بررسي فرايندهاي جذب و دفع و لخته‌سازي در حين اختلاط آب شور و شيرين (درياي خزر)

An investigation on flocculation, adsorption and desorption process during mixing of saline water with fresh water (Caspian Sea)

مطالعه در خصوص چرخه ژيوشيميايي فلزات سنگين در محيط‌هاي آبي و اثر آن به خصوص در محيط‌هاي حساس اكولوژيكي چون مصب‌ها همواره مورد دقت بوده است. مصب‌ها كه به‌منزله فيلتر طبيعي ميان آب شور و شيرين عمل مي‌كنند، مكان بسيار مناسبي براي زندگي گونه‌هاي مختلف آبزي به حساب مي‌آيند. از جمله فرايند‌هاي مهمي ‌كه هنگام اختلاط مصبي رخ مي‌دهند، لخته‌سازي، جذب و دفع است. با توجه به نقش مهم فرايند لخته‌سازي در ايجاد منبع غذايي مناسب براي موجودات آبزي و كاهش بار آلودگي ورودي به محيط‌هاي آبي بازي، مطالعه حاضر مكانيزم لخته‌سازي و جذب و دفع فلزات سنگين از طريق ذرات معلق را در مصب رودخانه كرگان‌رود بررسي مي‌كند. بر اساس روند لخته‌سازي (94.8%) < Mn (60.04%) < Zn (36.63%) < Pb (30.32%) < Cu (14.84%)Ni فلزات سنگين Mn، Zn، Pb و Cu داراي رفتار غيرخوددارند و فلز نيكل داراي رفتار نسبتاً خوددار است. بر پايه نتايج از آزمايش جذب، از ميان فلزات مورد مطالعه مس داراي بالاترين نرخ جذب از طريق ذرات معلق است. همچنين، طي اختلاط آب رودخانه كرگان‌رود با آب درياي خزر در مصب شاهد رفتار دفعي فلز سرب بوديم. طبق نمودار خوشه‌اي لخته‌سازي فلز منگنز به طور قابل توجهي از طريق NaClO كنترل شد. همچنين، طبق تحليل آماري مي‌توان گفت روند جذب فلزات Cu، Mn و Zn از طريق عامل NO3 كنترل شده است. نتايج تفكيك شيميايي چهار مرحله‌اي نشانگر آن بود كه غلظت بالايي از فلزات سنگين مس، منگنز، روي و نيكل در فاز كربناتي و سولفيدي است.

Estuaries are considered as a highly dynamic ecotones that include the mixing or transition zone between freshwater saline water. Estuaries are very important aquatic systems by preserving the coastal biota. Metals adsorption by suspended matters and flocculation process during estuarine mixing can significantly reduce the metal concentration of river water. In the present investigation the flocculation and adsorption of Cu, Ni, Mn, Zn and Pb through estuarine mixing of Karganrud River with Caspian Sea were studied. The flocculation trend of Mn(94.8%) > Zn(60.04%) > Pb(36.63%) > Cu(30.32%) > Ni(14.84%) is indicative of the non-conservative behavior of Mn, Zn, Pb and Cu. Also, Ni had relatively conservative behavior during estuarine mixing. Based results maximum adsorption capacity belongs to Cu among all studied metals. Also, Pb showed desorption behavior from suspended particulate matter during estuarine mixing. Cluster analysis (CA) indicates that NaClO played an effective role in removal of Mn through flocculation process. Also, cluster analysis indicates that adsorption of Zn, Cu and Mn is governed by NO3. Based on statistical analysis, flocculation process of Ni, Zn and to lower extent Cu is mainly controlled by NO3. According to the chemical sequential extraction, high concentration of Cu, Ni, Mn and Zn are found in carbonate and sulfide fractions.