تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 150 |
تعداد مقالات | 1,478 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,257,162 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,887,500 |
بررسی سینتیک جذب کادمیم توسط بنتونیت و نانو بنتونیت در حضور هیومیک اسید | ||
تحقیقات کاربردی خاک | ||
دوره 10، شماره 3، آذر 1401، صفحه 1-14 اصل مقاله (517.16 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
سارا شاهدی1؛ امیر فتوت* 2؛ رضا خراسانی2؛ اکرم حلاج نیا3 | ||
1گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران | ||
2گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد مشهد ایران | ||
3استادیار گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد | ||
چکیده | ||
آلودگی با فلزات سنگین یکی از نگرانیهای عمده زیست محیطی در سراسر جهان است، چرا که این فلزات به دلیل سمی و خطرناک بودنشان تهدیدی برای انسان، حیوان و گیاه میباشند. کانیهای رسی که جزء اصلی خاک هستند، نقش مهمی در جذب آلایندههای مختلف از آب و خاک ایفا میکنند. بنتونیت و شکلهای اصلاح شده آن دارای ظرفیت بسیار بالاتری نسبت به سایر رسها برای جذب فلزات سمی دارند. بنابرین آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل زمان (5، 10، 20، 30، 60، 120، 240 دقیقه)، جاذبهای بنتونیت (B) و نانوبنتونیت (NB) (2 گرم بر لیتر) و هیومیک اسید (صفر، 100 و 500 میلیگرم بر لیتر) بود. نتایج نشاندهنده اثر افزایشی هیومیک اسید بر جذب کادمیم بهوسیله بنتونیت و نانوبنتونیت در زمانهای مختلف میباشد. بیشترین مقدار جذب کادمیم در تیمار 500 میلیگرم بر لیتر هیومیک اسید با میانگین 4370 میلیگرم بر کیلوگرم توسط جاذب بنتونیت و کمترین مقدار جذب در تیمار با عدم حضور هیومیک اسید 1134 میلیگرم بر کیلوگرم توسط جاذب بنتونیت مشاهده شد. در بررسی معادلات سینتیک جذب کادمیم با توجه به مقادیر R2 ، مناسبترین مدل برای برازش جذب سطحی کادمیم توسط دو جاذب بنتونیت و نانوبنتونیت در سه سطح هیومیک اسید، معادله سینتیک شبه درجه دوم (هر سه سطح هیومیک اسید در جاذب بنتونیت و تیمار 100 میلیگرم بر لیتر هیومیک اسید در جاذب نانو بنتونیت 99/0، در تیمار صفر و 500 میلیگرم بر لیتر هیومیک اسید به ترتیب 97/0 و 1 بود) میباشد. نتایج نشان داد که حضور هیومیک اسید میتواند به طور قابلتوجهی موجب افزایش جذب کادمیم بهوسیله جاذبها شود که تاثیر آن در جاذب بنتونیت بیشتر از نانو بنتونیت بود. | ||
کلیدواژهها | ||
سینتیک؛ بنتونیت و نانو بنتونیت؛ کادمیم؛ نانو رس | ||
مراجع | ||
Abdullahi A.A., Ighalo J., Ajala O., and Ayika S.O. 2020. Physicochemical analysis and heavy metals remediation of pharmaceutical industry effluent using bentonite clay modified by H2SO4 and HCl. Journal of the Turkish Chemical Society Section A: Chemistry, 7(3), pp.727-744.
Ariabod S., Fotovat A., Khorasani R., and Entezari M. 2019. Effect of titanium dioxide nanoparticles and microparticles on cadmium fixation in soil suspensions in the presence of humic acid. Iranian Soil and Water Research, 50 (2), pp.449-462. (In Persian)
Arias M., Barral M.T., and Mejuto J.C. 2002. Enhancement of copper and cadmium adsorption on kaolin by the presence of humic acids. Chemosphere, 48(10), pp.1081-1088.
Athman S., Sdiri A., and Boufatit M. 2020. Spectroscopic and Mineralogical Characterization of Bentonite Clay (Ghardaïa, Algeria) for Heavy Metals Removal in Aqueous Solutions. International Journal of Environmental Research, 14(1), pp.1-14.
Banat F. A., Al-Bashir B., Al-Asheh S., and Hayajneh O. 2000. Adsorption of phenol by bentonite. Environmental Pollution, 107(3), 391-398.
Bentahar S., Dbik A., El Khomri M., El Messaoudi N., and Lacherai A. 2017. Adsorption of methylene blue, crystal violet and congo red from binary and ternary systems with natural clay: Kinetic, isotherm, and thermodynamic. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5(6), pp.5921-5932.
Chatterjee U., Butola B.S. and Joshi M. 2017. High energy ball milling for the processing of organo-montmorillonite in bulk. Applied Clay Science, 140, pp.10-16.
