بهینه‌سازی فرایند الکتروفنتون با روش سطح پاسخ در حذف سرب و فنانترن مقاوم به تجزیه زیستی از خاک‌های آلوده

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 9، دوره 16، شماره 4، اسفند 1401، صفحه 83-95   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.1967655.2058

نویسندگان

ملوس طباطبایی¹؛ رویا مافی غلامی^{* 2}؛ مهدی برقعی³؛ علی اسرافیلی⁴

¹دانشجوی دکتری گروه محیط زیست، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

²دانشیار گروه محیط زیست، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³استاد تمام گروه فرایندهای محیط‌زیست، دانشگاه شریف، تهران، ایران

⁴دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران

چکیده

این مطالعه به­منظور به­کارگیری فرایند الکتروفنتون به­عنوان یک فرایند اکسایش الکتروشیمیایی، برای حذف سرب و فنانترن از خاک اطراف پالایشگاه نفت جنوب تهران انجام شده است. واکنشگاه مورداستفاده از نوع ناپیوسته با حجم مفید 500 میلی­لیتر با نرم­افزار SolidWorks طراحی شد و الکترودهای گرافن به­عنوان کاتد و آهن به­عنوان آند (منبع تولید یون آهن دو ظرفیتی) بودند. طراحی آزمایش با روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. متغییرهای موردبررسی، pH محلول (2، 4، 6، 8 و 10)، زمان واکنش (5_/12، 25، 5_/37، 50 و 5_/62 دقیقه)، غلظت هیدروژن پراکسید (5_/0، 1، 5_/1، 2 و %w/w 5_/2) و جریان الکتریکی مستقیم (75_/0 ،5_/1، 25_/2، 3، A 75_/3) بودند. در فرایند الکتروفنتون pH، غلظت هیدروژن پراکسید و سپس جریان الکتریکی بیشترین تاثیر و زمان کمترین تاثیر را بر حذف سرب و فنانترن داشتند. بالاترین درصد حذف سرب (4_/85 %) در pH برابر 8، H₂O₂ برابر با %w/w 2، جریان A 5_/1 و زمان 50 دقیقه و بالاترین درصد حذف فنانترن (9_/85 %) در pH برابر 6، H₂O₂ برابر با %w/w 5_/1، جریان A 25_/2 و زمان 5_/37 دقیقه به­دست­آمد. فرایند الکتروفنتون توانست سرب و فنانترن را از خاک اطراف پالایشگاه نفت به­عنوان خاک مقاوم به تجزیه زیستی، حذف کند.

کلیدواژه‌ها

الکتروفنتون؛ سرب؛ فنانترن؛ حذف آلاینده ها از خاک؛ بهینه سازی

مراجع

1. Nuralykyzy, B.; Wang, P.; Deng, X.; An, S.; Huang, Y.; Sustainability 13(21), 12020, 2021.
2. Li, D.; Li R.; Ding Z.; Ruan X.; Luo J.; Chen J.; Chemosphere 241,125039, 2020.
3. Rodrigues, S.M.; Römkens, P.F.; “Human health risks and soil pollution”, in: “Soil Pollution”, Chapter 9, Edited by Duarte, A.C.; Cachada, A.; Rocha-Santos, T.; Elsevier, Amsterdam, 2018.
4. Budovich, L.S.; Caspian J Environ Sci 19(5),1009-15, 2021.
5. Qayyum, S.; Meng, K.; Pervez, S.; Nawaz, F.; Peng, C.; Main Group Metal Chem 42(1), 1-7, 2019.
6. Han, W.; Gao, G.; Geng, J.; Li, Y.; Wang, Y.; Chemosphere 197, 325-35, 2018
7. Naseri, M.; Vazirzadeh, A.; Kazemi, R.; Zaheri, F.; Food Chem 175, 243-48, 2015.
8. Warith, M.; Li, X.; Jin, H; Emirates J Engin Res 10(1), 1-14, 2005.
9. Chen, M.; Xu, P.; Zeng, G.; Yang, C.; Huang, D.; Zhang, J.; Biotechnology Advances 33(6), 745-55, 2015.
10. Atagana, H.I.; Afric J Biotechnol 8(21), 1-10, 2009.
11. Babayigit, A.; Boyen, H.G.; Conings, B.; MRS Energy Sust 5, 1-12, 2018.
12. Zhai, Y.; Chanana, A.; Baniya, S.; Zhang, C.; Nahata, A.; Vardeny, Z.V.; Nature Communications 8(1), 7-13, 2018.
13. Zarindoost, M.; Badkoubi, A.; Ganji Doost, H.; Shariatmadari, N.; Modares Engineering Journal 23, 53-65, 2006.
14. Tao, Y.; Brigante, M.; Zhang, H.; Mailhot, G.; Chemosphere 236, 124366-124372, 2019.
15. Zhao, X.; Qin, L.; Gatheru, Waigi, M.; Cheng, P.; Yang, B.; Wang, J.; Catalysts 9(7), 619-629, 2019.
16. Wu, B.; Guo, S; Zhang, L; Wang, S; Liu, D.;Cheng, Z.; Chemos 291, 132916, 2022.
17. Hydernia, B.; Fatehabad, Z.; “Soil pollution standards in the world and Iran”, The fourth specialized conference and exhibition of environmental engineering in Tehran, 40-49, 2011.
18. EPA-Cincinnati; “Process design manual for land application of municipal sludge”, US Environmental Protection Agency (EPA), USA, 1983.
19. Ruiz, E.J.; Arias, C.; Brillas, E.; Hernández-Ramírez, A.; Peralta-Hernández, J.; M Chemos 82(4), 495-501, 2011.
20. Erick, B.; Yung-Tse, H.; Ruth, Yu-Li, Y.; Water Res 3, 495-525. 2016
21. Bagheri, A.; Moussavi, G.; Iran J Health Environ 5(2), 143-56, 2012.
22. Britto, J.M.; Rangel, M.; Química Nova 31, 114-22, 2008.
23. Masomboon, N.; Ratanatamskul, C.; Lu, M.; J Hazard Mate176(1-3), 92-98, 2010.
24. Nidheesh, P.; Gandhimathi, R.; Desalination 299, 1-15, 2012.
25. Babuponnusami, A.; Muthukumar, K.; Chem Engin J 183, 1-9, 2012.
26. Panizza, M.; Cerisola, G.; Water Research 43(2), 339-44, 2009.
27. Nasrasfahani, K.; Farhadian, M.; Soleimani Nazar, A.; J Petrol Res 91, 56-45, 2016.
28. Samarkandi, M.R.; Shabanloo, A.; Shamsi, K.; Mehr Alipour, J.; J Health 4, 303-293, 2014.
29. Badlians Flend Kennedy, K.; Christian, H.R.; Ecol 40, 188-177, 2014.