مقايسه كارايي نانوذرات آهن صفر ظرفيتي و تركيبات منگنزي در حذف يون كادميوم از محيط هاي آبي

Comparing the Efficiency of Nano Zerovalent Iron Particles and Manganese Compounds in Cadmium Ion Removal from Aqueous Environments

مقدمه: كادميوم به دليل خصوصياتي از قبيل پايداري و تجمع پذيري در محيط زيست خطرناك است. هدف از اين بررسي، حذف يون كادميوم در شرايط مختلف توسط نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي و تركيبات منگنزي بود. مواد و روش ها: جاذب ها طبق روش هاي استفاده شده در متون ساخته شدند. بعد از مطالعه ناپيوسته جذب يون كادميوم از محلول سنتتيك(تحت شرايط مختلف pH، غلظت و زمان تماس) توسط نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي و تركيبات منگنزي، راندمان حذف يون كادميوم از نمونه فاضلاب صنعتي نيز آزمايش شد. يافته هاي پژوهش: ميانگين اندازه نانو ذرات 78 نانومتر بود.(توسط آناليز تفرق ديناميكي نور) بيشترين ظرفيت جذب يون كادميوم در محلول سنتتيك توسط نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي در شرايط بهينه(pH برابر 7، غلظت اوليه mg/L 20 از يون كادميوم و زمان تماس 60 دقيقه) mg/g1/58 و توسط دي اكسيد منگنز هيدراته و تركيب آن با هيدرواكسيد فريك در شرايط بهينه(pH برابر 9، غلظت اوليه mg/L 1 از يون كادميوم و زمان تماس 10 دقيقه) به ترتيب 5/13 و mg/g 8/12 به دست آمد. بيشترين كارايي حذف كادميوم از فاضلاب صنعتي توسط نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي، دي اكسيد منگنز هيدراته و تركيب آن با هيدرواكسيد فريك به ترتيب 91، 28 و 8/27 درصد حاصل گرديد. بحث و نتيجه گيري: نتايج نشان دادند كه با تامين شرايط بهينه كارايي حذف كادميوم از محلول سنتتيك و فاضلاب صنعتي توسط نانو ذره آهن صفر ظرفيتي بيشتر از تركيبات منگنزي است، بنا بر اين براي حذف كادميوم از محيط هاي آبي آلوده موثرتر مي باشد.

Introduction: Cadmium is dangerous due to the properties such as persistence and accumulation in the environment. The aim of study was the survey of cadmium ions removal in various conditions by nano zerovalent iron (nZVI) particles and man-ganese compounds. Material & Methods: Absorbents were p-repared according to the used methods in literatures. After batch study of cadmium adsorption in synthetic solution by nZVI particles and manganese compounds (und-er various conditions of pH, concentration, and contact time), the removal efficiency of cadmium from industrial wastewater sa-mples was also examined. Findings: Average size of the nanopar-ticles was 78 nm (by Dynamic Light Scat-tering analysis). Maximum cadmium ion adsorption capacity from synthetic solu-tion for nZVI particles in optimal cond-itions (pH = 7, the initial cadmium ions concentration= 20 mg/L, and contact time =60 min) was 58.1 mg/g and for hydrated manganese dioxide and its combined substance with ferric hydr-oxide in optimal conditions (pH = 9, the initial cadmium ions concentration= 1 mg/L and contact time = 10 min) was 13.5 and 12.8 mg/g, respectively. Maximum e-fficiency of cadmium removal in industrial wastewater by nZVI particles, hydrated m-anganese dioxide and its combined sub-stance with ferric hydroxide were 91 %, 28 % and 27.8 %, respectively. Discussion & Conclusion: Results showed that nZVI particle is more effective than manganese compounds in cadmium rem-oval from synthetic solution and industrial wastewater with provided optimal con-ditions. Therefore, it is more effective for removal of cadmium in contaminated aq-ueous environments.