Chu Y., Khan M.A., Wang F., Xia M., Lei W., and Zhu S. 2019. Kinetics and equilibrium isotherms of adsorption of Pb (II) and Cu (II) onto raw and arginine-modified montmorillonite. Advanced Powder Technology, 30(5), pp.1067-1078.
Di Natale F., Lancia A., Molino A., Di Natale M., Karatza D., and Musmarra D. 2006. Capture of mercury ions by natural and industrial materials. Journal of Hazardous Materials, 132(2-3), pp.220-225.
Dong Y., Zhao Y., Lin H., and Liu C. 2019. Effect of physical and chemical properties of vanadium slag from stone coal on the form of vanadium. Environmental Science and Pollution Research, 26(32), pp.33004-33013.
El-Naas M.H., Al-Rub F.A., Ashour I., and Al Marzouqi M. 2007. Effect of competitive interference on the biosorption of lead (II) by Chlorella vulgaris. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 46(12), pp.1391-1399.
Erfanmanesh M., and Afyuni M. 2013. Environmental Pollution (water, soil and air). Isfahan: Arkan Publication, pp.218-19.
Ghasemi S., and Gholami R.M. 2015. Lead adsorption from synthetic wastewater by prosopis mimosaceae sawdust. Jundishapur Journal of Health Sciences, 7(1). (In Persian)
Giachetti G., and Sebastiani L. 2006. Metal accumulation in poplar plant grown with industrial wastes. Chemosphere, 64(3), pp.446-454.
Gupta S.S., and Bhattacharyya K.G. 2008. Immobilization of Pb (II), Cd (II) and Ni (II) ions on kaolinite and montmorillonite surfaces from aqueous medium. Journal of Environmental Management, 87(1), pp.46-58.
Heydari A., Younesi H.A., and Mehraban Z. 2010. Removal of Cd (II), Ni (II), and Pb (II) Ions in an Aqueous Solution by Chemically Modified Nanoporous MCM-41.
Hizal J., and Apak R. 2006. Modeling of cadmium (II) adsorption on kaolinite-based clays in the absence and presence of humic acid. Applied Clay Science, 32(3-4), pp.232-244.
Ho, Y.S. and McKay, G., 1999. Batch lead (II) removal from aqueous solution by peat: equilibrium and kinetics. Process Safety and Environmental Protection, 77(3), pp.165-173.
Ho Y.S., and McKay G. 1998. Kinetic models for the sorption of dye from aqueous solution by wood. Process Safety and Environmental Protection, 76(2), pp.183-191
Jeevanandam J., Barhoum A., Chan Y.S., Dufresne A., and Danquah M.K. 2018. Review on nanoparticles and nanostructured materials: history, sources, toxicity and regulations. Beilstein Journal of Nanotechnology, 9(1), pp.1050-1074.
Ji M., Su X., Zhao Y., Qi W., Wang Y., Chen G., and Zhang Z. 2015. Effective adsorption of Cr (VI) on mesoporous Fe-functionalized Akadama clay: optimization, selectivity, and mechanism. Applied Surface Science, 344, pp.128-136.
Kabata-Pendias A., and Pendias H. 2001. Trace elements in soils and plants, 3rd edn CRC Press. Boca Raton, FL, USA.
Ko I., Davis A.P., Kim J.Y., and Kim K.W., 2007. Effect of contact order on the adsorption of inorganic arsenic species onto hematite in the presence of humic acid. Journal of Hazardous Materials, 141(1), pp.53-60.
Landry V., Blanchet P., and Riedl B. 2010. Mechanical and optical properties of clay-based nanocomposites coatings for wood flooring. Progress in Organic Coatings, 67(4), pp.381-388.
Li G., Zhang J., Liu J., Sun C., and Yan Z. 2020. Adsorption characteristics of white pottery clay towards Pb (II), Cu (II), and Cd (II). Arabian Journal of Geosciences, 13(13), pp.1-15.
Li Y., Wang J.D., Wang X.J., and Wang J.F. 2012. Adsorption–desorption of Cd (II) and Pb (II) on Ca-montmorillonite. Industrial & Engineering Chemistry Research, 51(18), pp.6520-6528.
Liu A., and Gonzalez R.D. 1999. Adsorption/desorption in a system consisting of humic acid, heavy metals, and clay minerals. Journal of Colloid and Interface Science, 218(1), pp.225-232.
Liu, P., and Zhang L. 2007. Adsorption of dyes from aqueous solutions or suspensions with clay nano-adsorbents. Separation and Purification Technology, 58(1), pp.32-39.
