دوره 13، شماره 4، 1396:464-470

بررسی کارایی خاک رس اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی در حذف نیترات از محلول‌های آبی

سیده فاطمه کریمی, حمیدرضا پور‌‌‌زمانی, حشمت‌اله نورمرادی, بیژن بینا

DOI: 10.22122/jhsr.v13i4.3073

چکیده


مقدمه: امروزه افزایش غلظت نیترات در آب‌های سطحی و زیرزمینی به علت افزایش تولید فاضلاب‌ها و گسترش فعالیت‌های کشاورزی، یکی از مشکلات محیطی در بسیاری از مناطق جهان از جمله ایران به شمار می‌رود. مصرف آب حاوی غلظت بالای نیترات، مشکلاتی را در زمینه محیط زیست و بهداشت عمومی ایجاد می‌کند. هدف از انجام مطالعه حاضر، بررسی کارایی مونتموریلونیت اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی هگزادسیل تری‌متیل آمونیوم بروماید در حذف نیترات از محلول‌های آبی بود.

روش‌ها: این تحقیق از نوع تجربی- آزمایشگاهی بود و به منظور حذف نیترات از محلول‌های آبی از طریق خاک رس اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی در یک سیستم بسته انجام شد. تأثیر شاخص‌های مختلف مانند غلظت اولیه نیترات، دوز جاذب، pH و زمان تماس بر راندمان حذف نیترات با استفاده از نرم‌افزار طراحی آزمایش (Design of experiments یا DOE) مورد بررسی قرار گرفت.

یافته‌ها: شرایط بهینه حذف نیترات در غلظت اولیه نیترات 200 میلی‌گرم بر لیتر، دوز جاذب 5/7 گرم بر لیتر، pH برابر با 7 و زمان تماس 40 دقیقه به دست آمد. در این شرایط، راندمان حذف نیترات 27/71 درصد و ظرفیت جذب نیترات 06/19 میلی‌گرم بر گرم بود.

نتیجه‌گیری: می‌توان از خاک رس اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی، به عنوان جاذب مؤثری در جهت حذف نیترات از محلول‌های آبی استفاده نمود.


واژگان کلیدی


خاک رس؛ سورفکتانت؛ نیترات؛ جذب

تمام متن:

PDF

مراجع


Loganathan P, Vigneswaran S, Kandasamy J. Enhanced removal of nitrate from water using surface modification of adsorbents-a review. J Environ Manage 2013; 131: 363-74.

Jahangiri-Rad M, Nabizadeh R, Nouri J, Yunesian M, Moattar F. Efficiency assessment of fixed bed adsorption column for the removal of nitrate using PAN-oxime-nano Fe2O3. Iran J Health Environ 2015; 8(1): 89-96. [In Persian].

Samatya S, Kabay N, Yuksel M, Arda M, Yuksel M. Removal of nitrate from aqueous solution by nitrate selective ion exchange resins. React Funct Polym 2006; 66(11): 1206-14.

Mesdaghi Nia A, Mahvi A, Naseri S, Mohamadi A, Shekarriz M, Alimohamadi M. Study of nitrate reduction from water using nanosized iron. Iran J Health Environ 2011; 4(3): 313-20. [In Persian].

Environmental Protection Agency. Drinking water regulations and health advisories. Washington, DC: EPA; 2000.

World Health Organization. Guidelines for drinking-water quality. Geneva, Switzerland: WHO; 2008.

Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Quality standards of drinking water. No.1053. Tehran, Iran: ISIRI; 1997. [In Persian].

Ahn SC, Oh SY, Cha DK. Enhanced reduction of nitrate by zero-valent iron at elevated temperatures. J Hazard Mater 2008; 156(1-3): 17-22.

Kumar M, Chakraborty S. Chemical denitrification of water by zero-valent magnesium powder. J Hazard Mater 2006; 135(1-3): 112-21.

Chabani M, Amrane A, Bensmaili A. Kinetic modelling of the adsorption of nitrates by ion exchange resin. Chem Eng J 2006; 125(2): 111-7.

Schoeman JJ, Steyn A. Nitrate removal with reverse osmosis in a rural area in South Africa. Desalination 2003; 155(1): 15-26.

Hell F, Lahnsteiner J, Frischherz H, Baumgartner G. Experience with full-scale electrodialysis for nitrate and hardness removal. Desalination 1998; 117(1): 173-80.

Mizuta K, Matsumoto T, Hatate Y, Nishihara K, Nakanishi T. Removal of nitrate-nitrogen from drinking water using bamboo powder charcoal. Bioresour Technol 2004; 95(3): 255-7.

Babel S, Kurniawan TA. Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water: A review. J Hazard Mater 2003; 97(1-3): 219-43.

Aksu Z. Application of biosorption for the removal of organic pollutants: A review. Process Biochem 2005; 40(3): 997-1026.

Crini G. Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: A review. Bioresour Technol 2006; 97(9): 1061-85.

San Miguel G, Lambert SD, Graham NJ. A practical review of the performance of organic and inorganic adsorbents for the treatment of contaminated waters. J Chem Techno Biotechno 2006; 81(10): 1685-96.

Nurchi VM, Villaescusa I. Agricultural biomasses as sorbents of some trace metals. Coord Chem Rev 2008; 252(10): 1178-88.

