concentration was tested. In order to evaluate the efficiency of the adsorbent studied and its application in discontinuous tests, desorption tests were performed. Lagergren Pseudo-first-order kinetics model and Ho Pseudo-second-order kinetics model were used to study the adsorption process. In addition, equilibrium adsorption data were analyzed using Freundlich and Langmuir isotherm models. According to the obtained results, the optimal pH adsorption and the equilibrium time for the studied adsorbent were respectively 5 and 30 minutes. The amount of adsorbent showed a direct relationship with nitrate uptake. Increasing the amount of wheat straw by 0.5 gr had no significant impact on the efficiency of nitrate uptake. With increasing initial nitrate concentration, the removal efficiency of the nitrate ion by wheat adsorbent decreased. Based on the results, the adsorption process followed the Pseudo-second-order kinetics model Ho, and the adsorption data were more consistent with the Freundlich isotherm model. Therefore, it can be stated that wheat straw nano adsorbent can be recommended as a suitable and inexpensive absorbent with the least technology in nitrate removal.