ORIGINAL_ARTICLE
تثبیت نانوذرات بنتونیت اصلاح شده توسط سورفکتانت کاتیونی بر روی سنگدانههای پامیس بهمنظور حذف نیترات از محلول آبی
آلودگی نیترات در منابع آبی، بهدلیل مشکلات زیستمحیطی و خطر بالقوه برای سلامتی انسان به یک مسئله مهم تبدیل شده است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی تثبیت نانوذرات اصلاح شده بنتونیت توسط سورفکتانت کاتیونی بر روی سنگدانههای پامیس بهمنظور حذف نیترات از محیطهای آبی انجام شد. نانوذرات بنتونیت پس از اصلاح توسط سورفکتانت CTAB با عملیات گرمایی بر روی بستر سنگدانههای پامیس تثبیت شدند و مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب آماده شده با تکنیکهای XRD، EDAX و SEM بررسی شد. از روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی باکس بنکن برای ارزیابی اثر متغیرهای مستقل pH، دما و دز جاذب بر عملکرد پاسخ و همچنین پیشگویی بهترین مقدار پاسخ استفاده شد. با استفاده از مدل ایزوترم لانگمیر و فروندلیچ، ثابتهای تعادلی و با استفاده از سینتیک شبه مرتبه اول و دوم، ثابتهای سینتیکی محاسبه شد. با توجه به نتایج، مقدار بهینه راندمان حذف نیترات بر اساس مدل باکس بنکن در pH=5، میزان جاذب 15 گرم در لیتر و دمای 35 درجه سلسیوس، 49/63 درصد بهدست آمد. همچنین با افزایش دز جاذب و زمان تماس، میزان حذف نیترات افزایش یافت در حالی که با افزایش pH و غلظت اولیه نیترات، راندمان حذف آن کاهش پیدا کرد. مطالعات ایزوترم نشان دادند که دادههای آزمایشگاهی تطابق بهتری با ایزوترم لانگمیر دارند و بهترین مدل سینتیک جذب بهوسیله مدل سینتیک شبه مرتبه دوم بهدست آمد. همچنین راندمان احیا در 5 سیکل جذب و واجذب، بیش از 85 درصد بود. نتایج نشان داد که سنگدانه پامیس اصلاح شده میتواند بهعنوان جاذب مؤثر و در عین حال قابل دسترس برای حذف آلایندهها مورد استفاده قرار بگیرد.
https://www.wwjournal.ir/article_95629_65dcafc29492bfbb976306133175d106.pdf
2020-05-21
1
15
10.22093/wwj.2019.172329.2832
حذف نیترات
پامیس اصلاح شده
طراحی باکس بنکن
زینب
میخک بیرانوند
z.mikhak@gmail.com
1
دانشجوی دکترا، گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
AUTHOR
سعید
برومند نسب
s.boroomand2019@gmail.com
2
استاد، گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
LEAD_AUTHOR
عبدالرحیم
هوشمند
hooshmand_a@scu.ac.ir
3
دانشیار، گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
AUTHOR
Acharya, S., Sharma, S., Chauhan, G. & Shree, D. 2018. Statistical optimization of electrocoagulation process for removal of nitrates using response surface methodology. Indian Chemical Engineer, 60, 269-284.
1
Ahmad, M., Ahmad, M., Usman, A. R., Al-Faraj, A. S., Abduljabbar, A. S. & Al-Wabel, M. I. 2018. Biochar composites with nano zerovalent iron and eggshell powder for nitrate removal from aqueous solution with coexisting chloride ions. Environmental Science and Pollution Research, 25, 25757-25771.
2
Azizi, A., Moniri, E., Hassani, A., Panahi, H. A. & Miralinaghi, M. 2019. Polymerization of graphene oxide with polystyrene: non-linear isotherms and kinetics studies of anionic dyes. Microchemical Journal, 145, 559-565.
3
Baei, M. S., Esfandian, H. & Nesheli, A. A. 2016. Removal of nitrate from aqueous solutions in batch systems using activated perlite: an application of response surface methodology. Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering, 11, 437- 447.
4
Banu, H. T. & Meenakshi, S. 2017. One pot synthesis of chitosan grafted quaternized resin for the removal of nitrate and phosphate from aqueous solution. International Journal of Biological Macromolecules, 104, 1517-1527.
5
Bashir, M. T., Salmiaton, A., Idris, A. & Harun, R. 2017. Kinetic and thermodynamic study of nitrate adsorption from aqueous solution by lignocellulose-based anion resins. Desalin Water Treat, 62, 449-456.
6
Boukhalfa, N., Boutahala, M., Djebri, N. & Idris, A. 2019. Kinetics, thermodynamics, equilibrium isotherms, and reusability studies of cationic dye adsorption by magnetic alginate/oxidized multiwalled carbon nanotubes composites. International Journal of Biological Macromolecules, 123, 539-548.
7
Daneshvar, E., Santhosh, C., Antikainen, E. & Bhatnagar, A. 2018. Microalgal growth and nitrate removal efficiency in different cultivation conditions: effect of macro and micronutrients and salinity. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 1848-1854.
8
Dehestani Athar, S., Asilian, H., Jonidi Jafari, A. & Moussavi, G. 2013. Catalytic oxidation of carbon monoxide using copper oxide nanoparticles supported on diatomite. Iran Occupational Health Journal, 10(1), 51-59. (In Persian)
9
Divband Hafshejani, L. D., Hooshmand, A., Naseri, A. A., Mohammadi, A. S., Abbasi, F. & Bhatnagar, A. 2016. Removal of nitrate from aqueous solution by modified sugarcane bagasse biochar. Ecological Engineering, 95, 101-111.
10
Fazlzadeh, M., Adhami, S., Vosoughi, M., Khosravi, R. & Sadigh, A. 2017. Nitrate ion adsorption from aqueous solution by a novel local green montmorillonite adsorbent. Journal of Health, 8, 298-311.
11
Golestanifar, H., Asadi, A., Alinezhad, A., Haybati, B. & Vosoughi, M. 2016. Isotherm and kinetic studies on the adsorption of nitrate onto nanoalumina and iron-modified pumice. Desalination and Water Treatment, 57, 5480-5487.