Faust SD, Aly OM. Adsorption processes for water treatment. Lancashire, England: Butterworth; 1987.

Nourmoradi H, Khiadani M, Nikaeen M. Multi-Component Adsorption of Benzene, Toluene, Ethylbenzene, and Xylene from

Aqueous Solutions by Montmorillonite Modified with Tetradecyl Trimethyl Ammonium Bromide. J Chem 2013; 2013: 589354.

A´lvarez-Ayuso E, Garcia-Sanchez A. Removal of heavy metals from waste waters by natural and NA-exchanged bentonites. Clays and Clay Minerals 2003; 51(5): 475-80.

Luengo C, Puccia V, Avena M. Arsenate adsorption and desorption kinetics on a Fe (III)-modified montmorillonite. J Hazard Mater 2011; 186(2-3): 1713-9.

Su J, Lin Hf, Wang QP, Xie ZM, Chen Zl. Adsorption of phenol from aqueous solutions by organomontmorillonite. Desalination 2011; 269(1): 163-9.

Xi Y, Mallavarapu M, Naidu R. Preparation, characterization of surfactants modified clay minerals and nitrate adsorption. Appl Clay Sci 2010; 48(1): 92-6.

Li Z, Bowman RS. Sorption of chromate and PCE by Surfactant-modified clay minerals. Environ Eng Sci 2009; 15(3): 237-45.

Kaufhold S, Pohlmann-Lortz M, Dohrmann R, Nuesch R. About the possible upgrade of bentonite with respect to iodide retention capacity. Appl Clay Sci 2007; 35(1): 39-46.

Tabeidian M, Aminsadri M, Aghababaie A, Taheri E, Fatehizadeh A, Mahdavi M, et al. Survey of efficiency evaluation of modified and unmodified clinoptilolite for nitrate removal from aqueous solutions. J Health Syst Res 2015; 11(3): 638-49. [In Persian].

Azari A, Hossein Mahvi A, Naseri S, Rezaei Kalantary R, Saberi M. Nitrate removal from aqueous solution by using modified clinoptilolite zeolite. Arch Hyg Sci 2014; 3(1): 21-9.

Farasati M, Jafarzadeh N, Boroomand S, Moazed H, Abedi Koupaei J, Seyedian M. Use of agricultural nano adsorbents for nitrate removal from aqueous solutions. Iran-Water Resources Research 2013; 8(3): 28-38.

Bagherifam S, Komarneni S, Lakzian A, Fotovat A, Khorasani R, Huang W, et al. Highly selective removal of nitrate and perchlorate by organoclay. Appl Clay Sci 2014; 95: 126-32.

Gammoudi S, Frini-Srasra N, Srasra E. Nitrate sorption by organosmectites. Eng Geol 2012; 124: 119-29.

Seid-Mohammadi A, Asgari G, Rahmani A, Shabanlo A. Performance evolution of cationic surfactant modified nanoclay in removing 4-chlorophenol from aqueous solutions. Journal of Health 2015; 6(2): 154-68.

Zawrah MF, Khattab RM, Saad EM, Gado RA. Effect of surfactant types and their concentration on the structural characteristics of nanoclay. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc 2014; 122: 616-23.

Rafiei B, Ahmadi Ghomi F. Preparation and characterization of the Cloisite Na+ modified with cationic surfactants. Journal of Crystallography and Mineralogy 2013; 21(2): 25-32. [In Persian].

Jiang MQ, Wang QP, Jin XY, Chen ZL. Removal of Pb (II) from aqueous solution using modified and unmodified kaolinite clay. J Hazard Mater 2009; 170(1): 332-9.

Gladysz-Plaska A, Majdan M, Pikus S, Sternik D. Simultaneous adsorption of chromium(VI) and phenol on natural red clay modified by HDTMA. Chem Eng J 2012; 179: 140-50.

Daifullah AAM, Girgis BS. Impact of surface characteristics of activated carbon on adsorption of BTEX. Colloids Surf A Physicochem Eng Asp 2003; 214(1): 181-93.

Naseri S, Heibati B, Asadi A, Gholestani Far H, Dargahi A. Performance evaluation of modified pumice on removal nitrate from aqueous solution: Kinetic studies and adsorption isotherm. Toloo e Behdasht 2013; 12(1): 143-54. [In Persian].

Civband S, Shirazi P, Divband L. Kinetic and isotherm adsorption nonlinear models survey for nitrate by titanium dioxide nano particles. J Water Sustain Dev 2014; 1(1): 35-41.

Li J, Li Y, Meng Q. Removal of nitrate by zero-valent iron and pillared bentonite. J Hazard Mater 2010; 174(1-3): 188-93.

Arbabi M, Hemati S, Raygan S, Sedehi M, Khodabakhshi A, Fadaei A. Evaluation of almond shells magnetized by iron nano-particles for nitrate removal from Aqueous: Study of adsorption isotherm. J Shahrekord Univ Med Sci 2016; 17(6): 92-102.




DOI: http://dx.doi.org/10.22122/jhsr.v13i4.3073

Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License which allows users to read, copy, distribute and make derivative works for non-commercial purposes from the material, as long as the author of the original work is cited properly.