بررسي عوامل موثر بركارايي نانو ذرات روي اكسيد در حذف كادميوم از محلول هاي آبي

Evaluations of Effective Factors on Efficiency Zinc Oxides Nanoparticles in Cadmium Removal from Aqueous Solution

مقدمه: كادميوم يك فلز سنگين با سميت بسيار بالا مي باشد كه به عنوان ماده اي سرطانزا شناخته شده است. بنابراين لازم است كه براي حفظ سلامت انسان ها و حفاظت از محيط زيست يون كادميوم اضافي در پساب هاي صنعتي قبل از تخليه آن به آب سطحي و زيرزميني حذف گردد. لذا در اين مطالعه كارايي نانو ذرات روي اكسيد در حذف كادميوم از محلول هاي آبي مورد بررسي قرار گرفته است. روش بررسي: اين تحقيق يك مطالعه تجربي- آزمايشگاهي مي باشد. آزمايشات جذب به صورت ناپيوسته در مقياس آزمايشگاهي با استفاده از نانو ذرات روي اكسيد انجام شد و اثر غلظت اوليه كادميوم، مقدار جاذب، pH و زمان تماس بر روي راندمان حذف بررسي شد. مقدار كادميوم باقي مانده با استفاده از دستگاه جذب اتمي Varian AA20 ساخت كشور استراليا اندازه گيري شد و براي رسم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده گرديد. يافته ها: در اين مطالعه نتايج نشان داد كه زمان تماس بهينه براي حذف يون كادميوم 15 دقيقه بدست آمد و با افزايش جرم جاذب و زمان تماس راندمان حذف كادميوم افزايش و با افزايش غلظت اوليه كادميوم از 5 به 25 ميلي گرم در ليتر راندمان حذف از 6/86 به 5/60 كاهش مي يابد. همچنين مشخص گرديد كه با افزايش غلظت اوليه كادميوم ميزان جذب افزايش مي يابد. حداكثر كارايي جذب در pH برابر با 7 به ميزان 6/89% بدست آمد. نتيجه گيري: با توجه به نتايج بدست آمده نانو ذرات روي اكسيد كارايي مناسبي در حذف كادميوم از محيط هاي آبي دارد. و مي تواند در تصفيه فاضلاب حاوي يون كادميوم استفاده شود. هر چندكه عملكرد آن بستگي زيادي به قدرت يوني و تداخل ديگر فلزات موجود در فاضلاب دارد.

Introduction: Cadmium is a heavy metal with high toxicity and is best known as a carcinogen element. For protecting human health and environment it is necessary to remove excess Cadmium from industrial wastewater before discharging it to surface and ground water. In this study the efficiency of Zinc Oxides Nanoparticles in Cadmium removal from aqueous solution was evaluated. Methods: This is a laboratory experimental study. Adsorption tests were performed in a batch reactor in a laboratory scale using zinc oxide nanoparticles and the effect of initial cadmium concentrations, adsorbent dose, pH, and contact time on the removal efficiency was studied. Theresidual cadmium concentration in the solutionwas determined using flame atomic absorption spectroscopy Varian AA20 made in Australia. Finally for designing graphs, we used Excel software. Results: The results indicated that the adsorption process is affected by different parameters such as initial pollutant concentrations, adsorbent dose, pH, and contact time and Cadmiumremoval efficiency increases with increasing adsorbent dose and reaction time and decreases with increasing initial concentration of Cadmium. Therefore, it is observed that by raising the initial Cadmium concentration, the adsorption rate increases. The maximum efficiency of adsorptionin pH=7amounted to 89.6%. Conclusion: It is concluded that Zinc Oxide nanoparticles have proper efficiency in removal of Cadmium from aqueous solutions and can be used in the treatment of wastewater that contains ion Cadmium. However, its efficiency is deeply dependent on ion strength and the interaction of other metals in wastewater.