12
Gouran-Orimi, R., Mirzayi, B., Nematollahzadeh, A. & Tardast, A. 2018. Competitive adsorption of nitrate in fixed-bed column packed with bio-inspired polydopamine coated zeolite. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 2232-2240.
13
Hameed, B. & El-Khaiary, M. 2008. Removal of basic dye from aqueous medium using a novel agricultural waste material: Pumpkin seed hull. Journal of Hazardous Materials, 155, 601-609.
14
He, Y., Lin, H., Dong, Y., Li, B., Wang, L., Chu, S., et al., 2018. Zeolite supported Fe/Ni bimetallic nanoparticles for simultaneous removal of nitrate and phosphate: synergistic effect and mechanism. Chemical Engineering Journal, 347, 669-681.
15
Hu, Q., Chen, N., Feng, C. & Hu, W. 2015. Nitrate adsorption from aqueous solution using granular chitosan-Fe3+ complex. Applied Surface Science, 347, 1-9.
16
Islam, M. & Patel, R. 2010. Synthesis and physicochemical characterization of Zn/Al chloride layered double hydroxide and evaluation of its nitrate removal efficiency. Desalination, 256, 120-128.
17
Mahdavi, S. & Akhzari, D. 2016. The removal of phosphate from aqueous solutions using two nano-structures: copper oxide and carbon tubes. Clean Technologies and Environmental Policy, 18, 817-827.
18
Manjunath, S. & Kumar, M. 2018. Evaluation of single-component and multi-component adsorption of metronidazole, phosphate and nitrate on activated carbon from Prosopıs julıflora. Chemical Engineering Journal, 346, 525-534.
19
Mazarji, M., Aminzadeh, B., Baghdadi, M. & Bhatnagar, A. 2017. Removal of nitrate from aqueous solution using modified granular activated carbon. Journal of Molecular Liquids, 233, 139-148.
20
Morghi, M., Abidar, F., Soudani, A., Zerbet, M., Chiban, M., Kabli, H. & Sinan, F. 2015. Removal of nitrate ions from aqueous solution using chitin as natural adsorbent. International Journal of Research and Environmental Studies, 2, 8-20.
21
Nakhaei Pour, M., Abadi, S. f., Najarian, F., Safinejad, M. & Irvani, H. 2017. Determining the efficiency of ZSM-5 zeolite impregnated with nanoparticles of titanium dioxide in the photocatalytic removal of styrene vapors. Journal of Occupational Hygiene Engineering, 3, 61-67.
22
Pandiarajan, A., Kamaraj, R., Vasudevan, S. & Vasudevan, S. 2018. OPAC (orange peel activated carbon) derived from waste orange peel for the adsorption of chlorophenoxyacetic acid herbicides from water: adsorption isotherm, kinetic modelling and thermodynamic studies. Bioresource Technology, 261, 329-341.
23
Pukcothanung, Y., Siritanon, T. & Rangsriwatananon, K. 2018. The efficiency of zeolite Y and surfactant-modified zeolite Y for removal of 2, 4-dichlorophenoxyacetic acid and 1, 1′-dimethyl-4, 4′-bipyridinium ion. Microporous and Mesoporous Materials, 258, 131-140.
24
Ranch, K. M., Maulvi, F. A., Naik, M. J., Koli, A. R., Parikh, R. K. & Shah, D. O. 2019. Optimization of a novel in situ gel for sustained ocular drug delivery using Box-Behnken design: in vitro, ex vivo, in vivo and human studies. International Journal of Pharmaceutics, 554, 264-275.
25
Samarghandi, M. R., Tarlani Azar, M., Mehranpoor, R. & Ahmadian, M. 2015. Survey the efficiency of iron- coated pumice in fluoride removal from aqueous solutions. Journal of Environmental Health Engineering, 2(2), 128-140. (In Persian)
26
Teimouri, A., Nasab, S. G., Vahdatpoor, N., Habibollahi, S., Salavati, H. & Chermahini, A. N. 2016. Chitosan/zeolite Y/nano ZrO2 nanocomposite as an adsorbent for the removal of nitrate from the aqueous solution. International Journal of Biological Macromolecules, 93, 254-266.
27
Valipour, F., Rezaee, A., Jonidi Jafari, A. & Khavanin, A. 2013. Photocatalytic removal of pseudomonas aerognisa from air using immobilized zno nanoparticle on iranian natural zeolite. Journal of Human, Environment and Health Promotion, 1(1), 28-33.
28
Wang, Y., Gao, B.-Y., Yue, W.-W. & Yue, Q.-Y. 2007. Adsorption kinetics of nitrate from aqueous solutions onto modified wheat residue. Journal of Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspects, 308 (1-3), 1-5.
29
Wasse Bekele, G. F. & Fernandez, N. 2014. Removal of nitrate ion from aqueous solution by modified Ethiopian bentonite clay. International Journal of Research in Pharmacy and Chemistry, 4, 192-201.
30
Xi, Y., Mallavarapu, M. & Naidu, R. 2010. Preparation, characterization of surfactants modified clay minerals and nitrate adsorption. Applied Clay Science, 48, 92-96.
31
Xu, D., Li, Y., Yin, L., Ji, Y., Niu, J. & Yu, Y. 2018. Electrochemical removal of nitrate in industrial wastewater. Frontiers of Environmental Science and Engineering, 12, 9.
32
Zeng, Y., Walker, H. & Zhu, Q. 2017. Reduction of nitrate by NaY zeolite supported Fe, Cu/Fe and Mn/Fe nanoparticles. Journal of Hazardous Materials, 324, 605-616.
