حذف فلز سنگين سرب (Pb) از شيرابه محل دفن پسماندهاي شهري بابل با كاربرد بيوچار تهيه شده از زايدات فضاي سبز

سابقه و هدف: شيرابه موجود در محل دفن پسماندهاي شهري، پساب بسيار سمي و خطرناكي است كه معمولاْ به دليل ماهيت پيچيده به عنوان منبع بالقوه آلودگي شناخته مي‌شود. فلزات سنگين از مهمترين آلاينده‌هاي موجود در شيرابه هستند كه با ورود به زنجيره غذايي و به دليل توانايي تجمع‌پذيري زيستي، اثرات بهداشتي خطرناكي براي انسان به دنبال خواهند داشت. پژوهش حاضر با هدف بررسي كارايي بيوچار ارزان قيمت و قابل دسترس توليد شده از زايدات فضاي سبز شهري در جذب فلز سنگين سرب (Pb) از شيرابه محل دفن پسماندهاي شهري، بررسي پارامترهاي موثر بر آن و مدل‌سازي سينتيك و ايزوترم واكنش‌هاي جذب، صورت گرفت. مواد و روش‌ها: شيرابه محل دفن پسماندهاي شهري بابل به عنوان نمونه واقعي براي انجام آزمايش‌هاي جذب، مورد استفاده قرار گرفت. سرشاخه‌هاي هرس شده درختان شهري، جمع‌آوري و به عنوان منبع زيست توده براي ساخت بيوچار استفاده شدند. توليد بيوچار با فرآيند پيروليز در دماي ۷۰۰ درجه سانتي‌گراد و زمان ماند يك ساعت، صورت گرفت. سپس مشخصات جاذب شامل سطح مخصوص (BET) و ويژگي‌هاي ظاهري (SEM) تعيين شدند. آزمايش‌هاي جذب در مقياس آزمايشگاهي و به صورت ناپيوسته انجام گرفت. تاثير پارامترهاي زمان تماس (۳۰ تا ۳۰۰ دقيقه)، مقدار بيوچار (يك تا ۵۰ گرم بر ليتر) و اندازه ذرات بيوچار (۲-۱ ميلي‌متر و ۷۵-۶۳ ميكرومتر) بر جذب Pb بررسي شد و در نهايت بهترين الگوي فرآيند جذب، از طريق بررسي ميزان انطباق داده‌هاي تجربي جذب با مدل‌هاي سينتيك و ايزوترم، مشخص گرديد.نتايج و بحث‌: آناليز كيفيت شيميايي نمونه شيرابه برداشت شده از محل دفن پسماندهاي شهري بابل مشخص كرد كه غلظت يون Pb در آن برابر با 4/94 ميلي‌گرم در ليتر است. سطح ويژه BET‌ بيوچار توليد شده از زايدات فضاي سبز شهري 292/44 مترمربع به ازاي هر گرم تعيين شد كه نشان دهنده آن است كه جاذب داراي سطح ويژه مناسبي براي جذب است. همچنين ميكروگراف SEM‌ نشان داد كه بيوچار تهيه شده داراي تخلخل بالا است و سطح ناهمگني دارد كه اين مساله مي‌تواند قابليت و شانس اين جاذب را در جذب آلاينده افزايش دهد. در مراحل بعدي، ميزان جذب Pb از شيرابه محل دفن پسماندهاي شهري بابل مورد بررسي قرار گرفت. مطابق يافته‌ها، راندمان جذب Pb از شيرابه محل دفن پسماندهاي شهري بابل با افزايش زمان تماس و افزايش نسبت بيوچار به شيرابه، افزايش مي‌يابد. همچنين كاهش اندازه ذرات بيوچار موجب افزايش بازده جذب مي‌شود. حداكثر راندمان جذب توسط بيوچار با اندازه ذرات ۲-۱ ميلي‌متر در زمان تماس ۹۰ دقيقه و مقدار بيوچار ۲۰ گرم بر ليتر به ميزان 89/06 درصد به دست آمد. در حالي كه كاربرد بيوچار با اندازه ذرات ۷۵-۶۳ ميكرومتر در شرايط زمان تماس ۱۲۰ دقيقه و مقدار بيوچار ۲۰ گرم بر ليتر، منجر به حذف كامل و ۱۰۰ درصدي يون Pb از شيرابه مورد مطالعه گرديد. همچنين سينتيك شبه مرتبه دوم و ايزوترم لانگمير به عنوان مناسب‌ترين مدل‌ها جهت توصيف فرآيند جذب Pb تشخيص داده شدند. نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج مي توان اظهار نمود كه روش به كار برده شده در پژوهش حاضر مي تواند در كنار ساير روش هاي مديريت شيرابه محل دفن پسماندهاي شهري و همچنين مديريت زايدات فضاي سبز، مورد مطالعه و مقا يسه قرار گيرد. همچنين مطالعات بيشتر براي بررسي امكان حذف ساير فلزات سنگين با اين روش توصيه مي شود.