مقايسه كارايي خاك رس اصلاح شده و خاك مارن آهكي جهت جذب فلورايد از محلولهاي آبي

Efficiency Comparison of Modified-Clay and Lime-Marlin the Adsorption of Fluoride from Aqueous Solution

زمينه و هدف: فلورايد آب آشاميدني يكي از عوامل موثر بر سلامتي مي­باشد كه در غلظت­هاي بالا يك تركيب بسيار سمي و خطرناك براي سلامتي انسان است. فلورايد يكي از آنيون‌هاي موجود در آب و خاك بوده كه مقدار آن در منابع مختلف متفاوت مي‌باشد. بخش عمده­اي از فلورايد موردنياز بدن از طريق آب آشاميدني تامين مي­گردد.در اين مطالعه كارايي خاك رس اصلاح‌شده و خاك مارن آهكي در جذب فلورايد از محلول­هاي آبي مورد بررسي قرار گرفته است. روش بررسي: پژوهش حاضر از نوع تجربي- كاربردي بوده كه به‌منظور بررسي قابليت خاك رس اصلاح‌شده و خاك مارن آهكي در جذب فلورايد صورت پذيرفته است. فرايند جذب سطحي با تاكيد بر اثرات انواع پارامترهاي موثر ازجمله Ph (4،7،10)، مقدار جاذب (g/l10،5،1)، غلظت اوليه فلورايد (mg/l 15، 10، 5) و زمان تماس (15تا min 120) استفاده گرديد. همچنين براي تعيين ويژگي‌هاي ساختاري هر دو جاذب از دستگاه پراش اشعه X، (XRD) و طيف‌سنج مادون‌قرمز (FTIR) استفاده شد. يافته‌ها: نتايج مطالعه نشان داد كه كارايي جذب فلورايد با غلظت mg/l 10، با استفاده از خاك رس اصلاح‌شده 2/95% و با استفاده از خاك مارن آهكي حدود 7/28% بعد از مدت­زمان حدود 60 دقيقه مي‌باشد. علاوه بر اين مشخص شد كه سينتيك جذب از مدل سينتيك مرتبه دوم كاذب و داده‌هاي تعادلهر دو نوع جاذب از ايزوترم لانگموير تبعيت مي‌كند. همچنين ظرفيت جذب خاك رس اصلاح‌شده و خاك مارن آهكي به ترتيب 43/4 و 32/1 ميلي‌گرم بر ليتر مي‌باشد. نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج آزمايش‌ها، مي‌توان اظهار نمود كه روش جذب سطحي به كمك خاك رس اصلاح‌شده به‌عنوان يك روش موثر و اقتصادي جهت حذف فلورايد از منابع آبي باشد.

Background and purpose: Fluoride is one of the common anion in water that its concentration varies in different water supplies. Most of the bodyʹs requirement for fluoride is supplied through drinking water. Fluoride in low concentration is essential for human health but in high concentration is very hazardous for human health. The efficiency of modified-clay and lime-marl were investigated in this research as an adsorbent for the elimination of fluoride from aqueou solution. Methods: In this study, the capability of modified-clay and lime-marl to adsorb fluoride ions was conducted using a series of batch tests in a shaker-incubator instrument. The effect of experimental parameters such as pH (4,7,10), adsorbent dosage (1,5,10 g/L), initial fluoride concentration (5,10,15 mg/L) andcontact time (15-120 min) were evaluated. The morphological and micro-structural character of modified-clay and lime-marl have performed by using X-ray diffraction (XRD). The formation of the carboxylic functional groups was verified by Fourier transform infrared spectra (FT-IR). Findings: results well demonstrate higher removal efficiency of fluoride was 95.23% and 28.71 by clay-modified and lime-marl, respectively; at 10 mg/L of fluoride concentration and 60 min contact time. The adsorption kinetics fitted well using the pseudo second-order kinetic model; however, equlibrium data were best fitted onto Langmiur isotherm model. The maximum adsorption capacities of modified-clay and lime-marl for fluoride were found to be 4.43 mg/g and 1.32 mg/g, respectively. Conclusion: According to our finding, it proposed that adsorption process by using modified clay is very efficient and economic process for fluoride removal from aqueous solution.