33
ORIGINAL_ARTICLE
واکنش فوتوشیمیایی تسریع شده تخریبی حشرهکش استامیپیرید بر روی نانوذرات نقره/ برمید نقره تحت نور مرئی
تخریب و تصفیه آلایندههای محیط زیستی به کمک فرایندهای فوتوکاتالیزوری بر پایه ترکیبات نیمه رسانای فعال تحت نور مرئی و انرژی خورشیدی روش جدیدی است که در این راستا در دهههای اخیر، طیف گستردهای از نانوساختارهای جدید سنتز، معرفی و بهکار گرفته شدهاند. از مهمترین آلایندهها، ساختارهای فعال ناشی از فعالیتهای کشاورزی و مصارف خانگی نظیر حشرهکشها و آفتکشها هستند. این آلایندهها بهواسطه سمیّت ذاتی و داشتن گروههای عاملی و پیوندهای سیر نشده، تحت تابش خورشیدی در محیطهای آبی تجزیه میشوند و آلایندههای ثانویهای ایجاد میکنند که اکثرا سرطانزا هستند و حیات اکوسیستم را در درازمدت به خطر میاندازند. در این پژوهش نانوذرات برمید نقره با ریختشناسی کروی یک شکل به روش رسوبدهی شیمیایی با استفاده از مایع یونی مناسب (بهعنوان منبع هالید) سنتز، با روشهای XRD، BET، DRS، وSEM شناسایی و فعالیت آنها در راستای حذف آلاینده استامیپیرید تحت نور مرئی، بررسی شد. آنالیز XRD بهخوبی حضور فاز کریستالی ماده مورد نظر را تأیید کرد. همچنین آنالیز DRS بهصورت تقریبی میزان نوار انرژی نیمه رسانا را تخمین زد و فعال بودن آن در ناحیه مرئی را تأیید کرد. نتایج آزمایشهای فوتوکاتالیزوری نشان داد نانوفوتوکاتالیزور سنتز شده قادر است در کمتر از 12 ساعت، آلاینده را به میزان قابل توجهی از محیط حذف کند، همچنین سرعت واکنش از معادله سینتیکی شبه مرتبه اول پیروی کرد و ثابت سرعت معادل h145/0 بود.
https://www.wwjournal.ir/article_93045_57509a9261f865238256d46e056640d1.pdf
2020-05-21
16
23
10.22093/wwj.2019.153173.2765
استامیپیرید
فوتوکاتالیست
AgBr
فاضلاب
نور مرئی
محسن
پادروند
padervand@maragheh.ac.ir
1
استادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه مراغه، مراغه، آذربایجان شرقی، ایران
LEAD_AUTHOR
الهام
جلیلیان
e.jalilian@gmail.com
2
دانشآموخته کارشناسی ارشد، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه مراغه، مراغه، آذربایجان شرقی، ایران
AUTHOR
Ahmad, J. & Majid, K. 2018. Enhanced visible light driven photocatalytic activity of CdO-graphene oxide heterostructures for the degradation of organic pollutants. New Journal of Chemistry, 42, 3246-3259.
1
Chen, L., Cai, T., Cheng, C., Xiong, Z. & Ding, D. 2018. Degradation of acetamiprid in UV/H2O2 and UV/persulfate systems: a comparative study. Chemical Engineering Journal, 351, 1137-1146.
2
Demirci, S., Dikici, T., Yurddaskal, M., Gultekin, S., Toparli, M. & Celik, E. 2016. Synthesis and characterization of Ag doped TiO2 heterojunction films and their photocatalytic performances. Applied Surface Science, 390, 591-601.
3
Elahifard, M. R., Rahimnejad, S., Haghighi, S. & Gholami, M. R. 2007. Apatite-coated Ag/AgBr/TiO2 visible-light photocatalyst for destruction of bacteria. Journal of the American Chemical Society, 129, 9552-9553.
4
Guo, C., Song, L., LI, Y. & Zhang, S. 2018. Synthesis of V5+‐doped Ag/AgCl photocatalysts with enhanced visible light photocatalytic activity. Applied Organometallic Chemistry, 32(4), e4237.
5
Hu, Z., Quan, H., Chen, Z., Shao, Y. & Li, D. 2018. New insight into an efficient visible light-driven photocatalytic organic transformation over CdS/TiO2 photocatalysts. Photochemical and Photobiological Sciences, 17, 51-59.
6
Hua, C., Dong, X., Wang, Y., Zheng, N., Ma, H. & Zhang, X. 2018. Synthesis of a BiOCl 1− x Br x@ AgBr heterostructure with enhanced photocatalytic activity under visible light. RSC Advances, 8, 16513-16520.
7
Padervand, M. 2016a. Facile synthesis of the novel Ag [1-butyl 3-methyl imidazolium] Br nanospheres for efficient photodisinfection of wastewaters. Chemical Engineering Communications, 203, 1532-1537.
8
Padervand, M. 2016b. Visible-light photoactive Ag-AgBr/α-Ag3VO4 nanostructures prepared in a water-soluble ionic liquid for degradation of wastewater. Applied Nanoscience, 6, 1119-1126.
9
Padervand, M. 2017a. Ionic liquid mediated synthesis of AgBr–Ag3PO4 nanostructures as highly efficient visible-light photocatalysts. Materials Research Innovations, 21, 279-285.
10
Padervand, M. 2017b. Well-supported Ag3VO4–AgBr nanostructures for visible light-driven treatment of wastewaters. Progress in Reaction Kinetics and Mechanism, 42, 251-258.
11
Tang, Y., Jiang, Z., Deng, J., Gong, D., Lai, Y., Tay, H. T., et al. 2012. Synthesis of nanostructured silver/silver halides on titanate surfaces and their visible-light photocatalytic performance. ACS Applied Materials and Interfaces, 4, 438-446.
12
Tao, S., Yang, M., Chen, H., Zhao, S. & Chen, G. 2018. Continuous synthesis of Ag/AgCl/ZnO composites using flow chemistry and photocatalytic application. Industrial and Engineering Chemistry Research, 57, 3263-3273.
13
Tian, L., Sun, K., Rui, Y., Cui, W. & An, W. 2018. Facile synthesis of an Ag@AgBr nanoparticle-decorated K4Nb6O17 photocatalyst with improved photocatalytic properties. RSC Advances, 8, 29309-29320.
14
Wang, N., Shi, L., Yao, L., Lu, C., Shi, Y. & Sun, J. 2018. Highly improved visible-light-induced photocatalytic performance over BiOI/Ag 2CO3 heterojunctions. RSC Advances, 8, 537-546.
15
Zhan, S., Hou, Q., Li, Y., Ma, S., Wang, P., Li, Y. et al. 2018. AgBr/g-C3N4 nanocomposites for enhanced visible-light-driven photocatalytic inactivation of Escherichia coli. RSC Advances, 8, 34428-34436.
16
Zhang, D., Wang, F., Cao, S. & Duan, X. 2018. Investigation on enhanced photocatalytic degradation of bisphenol A with bismuth oxyiodide catalyst using response surface methodology. RSC Advances, 8, 5967-5975.
