علوم آب و خاک

امروزه، آلودگی آب با مواد نفتی یکی از مشکلات زیست‌محیطی کشورهای نفت‌خیز از جمله ایران است. با توجه به اهمیت موضوع، تصفیه آلاینده نفتی بنزن به‌وسیله زیست‌جاذب‌ها در طی سالیان اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بنزن یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول مولکولی C6H6 است که جزئی از نفت خام و یکی از مهم‌ترین مواد پتروشیمی است. حد مجاز سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای بنزن در آب آشامیدنی10 میکروگرم بر لیتر است. در سال‌های اخیر، مواد زائد کشاورزی به علت هزینه کم، سازگاری با محیط زیست، قابل دسترس بودن به‌طور طبیعی از میان انواع دیگر جاذب ها که برای درمان فاضلاب به کار گرفته می شوند ترجیح داده می‌شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی حذف بنزن توسط تکنیک ناپیوسته (پیمانه¬ای) و پیوسته (ستونی) و پارامترهای مؤثر بر آن است. در این پژوهش، خاکستر مخروط کاج برای حذف بنزن از محلول‌های آبی استفاده شد و قابلیت این ماده به‌عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه بنزن، مقدار جاذب، زمان تماس، تغییر دما و pH محلول مورد بررسی قرار گرفت. مدل‌های هم‌دمای جذب لانگمویر و فروندلیچ بر داده‌های جذب بنزن برازش داده شد. مدل‌های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، پخشیدگی درون ذره‌ای و تابع توانی برای توصیف داده‌های سینتیک جذب بنزن مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد جذب بهینه بنزن در 7=pH و جرم بهینه جاذب برابر100 گرم در لیتر ( 0/1 گرم در 10 میلی لیتر) بدست آمد. زمان تعادل 10 دقیقه و حداکثر ظرفیت جذب 366 میلی گرم بر گرم جاذب در غلظت بنزن 2000 میلی گرم بر لیتر به‌دست آمد. از بین مدل‌های هم‌دمای جذب، مدل لانگمویر بهترین برازش را بر داده‌ها نشان داد. همچنین، در مطالعات سینتیکی، مدل شبه مرتبه دوم بهترین برازش را بر داده‌های جذب بنزن داشت. برای تکمیل بررسی‌ها روی جاذب معرفی شده، آزمایش‌های ستونی با ورود پیوسته محلول بنزن به ستون جاذب، تا زمان رسیدن جاذب به حد اشباع انجام شد. آزمایش‌های ستونی با قطر 3 سانتی‌متر، 3 گرم جاذب، غلظت ورودی 1000 میلی‌گرم در لیتر و دبی 100 میلی‌لیتر بر ساعت با ورود پیوسته محلول بنزن، نشان دادند که حداکثر ظرفیت جذب ستون برای حذف بنزن، در برابر 295 میلی‌گرم بر گرم ‌جاذب به‌دست می‌آید. با توجه به نتایج به‌دست آمده در این آزمایش، مشخص شد که خاکستر مخروط کاج قابلیت بالایی در حذف بنزن از محیط‌های آبی دارا است.