Liu W., Zhao C., Wang S., Niu L., Wang Y., Liang S., and Cui Z. 2018. Adsorption of cadmium ions from aqueous solutions using nano-montmorillonite: kinetics, isotherm and mechanism evaluations. Research on Chemical Intermediates, 44(3), pp.1441-1458.
Lopez-Pineiro A., and Navarro A.G. 1997. Potassium release kinetics and availability in unfertilized Vertisols of southwestern Spain. Soil Science, 162(12), pp.912-918.
Mapenzi L.L., Shimba M.J., Moto E.A., Maghembe R.S., and Mmochi A.J. 2020. Heavy metals bio-accumulation in tilapia and catfish species in Lake Rukwa ecosystem Tanzania. Journal of Geochemical Exploration, 208, p.106413.
Motamedi F., Moazed H., Jafarzadeh Haghighifard N., Amiri M. 2014. Investigation of kinetics and isotherms of adsorption of Cd (II) ions on nanoclay from aqueous solution. J of Water & Wastewater; 25(3):118-26. (In Persian)
Neto A., Vieira M.G.A., and Silva M.G.C.D. 2012. Cu (II) adsorption on modified bentonitic clays: different isotherm behaviors in static and dynamic systems. Materials Research, 15(1), pp.114-124.
Piri M., and Sepehr E. 2019. Kinetics and thermodynamics of cadmium and lead uptake by diatomite in aqueous medium. Geoderma, 341, pp.39-45.
Rao M.M., Ramesh A., Rao G.P.C., and Seshaiah K. 2006. Removal of copper and cadmium from the aqueous solutions by activated carbon derived from Ceiba pentandra hulls. Journal of Hazardous Materials, 129(1-3), pp.123-129.
Rasaki S.A., Bingxue Z., Guarecuco R., Thomas T., and Minghui Y. 2019. Geopolymer for use in heavy metals adsorption, and advanced oxidative processes: a critical review. Journal of Cleaner Production, 213, pp.42-58.
Rhoades J.D. 1996. Salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids. Methods of Soil Analysis: Part 3 Chemical Methods. 5. pp.417-435.
Rizwan M., Ali S., ur Rehman M.Z., Rinklebe J., Tsang D.C., Bashir A., Maqbool A., Tack F.M.G., and Ok, Y.S., 2018. Cadmium phytoremediation potential of Brassica crop species: a review. Science of the Total Environment, 631, pp.1175-1191.
Samiei Fard R., Landi A., and Hojati S. 2017. Effects of Heating Pretreatments and pH on Removal Efficiency of Cadmium, Cobalt and Zinc from Multi-Ionic Solutions using Sepiolite Mineral, J.Env. Sci. Tech., Vol 19, Special No.4, pp. 93-179. (In Persian)
Sdiri A., Higashi T., Hatta T., Jamoussi F., and Tase N. 2011. Evaluating the adsorptive capacity of montmorillonitic and calcareous clays on the removal of several heavy metals in aqueous systems. Chemical Engineering Journal, 172(1), pp.37-46.
Sipos P., Kis V.K., Balázs R., Tóth A., Kovács I., and Németh T. 2018. Contribution of individual pure or mixed-phase mineral particles to metal sorption in soils. Geoderma, 324, pp.1-8.
Sprynskyy M., Buszewski B., Terzyk A.P., and Namieśnik J. 2006. Study of the selection mechanism of heavy metal (Pb2+, Cu2+, Ni2+, and Cd2+) adsorption on clinoptilolite. Journal of colloid and Interface Science, 304(1), pp.21-28.
Sumner M.E., and Miller W.P., 1996. Cation exchange capacity and exchange coefficients. Methods of Soil Analysis: Part 3 Chemical Methods, 5, pp.1201-1229.
Tanabe K. 1981. Solid acid and base catalysts. Catalysis, Science and Tech Thomas, G.W., 1996. Soil pH and soil acidity. Methods of soil analysis: part 3 chemical methods, 5, pp.475-490nology, 2, p.233.
Thomas G.W. 1996. Soil pH and soil acidity. Methods of soil analysis: part 3 chemical methods, 5, pp.475-490.
Uddin M.K. 2017. A review on the adsorption of heavy metals by clay minerals, with special focus on the past decade. Chemical Engineering Journal, 308, pp.438-462.
Wang J., Jiang Y., Sun J., She J., Yin M., Fang F., Xiao T., Song G., and Liu J. 2020a. Geochemical transfer of cadmium in river sediments near a lead-zinc smelter. Ecotoxicology and Environmental Safety, 196, p.110529.
Wang L., Li X., Tsang D.C., Jin F., and Hou D. 2020b. Green remediation of Cd and Hg contaminated soil using humic acid modified montmorillonite: Immobilization performance under accelerated ageing conditions. Journal of Hazardous Materials, 387, p.122005. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,182 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 990 |