17
ORIGINAL_ARTICLE
بهینهسازی و مقایسه فرایندهای منفرد و ترکیبی با استفاده از کاویتاسیون هیدرودینامیکی بهمنظور حذف رنگزا
پساب صنعت نساجی باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی جدی بهدلیل سمیت بالا و رنگی بودن میشود. بنابراین دستیابی به یک فناوری تصفیه مؤثر بهمنظور حذف رنگزاهای آلی از پساب امری ضروری به نظر میرسد. کاویتاسیون تکنیک نوینی است که بهدلیل قابلیت تولید رادیکالهای آزاد با فعالیت بالا، بهمنظور تصفیه آلایندههای پیچیده، مورد توجه قرار گرفته است. تابحال پژوهشگران بیشتر بر روی تفسیرهای کیفی و روشهای علمی مرتبط تمرکز داشتهاند و آنالیزهای کمی برای تحلیل هزینه کنترل آلودگی برای صنعت نساجی بهمنظور قضاوت و تصمیمگیری انجام نشده است. این نیاز وجود دارد که در آینده مطالعات با تمرکز بر روی تحلیل هزینه فرایندهای بیشتری مانند فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، ترکیبی و بیولوژیکی در زمینه تصفیه فاضلاب نساجی انجام گیرد. بنابراین این پژوهش با هدف بررسی و مقایسه فرایندهای مختلف منفرد و ترکیبی با فرایند کاویتاسیون هیدرودینامیکی (در یک سیستم واحد و با یک آلاینده مشخص) بهمنظور حذف رنگزای راکتیو مشکی 5 به انجام رسید. کاویتاسیون هیدرودینامیکی با استفاده از صفحه روزنهدار با قطر روزنه 7 میلیمتر در فشار ورودی 4 بار بهکار گرفته شد. فرایندهای منفرد فتوکاتالیستی، فتولیز، جذب و ترکیبی کاویتاسیون+ فتولیز، کاویتاسیون+ فتوکاتالیست و کاویتاسیون+ فتوکاتالیستی در حذف رنگزا بررسی شد و هر کدام با تغییر پارامترهای مختلف (pH، غلظت نانو فتوکاتالیست TiO2، توان پرتودهی و غلظت رنگزا) بهینهیابی شدند و بهترین راندمان آنها بهدست آمد. بهعلاوه با در نظر گرفتن هزینههای انرژی و نانوفتوکاتالیست مصرفی فرایندها در کنار راندمان فرایند، با تعریف شاخص راندمان به هزینه، فرایندها رتبه دهی شدند. در فرایندهای مطالعه شده، کاهش pH با افزایش راندمان همراه بود، البته در مورد فرایند فتولیز افزایش راندمان در بالاترین سطح pH بازی به نسبت اسیدی چشمگیرتر بود. افزایش غلظت نانوفتوکاتالیست تا حد بهینه افزایش راندمان را در پی داشت. بالاتر بردن توان پرتودهی با بهبود راندمان تجزیه رنگزا همراه بود. راندمان فرایندها با افزایش غلظت آلاینده کاهش یافت. فرایندهای کاویتاسیون+ فتوکاتالیستی، فتوکاتالیستی، کاویتاسیون+ فتولیز، فتولیز، کاویتاسیون + فتوکاتالیست، کاویتاسیون و جذب بهترتیب با راندمانهای رنگبری 83، 60، 52، 49، 43، 38 و 13 درصد در جایگاه اول تا هفتم قرار گرفتند. این در حالی است که در این بین با توجه توامان به راندمان و هزینه مصرفی (با تعریف نسبت راندمان به هزینه)، فرایند فتولیز و پس از آن فرایندهای کاویتاسیون + فتولیز، کاویتاسیون و کاویتاسیون + فتوکاتالیستی با بهترین نسبتها در رتبه اول تا چهارم قرار گرفتند. کاویتاسیون هیدرودینامیکی رویکردی امیدبخش برای مقابله با آلایندههای صنعتی است و نیز ترکیب این فرایند با دیگر فرایندهای پیشرفته نتایج مطلوبی را در پی دارد. توجه به پارامترهای انرژی و هزینه نانوفتوکاتالیست مصرفی در مقایسه فرایندها بسیار مهم است و نباید تنها به راندمان خروجی فرایند اکتفا نمود. با در نظر گرفتن هزینه قابل توجه نانوفتوکاتالیستها از قبیل نانو دی اکسید تیتانیم، رویکردهای ترکیبی (مانند ترکیب کاویتاسیون با دیگر فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته) با نتیجه مصرف کمتر نانو ماده و هزینه عملیاتی کمتر، مقرون به صرفه هستند.
https://www.wwjournal.ir/article_95321_da26920730355ecb24efe5badf47f539.pdf
2020-05-21
24
42
10.22093/wwj.2019.147624.2741
رنگزا
کاویتاسیون هیدرودینامیکی
نانو فتوکاتالیست
راندمان
هزینه
پویا
ارباب
p.arbab@modares.ac.ir
1
دانشجوی دکترا، گروه مهندسی عمران- محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
AUTHOR
بیتا
آیتی
ayati_bi@modares.ac.ir
2
دانشیار، گروه مهندسی عمران- محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
محمدرضا
انصاری
mra_1330@modares.ac.ir
3
استاد، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
AUTHOR
Arbab, P., Ayati, B. & Ansari, M. R. 2018. Application of hydrodynamic cavitation process for dye removal and optimization based on energy consumption. Environmental Sciences, 16(3), 119-134. (In Persian)
1
Arbab, P., Seedi, M. & Fakhraie, H. 2012. Photocatalytic degradation of triethyl phosphate using nano TiO2. Journal of Water and Wastewater, 23(3), 103-111. (In Persian).
2
Aseev, D. & Batoeva, A. 2014. Effect of hydrodynamic cavitation on the rate of OH-radical formation in the presence of hydrogen peroxide. Russian Journal of Physical Chemistry A, 88(1), 28-31.
3
Asgari, R. & Ayati, B. 2015. Using the EDTA hole scavenger to accelerate decolorization in the immobilized Photocatalytic process. Journal of Water and Wastewater, 26(3), 19-27. (In Persian).
