بررسي عملكرد زئوليت هاي اصلاح شده در كاهش نيترات از چاه آب آشاميدني كارخانه قند كرج

Investigating the effect of modified zeolite on redaction of nitrate in potable water well in Karaj Suger Factory

زمينه و هدف: آلودگي منابع آب زيرزميني و سطح نيترات يكي از مهم ترين مشكلات زيست محيطي و كشاورزي در حال حاضر است.در چند دهه اخير مصرف و مديريت نادرست كودهاي نيتروژن دار باعث افزايش آلودگي محيط زيست شده است.كود هاي نيتروژن دار به صورت يون نيترات و نيتريت و آمونيوم در محيط ظاهر مي شود. نيترات به خودي خود نسبتاً غير سمي است، اما احياء آن به صورت نيتريت توسط باكتري هاي معده، سلامتي انسان را به خطر مي اندازد و باعث بروز سرطان و تشديد بيماري قلبي و عروقي و بيماري متهموگلوبين و پرغذايي مي شود. بنابر اين ارايه راه كارهايي براي كاهش نيترات از آب هاي آلوده، كه يكي از عوامل مهم آلاينده محيط زيست است، لازم و ضروري مي باشد. روش هاي فيزيكي و شيميايي و بيولوژيكي متداولي در حذف نيترات وجود دارد ،اما به دليل هزينه زياد و كارآيي محدود ، در سال هاي اخير استفاده از روش هاي تصفيه طبيعي و كاربرد جاذب ارزان قيمت مانند زئوليت ها مورد استفاده و بررسي قرار گرفته است. روش بررسي: در اين تحقيق از زئوليت هاي معادن خراسان رضوي به منظور حذف يون نيترات از محلول هاي آزمايشگاهي استفاده شده است. به منظور اصلاح خصوصيات جذبي، زئوليت هاي مورد استفاده با سورفكتانت آلي نوع هگزا دسيل تري متيل آمونيوم برومايد اصلاح شدند. مقدار بهينه جاذب، زمان تعادل، اثر pH و غلظت بهينه نيترات جهت جذب با زئوليت مورد مطالعه قرار گرفت. يافته ها و نتيجه گيري: افزايش مقدار جاذب اثر خوبي بر ميزان حذف نيترات داشت و در 2 گرم بر ليتر جذب 22/3 درصدي نشان داد. افزايش زمان تماس تاثيري روي جذب مطلوب نيترات نداشت و بهترين زمان در مدت زمان اوليه 15 دقيقه با حذف 52 درصدي همراه بوده و تغييرات pH با حذف صد در صدي نيترات اثر چشم گيري بر ميزان جذب داشت و براي غلظت هاي 5 تا 50 ميلي گرم بر ليتر نيترات با افزايش غلظت، ميزان جذب كاهش يافت و در آزمايش مربوط به جذب نيترات به وسيله زئوليت، نيترات حذف 20 درصدي را نشان داد.

Background and Objective: Pollution and high level of nitrogen in underground water resources are the major agricultural and environmental contemporary concerns. Inappropriate use and management of nitrogen fertilizers in the last decades exacerbated the environmental pollution. Nitrogen fertilizers appear in the environment in three ion forms of nitrate, nitrite, and ammonium. Nitrate itself is non-toxic, but its reduction to nitrite by gastric bacteria can endanger human health and cause cancer, intensified cardiovascular diseases, methemoglobinemia, and eutrophication. Hence, presenting solutions to remove nitrogen concentration, which is one of the major environmental pollutants, from polluted waters is necessary. There are many physical and chemical methods to remove nitrogen; however, because of high costs and limited application of some methods, recently the use of natural methods and application of cheap absorbents such as zeolite have been tried recently. Method: In this study, zeolites from Khorasan-e-Razavi mines were used to remove nitrate ion from laboratory solutions. The zeolites were modified using Hexadecyltrimethylammonium bromide organic surfactant to improve their absorbing efficiency. Absorbent dosage, equilibrium time, pH effect, optimum nitrate concentration to be absorbed by zeolite were investigated. Findings and Conclusion: Increase of absorbent dosage has a good effect on nitrate removal, and showed a 22.3% absorbing capacity in 2 g/L concentration. Increase of treatment time had no effect on absorption and a 15-m treatment caused a removal of 52%. Change of pH led to significant nitrate removal of 100%. For nitrate concentrations in the range of 5 to 50 mg/L, increase of nitrate concentration leads to reduction in absorption, and nitrate absorption by zeolite resulted in nitrate removal of about 20% .