عنوان پایان‌نامه
حذف فلزات سنگین در محیط متخلخل غیر اشباع توسط گرافن اکساید
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -موادزائد جامد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1535;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79044;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1535;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79044
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- مونا عباسی
- استاد راهنما
- سعید گیتی پور
- چکیده
- آلودگی توسط فلزات سنگین، به دلیل سمیت و آثار زیان بار و کشنده ای که بر گونه های گیاهی و جانوری دارد، به عنوان یکی از مشکلات اساسی به شمار می آید. آلودگی خاک توسط فلزات سنگین سمی و احتمال نشت و آلوده سازی آب های زیرزمینی به دلیل تاثیرات فراوانی که بر سلامت انسان و دیگر موجودات زنده می گذارد، یکی از مشکلات عمده زیست محیطی را ایجاد کرده است. یکی از روش های حذف فلزات، روش جذب می باشد که به دلیل کارایی بالاتر، هزینه کمتر و سهولت عملکرد به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. از میان نانو ذرات جاذب، جاذب های گرافن به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود، نظر بسیاری از محققین را به خود جلب نموده است. در این تحقیق سعی شده است که اثر گرافن اکسید در حذف فلزات سرب، آرسنیک، کادمیوم و کروم در محیط متخلخل غیر اشباع بررسی گردد. همچنین به دلیل اهمیت ناحیه غیر اشباع و پتانسیل آلوده سازی منابع آب های زیرزمینی، به بررسی رفتار و انتقال فلزات سنگین در این ناحیه پرداختیم. بر طبق نتایج آزمایش های ناپیوسته، میزان جذب فلزات توسط گرافن اکسید بدین صورت می باشد: سرب> کادمیوم> آرسنیک> کروم. نتایج حاصل از آزمایش های ایزوترم جذب با مدل های لانگمویر و فروندلیچ مطابقت داده شدند. نتایج نشان داد که مدل فروندلیچ داده ها را بهتر توصیف می کند. در آزمایش های ستونی محلول فلزات را به صورت جداگانه و هم به صورت مخلوط با غلظت 10 میلی گرم بر لیتر و با دبی 1 میلی لیتر بر دقیقه از ستون ماسه عبور دادیم. نتایج نشان داد که حضور گرافن اکسید باعث افزایش جذب سطحی و ایجاد تاخیر در عبور فلزات سنگین از ستون ماسه می شود. متوسط افزایش این میزان برای سرب، کادمیوم، آرسنیک و کروم در مقایسه با ستون شاهد به ترتیب برابرند با 97، 87، 98 و96 درصد. همچنین عبور دادن همزمان فلزات از ستون باعث کاهش جذب سطحی و افزایش سرعت انتقال می شود. این میزان کاهش در سرب، کادمیوم و آرسنیک به ترتیب برابر با 15، 18 و 28 درصد می باشد.
- Abstract
- Metal contamination is considered a major concern due to its high toxicity and detrimental effects on living organisms. The presence of metals in soils can pose a significant threat to human health and ecological systems when heavy metals are mobilized and transported to groundwater aquifers. Adsorption is one of the most feasible and cost-effective approach that has been widely applied to remove heavy metals from aquatic environment. Among the several nano-adsorbents, Graphene Oxide (GO) has received a great deal of attention in the world because of its excellent adsorbing properties. In this work, the removal efficiency of heavy metals including Pb(II), Cd(II), As(III ) and Cr(VI) through GO in unsaturated porous media was determined. In addition, due to the importance of vadose zone and possible transport of contaminants into groundwater, the fate and transport of heavy metals in unsaturated porous media in presence of GO was investigated. According to the batch sorption experiments, the results revealed that the adsorption of heavy metals through nano-Graphene Oxide was observed in the following order: lead > cadmium > arsenic > chromium. The results showed that equilibrium data were well ?tted to the Freundlich model. In column tests single and mixed heavy metal solutions with concentration of 10 ppm and flow rate of 1 mL min-1 were injected into column. Sand column experimental results indicated that retention and transport of heavy metals in porous media with GO was decreased. The presence of GO led to an increase in the adsorption capacity of column to 97, 87, 98 and 96 percent for lead, cadmium, arsenic and chromium respectively in comparison with blank column. When mixture of metals was applied simultaneously, the removal ef?ciency of the metals was lower compared to single-metal solutions. The decreases in adsorption capacity of GO are 15, 18, 28 percent for lead, cadmium and chromium respectively. Keywords: Graphene oxide, Heavy metals, Porous media, Fate and Transport