4
Asgari, R. & Ayati, B. 2016. Scavenger effects on accelerating photocatalytic removal of Direct Blue 71 dye with nano TiO2 immobilized on a cementitious bed. Sharif Civil Engineering Journal, 31.2(4.2), 25-35. (In Persian).
5
Bagal, M. V. & Gogate, P. R. 2014. Degradation of diclofenac sodium using combined processes based on hydrodynamic cavitation and heterogeneous photocatalysis. Ultrasonics Sonochemistry, 21(3), 1035-1043.
6
Bamba, D., Coulibaly, M. & Robert, D. 2017. Nitrogen-containing organic compounds: origins, toxicity and conditions of their photocatalytic mineralization over TiO2. Science of the Total Environment, 580, 1489-1504.
7
Bendjabeur, S., Zouaghi, R., Zouchoune, B. & Sehili, T. 2018. DFT and TD-DFT insights, photolysis and photocatalysis investigation of three dyes with similar structure under UV irradiation with and without TiO2 as a catalyst: effect of adsorption, pH and light intensity. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 190, 494-505.
8
Bis, M., Montusiewicz, A., Ozonek, J. & Pasieczna-Patkowska, S. 2015. Application of hydrodynamic cavitation to improve the biodegradability of mature landfill leachate. Ultrasonics Sonochemistry, 26, 378-387.
9
Çalışkan, Y., Yatmaz, H. C. & Bektaş, N. 2017. Photocatalytic oxidation of high concentrated dye solutions enhanced by hydrodynamic cavitation in a pilot reactor. Process Safety and Environmental Protection, 111, 428-438.
10
Chong, M. N., Cho, Y. J., Poh, P. E. & Jin, B. 2015. Evaluation of titanium dioxide photocatalytic technology for the treatment of reactive Black 5 dye in synthetic and real greywater effluents. Journal of Cleaner Production, 89, 196-202.
11
Eren, Z. 2012. Ultrasound as a basic and auxiliary process for dye remediation: a review. Journal of Environmental Management, 104, 127-141.
12
Ferreira, L. C., Lucas, M. S., Fernandes, J. R. & Tavares, P. B. 2016. Photocatalytic oxidation of reactive black 5 with UV-A LEDs. Journal of Environmental Chemical Engineering, 4(1), 109-114.
13
Franco, D. S., Tanabe, E. H., Bertuol, D. A., dos Reis, G. S., Lima, É. C. & Dotto, G. L. 2017. Alternative treatments to improve the potential of rice husk as adsorbent for methylene blue. Water Science and Technology, 75(2), 296-305.
14
Franke, M., Braeutigam, P., Wu, Z.-L., Ren, Y. & Ondruschka, B. 2011. Enhancement of chloroform degradation by the combination of hydrodynamic and acoustic cavitation. Ultrasonics Sonochemistry, 18(4), 888-894.
15
Gharbani, P. & Mehrizad, A. 2016. Evaluation of ultrasound/H2O2 process efficiency in removal of benzaldehyde from aqueous solutions. Modares Civil Engineering Journal, 16(5), 119-127. (In Persian)
16
Gharibzadeh, N. A., Fatehifar, E., Alizadeh, R., Haghlesan, A. & Chavoshbashi, M. 2016. Modeling and optimization of removal of toluene from aqueous solutions using iron oxide nanoparticles by RSM method. Modares Civil Engineering Journal, 16(2), 203-213. (In Persian).
17
Ghoneim, M. M., El-Desoky, H. S. & Zidan, N. M. 2011. Electro-fenton oxidation of Sunset Yellow FCF azo-dye in aqueous solutions. Desalination, 274(1-3), 22-30.
18
Ghows, N. & Entezari, M. H. 2011. Exceptional catalytic efficiency in mineralization of the reactive textile azo dye (RB5) by a combination of ultrasound and core–shell nanoparticles (CdS/TiO2). Journal of Hazardous Materials, 195, 132-138.
19
Goel, M., Hongqiang, H., Mujumdar, A. S. & Ray, M. B. 2004. Sonochemical decomposition of volatile and non-volatile organic compounds—a comparative study. Water Research, 38(19), 4247-4261.
20
Gogate, P. R. 2008. Treatment of wastewater streams containing phenolic compounds using hybrid techniques based on cavitation: a review of the current status and the way forward. Ultrasonics sonochemistry, 15(1), pp 1-15.
21
Gogate, P. R. 2011. Hydrodynamic cavitation for food and water processing. Food and Bioprocess Technology, 4(6), 996-1011.
22
Gore, M. M., Saharan, V. K., Pinjari, D. V., Chavan, P. V. & Pandit, A. B. 2014. Degradation of reactive orange 4 dye using hydrodynamic cavitation based hybrid techniques. Ultrasonics Sonochemistry, 21(3), 1075-1082.
23
Guayaquil-Sosa, J., Serrano-Rosales, B., Valadés-Pelayo, P. & de Lasa, H. 2017. Photocatalytic hydrogen production using mesoporous TiO2 doped with Pt. Applied Catalysis B: Environmental, 211, 337-348.
24
Gupta, V. K., Agarwal, S., Olgun, A., Demir, H. İ., Yola, M. L. & Atar, N. 2016. Adsorptive properties of molasses modified boron enrichment waste based nanoclay for removal of basic dyes. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 34, 244-249.
25
Holkar, C. R., Jadhav, A. J., Pinjari, D. V., Mahamuni, N. M. & Pandit, A. B. 2016. A critical review on textile wastewater treatments: possible approaches. Journal of Environmental Management, 182, 351-366.
26
Huang, Y., Wu, Y., Huang, W. & Yang, F. 2013. Degradation of chitosan by hydrodynamic cavitation. Polymer Degradation and Stability, 98(1), 37-43.
27
Kalumuck, K. M. & Chahine, G. L. 2000. The use of cavitating jets to oxidize organic compounds in water. Journal of Fluids Engineering, 122(3), 465-470.
28
Kodom, T., Dougna, A., Tchakala, I., Gnazou, M.-E. D., Djaneye-Boundjou, G. & Bawa, M. L. 2013. TiO2 PC500 coated on non woven paper with SiO2 as a binder-assisted photocatalytic degradation of reactive black 5 in aqueous solution. Journal of Water Resource and Protection, 5(12), 1227-1234.
29
Krishnakumar, B. & Swaminathan, M. 2010. Solar photocatalytic degradation of Acid Black 1 with ZnO. Journal of Chemistry, 49, 1035-1040.
30
Liang, L., Tursun, Y., Nulahong, A., Dilinuer, T., Tunishaguli, A., Gao, G., et al. 2017. Preparation and sonophotocatalytic performance of hierarchical Bi2WO6 structures and effects of various factors on the rate of Rhodamine B degradation. Ultrasonics Sonochemistry, 39, 93-100.
31
Machado, F. M., Carmalin, S. A., Lima, E. C., Dias, S. L., Prola, L. D., Saucier, C., et al., 2016. Adsorption of alizarin red S dye by carbon nanotubes: an experimental and theoretical investigation. The Journal of Physical Chemistry C, 120(32), 18296-18306.
32
Madhavan, J., Grieser, F. & Ashokkumar, M. 2010. Degradation of Orange-G by advanced oxidation processes. Ultrasonics Sonochemistry, 17(2), 338-343.
33
Mosleh, S. & Rahimi, M. R. 2017. Intensification of abamectin pesticide degradation using the combination of ultrasonic cavitation and visible-light driven photocatalytic process: synergistic effect and optimization study. Ultrasonics Sonochemistry, 35, 449-457.
34
Panbehkarbisheh, M. & Ayati, B. 2015. Compare the capability of NaIO4 and NaBrO3 oxidants on improving the photocatalytic process by UV/TiO2 in removal of Direct Blue 71 dye. Sharif Civil Engineering Journal, 30-2(4.1), 57-65. (In Persian).
35
Papić, S., Vujević, D., Koprivanac, N. & Šinko, D. 2009. Decolourization and mineralization of commercial reactive dyes by using homogeneous and heterogeneous Fenton and UV/Fenton processes. Journal of Hazardous Materials, 164(2-3), 1137-1145.
36
Pavan, F. A., Camacho, E. S., Lima, E. C., Dotto, G. L., Branco, V. T. & Dias, S. L. 2014. Formosa papaya seed powder (FPSP): preparation, characterization and application as an alternative adsorbent for the removal of crystal violet from aqueous phase. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2(1), 230-238.
37
Rajoriya, S., Bargole, S. & Saharan, V. K. 2017. Degradation of a cationic dye (Rhodamine 6G) using hydrodynamic cavitation coupled with other oxidative agents: reaction mechanism and pathway. Ultrasonics Sonochemistry, 34, 183-194.
38
Rajoriya, S., Carpenter, J., Saharan, V. K. & Pandit, A. B. 2016. Hydrodynamic cavitation: an advanced oxidation process for the degradation of bio-refractory pollutants. Reviews in Chemical Engineering, 32(4), 379-411.
39
Raut-Jadhav, S., Saharan, V. K., Pinjari, D. V., Saini, D. R., Sonawane, S. H. & Pandit, A. B. 2013. Intensification of degradation of imidacloprid in aqueous solutions by combination of hydrodynamic cavitation with various advanced oxidation processes (AOPs). Journal of Environmental Chemical Engineering, 1(4), 850-857.
40
Rodrigues, C. S., Madeira, L. M. & Boaventura, R. A. 2014. Synthetic textile dyeing wastewater treatment by integration of advanced oxidation and biological processes–performance analysis with costs reduction. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2(2), 1027-1039.
41
Sadeghi, I., Arbab, P., Fathizadeh, M., Fakhraee, H. & Amrollahi, M. 2012. Optimization of nano-TiO2 photocatalytic reactor for organophosphorus degradation. Advances in Materials Science and Engineering, Article ID: 510123.
42
Saharan, V. K., Badve, M. P. & Pandit, A. B. 2011. Degradation of Reactive Red 120 dye using hydrodynamic cavitation. Chemical Engineering Journal, 178, 100-107.
43
Sahoo, M., Sinha, B., Marbaniang, M., Naik, D. & Sharan, R. 2012. Mineralization of Calcon by UV/oxidant systems and assessment of biotoxicity of the treated solutions by E. coli colony forming unit assay. Chemical Engineering Journal, 181, 206-214.
44
Sayyaadi, H. 2015. Enhanced cavitation–oxidation process of non-VOC aqueous solution using hydrodynamic cavitation reactor. Chemical Engineering Journal, 272, 79-91.
45
Seid-Mohammadi, A., Asgari, G., Mehr Ali Pour, J., Shabanlo, A., Almasi, H. & Zaheri, F. 2016. Sonochemical oxidation of acid blue 113 by Fe (II)-activated hydrogen peroxide and persulfate in aqueous environments. Journal of Water and Wastewater, 27(2), 2-13. (In Persian).
46
Thejaswini, T., Prabhakaran, D. & Maheswari, M. A. 2016. Soft synthesis of potassium co-doped Al–ZnO nanocomposites: a comprehensive study on their visible-light driven photocatalytic activity on dye degradation. Journal of Materials Science, 51(17), 8187-8208.
47
Thejaswini, T., Prabhakaran, D. & Maheswari, M. A. 2017. Ultrasound assisted synthesis of nano-rod embedded petal designed α-Bi2O3-ZnO nanoparticles and their ultra-responsive visible light induced photocatalytic properties. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 335, 217-229.
48
Velmurugan, R., Krishnakumar, B. & Swaminathan, M. 2014. Synthesis of Pd Co-doped nano-TiO2–SO42- and its synergetic effect on the solar photodegradation of Reactive Red 120 dye. Materials Science in Semiconductor Processing, 25, 163-172.
49
Vergili, I., Kaya, Y., Sen, U., Gönder, Z. B. & Aydiner, C. 2012. Techno-economic analysis of textile dye bath wastewater treatment by integrated membrane processes under the zero liquid discharge approach. Resources, Conservation and Recycling, 58, 25-35.
50
Wang, M. & Yuan, W. 2016. Modeling bubble dynamics and radical kinetics in ultrasound induced microalgal cell disruption. Ultrasonics Sonochemistry, 28, 7-14.
51
Wang, X., Jia, J. & Wang, Y. 2011. Degradation of CI reactive red 2 through photocatalysis coupled with water jet cavitation. Journal of Hazardous Materials, 185(1), 315-321.
52
Wang, X., Jia, J. & Wang, Y. 2017. Combination of photocatalysis with hydrodynamic cavitation for degradation of tetracycline. Chemical Engineering Journal, 315, 274-282.
53
Wong, C. P. P., Lai, C. W., Lee, K. M. & Hamid, S. B. A. 2015. Advanced chemical reduction of reduced graphene oxide and its photocatalytic activity in degrading reactive black 5. Materials, 8(10), 7118-7128.
54
Wu, J., Zhang, H. & Qiu, J. 2012. Degradation of acid orange 7 in aqueous solution by a novel electro/Fe2+/peroxydisulfate process. Journal of Hazardous Materials, 215, 138-145.
55
Yola, M. L., Eren, T., Atar, N. & Wang, S. 2014. Adsorptive and photocatalytic removal of reactive dyes by silver nanoparticle-colemanite ore waste. Chemical Engineering Journal, 242, 333-340.
56
Zhou, Z., Yang, Y., Zheng, Z. & Wang, M. 2017. Photodegradation of the benzothiostrobin in solution and on soil and glass surface. Water Science and Technology, 76(2), 364-372.
57
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی کارایی نانو و میکروذرات آهن و کربن گرانول فعال در سیستم تصفیه خانگی آب شرب
بهمنظور دسترسی به منابع آب شرب با کیفیت استاندارد، لزوم استفاده از تکنولوژیهای نوین تصفیه آب که علاوه بر کارایی بالا و هزینه کم، کمترین تأثیرات جانبی را بر محیط زیست داشته باشند، بیش از پیش احساس میشود. ذرات آهن با ظرفیت صفر بهمنظور حذف طیف وسیعی از آلایندههای آب مورد استفاده قرار گرفتهاند. کربن فعال نیز بهعنوان ماده متخلخلی که قادر است گونههای مختلفی از آلایندهها با اندازههای مختلف (مانند مواد آلی و کلراین) را با هزینه کم بهصورت جذب سطحی از آب حذف نماید و بو و کدورت آب را بهبود دهد، در سیستمهای تصفیه آب خانگی و تجاری بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. در این پژوهش، با توجه به قابلیت ذرات آهن با ظرفیت صفر (در مقیاس میکرو و نانو) و همچنین کربن فعال در حذف آلایندهها و بهبود کیفیت آب شرب، این مواد واکنشگر بهصورت مجزا و یا ترکیبی در درصدهای وزنی مختلف در پنج ستون آزمایش مورد بررسی قرار گرفتند. کارایی ذرات آهن در مقیاس نانو d50=50 نانومتر و میکرو d50=150 میکرومتر و کربن فعال گرانول d50 =1میلیمتر در حذف مواد آلاینده از آب شرب مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، پنج ستون آزمایش (طول 50 سانتیمتر و قطر داخلی 2 سانتیمتر) از این مواد واکنشگر بهصورت مجزا و یا ترکیبی (با درصدهای وزنی مختلف) تهیه و جریان پیوسته از آب شرب مرکز تهران با نرخ ثابت 4/4 میلیلیتر در دقیقه بهمدت 28 روز (در مجموع 177 لیتر) به درون هر یک از ستونها تزریق شد. تغییرات غلظت یونهای کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، نیترات و آهن محلول کل و همچنین مقدار EC و pH در جریان ورودی و خروجی از هر یک از ستونهای محتوی مواد واکنشگر طی سه دوره نمونهبرداری در پایان روزهای اول، هفتم و 28 (در مجموع تعداد 18 نمونه آب) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همزمان با نمونهگیری از آب، تغییرات فشار آب منفذی در طرفین ستونهای آزمایش نیز با هدف تغییرات آبگذری محیط واکنشگر اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که ستونهای محتوی نانوذرات آهن کارایی بیشتری در کاهش غلظت یونهای مورد بررسی در مقایسه با میکرو ذرات آهن و کربن فعال دارد. اما کاهش آبگذری و واکنشپذیری، رهایش آهن و افزایش قلیائیت آب خروجی از جمله چالشهای توأم با ستونهای واکنش محتوی نانوذرات آهن است. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده ترکیبی از جاذبهای کربن فعال و ذرات آهن (بهویژه در مقیاس میکرو) در سیستمهای تصفیه آب خانگی میتواند بهصورت بالقوه مبنای طراحی نسل آینده این نوع سیستمها باشد که علاوه بر کارایی در حذف آلایندهها، تأثیرات جانبی کمتر و طول عمر بیشتری دارند.
https://www.wwjournal.ir/article_95597_feb5b2ecaa29440e19afd24b9be6c56c.pdf
2020-05-21
43
56
10.22093/wwj.2019.170877.2824
تصفیه آب
نانوذرات
آهن با ظرفیت صفر
کربن گرانول فعال
سید موسی
حسینی
smhosseini@ut.ac.ir
1
دانشیار، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
Aukema, K. G. & Wackett, L. P. 2019. Inexpensive microbial dipstick diagnostic for nitrate in water. Environmental Science: Water Research and Technology, 5(2), 406-416.
1
Bhatnagar, A., Hogland, W., Marques, M. & Sillanpää, M. 2013. An overview of the modification methods of activated carbon for its water treatment applications. Chemical Engineering Journal, 219, 499-511.
2
Chai, L., Wang, Y., Zhao, N., Yang, W. & You, X. 2013. Sulfate-doped Fe3O4/Al2O3 nanoparticles as a novel adsorbent for fluoride removal from drinking water. Water Research, 47 (12), 4040-4049.
3
Chiu, P. C. 2013. Applications of zero-valent iron (ZVI) and nanoscale ZVI to municipal and decentralized drinking water systems-A review. Novel Solutions to Water Pollution. ACS Symposium Series, 14, 237-249.
4
Chubar, N. 2011. New inorganic (an) ion exchangers based on Mg-Al hydrous oxides: (Alkoxide-free) sol–gel synthesis and characterisation. Journal of Colloid and Interface Science, 357(1), 198-209.
5
Fu, F., Dionysiou, D. D. & Liu, H. 2014. The use of zero-valent iron for groundwater remediation and wastewater treatment: a review. Journal of Hazardous Materials, 267, 194-205.
6
Gupta, V. K., Jain, C., Ali, I., Sharma, M. & Saini, V. 2003. Removal of cadmium and nickel from wastewater using bagasse fly ash-a sugar industry waste. Water Research, 37 (16), 4038-4044.
7
Hadavifar, M., Younesi, H. & Zinatizadeh, A. 2009. Application of ozone and granular activated carbon for distillery effluent treatment. Journal of Water and Wastewater, 21(2), 10-18. (In Persian)
8
Hassani, A., Torabian, A. & Rahimi, K. 2014. Performance of iron-zero (nZVI) nanno particles in removal of cephalexin from synthetic wastewater. Journal of Water and Wastewater, 25(2), 85-92. (In Persian)
9
Hosseini, S. M. & Tosco, T. 2013. Transport and retention of high concentrated nano-Fe/Cu particles through highly flow-rated packed sand column. Water Research, 47, 326-338.
10
Hosseini, S. M., Tosco, T., Ataie-Ashtiani, B. & Simmons, C. T. 2018. Non-pumping reactive wells filled with mixing nano and micro zero-valent iron for nitrate removal from groundwater: vertical, horizontal, and slanted wells. Journal of Contaminant Hydrology, 210, 50-64.
11
Http://Nanoiron.Cz/En/Products/Zero-Valent-Iron-Nanoparticles/Nanofer-Star.
12
Kamarehie, B. Aghaei, E.; Musavi, S. A., Hashemid, S. Y. & Jafari, A. 2018. Nitrate removal from aqueous solutions using granular activated carbon modified with iron nanoparticles. International Journal of Engineering, Transactions A: Basics, 31 (4), 554-563.
13
Kanel, S. R., Nepal, D., Manning, B. & Choi, H. 2007. Transport of surface-modified iron nanoparticle in porous media and application to arsenic (III) remediation. Journal of Nanoparticle Research, 9, 725-735.
14
Li, S., Wang, W., Liang, F. & Zhang, W.-X. 2017. Heavy metal removal using nanoscale zero-valent iron (nZVI): Theory and application. Journal of Hazardous Materials, 322, 163-171.
15
Mahmoodi, N. M., Abdi, J., Oveisi, M., Asli, M. A. & Vossoughi, M. 2018. Metal-organic framework (MIL-100 (Fe)): Synthesis, detailed photocatalytic dye degradation ability in colored textile wastewater and recycling. Materials Research Bulletin, 100, 357-366.
16
Mazarji, M., Aminzadeh, B., Baghdadi, M. & Bhatnagar, A. 2017. Removal of nitrate from aqueous solution using modified granular activated carbon. Journalof Molecular Liquids, 233, 139-148.
17
Mohammadi-Galehzan, M. & Shamohammadi, S. 2013. Comparison of active carbon, sawdust, almond shell and hazelnut shell absorbent in removal of nickel from aqueous environment. Journal of Water and Wastewater, 24(3), 71-79.
18
Moreno-Castilla, C. 2004. Adsorption of organic molecules from aqueous solutions on carbon materials. Carbon, 42, 83-94.
19
Nurmi, J. & Tratnyek, P. 2008. Electrochemical studies of a packed iron powder electrode in solutions containing carbonate and natural organic matter. Journal of Corrosion Science, 50(1), 144-154.
20
Oguz, E. & Keskinler, B. 2007. Comparison among O3, PAC adsorption, O3/HCO3−, O3/H2O2 and O3/PAC processes for the removal of Bomaplex Red CR-L dye from aqueous solution. Dyes and Pigments, 74, 329-334.
21
Padervand, M., Jalilian, E., Majdani, R. & Goshadezehn, M. 2019a. BiOCl/AgCl-BiOI/AgI quaternary nanocomposite for the efficient photodegradation of organic wastewaters and pathogenic bacteria under visible light. Journal of Water Process Engineering, 29, 100789.
22
Padervand, M., Lammel, G., Bargahi, A. & Mohammad-Shiri, H. 2019b. Photochemical degradation of the environmental pollutants over the worm-like Nd2CuO4-Nd2O3 nanostructures. Nano-Structures and Nano-Objects, 18, 100258.
23
Phillips, D. H., Gu, B., Watson, D. B., Roh, Y., Liang, L. & Lee, S. 2000. Performance evaluation of a zerovalent iron reactive barrier: mineralogical characteristics. Environmental ScienceandTechnology, 34, 4169-4176.
24
Qiao, J., Cui, Z., Sun, Y., Hu, Q. & Guan, X. 2014. Simultaneous removal of arsenate and fluoride from water by Al-Fe (hydr) oxides. Frontiers of Environmental Science and Engineering, 8, 169-179.
25
Qu, X., Alvarez, P. J. & Li, Q. 2013. Applications of nanotechnology in water and wastewater treatment. Water Research, 47, 3931-3946.
26
Rolence, C., Machunda, R. L. & Njau, K. N. 2014. Water hardness removal by coconut shell activated carbon. International Journal of Science, Technologyand Society, 2(5), 97-102.
27
Savage, N. & Diallo, M. S. 2005. Nanomaterials and water purification: opportunities and challenges. Journal of Nanoparticle Research, 7, 331-342.
28
Su, Y., Adeleye, A. S., Zhou, X., Dai, C., Zhang, W., Keller, A. A., et al. 2014. Effects of nitrate on the treatment of lead contaminated groundwater by nanoscale zerovalent iron. Journal of Hazardous Materials, 280, 504-513.
29
Sweetman, M., May, S., Mebberson, N., Pendleton, P., Vasilev, K., Plush, S., et al. 2017. Activated carbon, carbon nanotubes and graphene: materials and composites for advanced water purification. Journal of Carbon Research, 3(2), 18.
30
Taman, R., Ossman, M., Mansour, M. & Farag, H. 2015. Metal oxide nano-particles as an adsorbent for removal of heavy metals. Journal of Advance Chemical Engineering, 5, 1-8.
31
Tratnyek, P. G. & Johnson, R. L. 2006. Nanotechnologies for environmental cleanup. Nano Today, 1, 44-48.
32
United Nations. 2015. Transforming our world: The 2030 agenda for sustainable development, UN., USA.
33
Xiao, B. & Thomas, K. M. 2005. Adsorption of aqueous metal ions on oxygen and nitrogen functionalized nanoporous activated carbons. Langmuir, 21(9), 3892-3902.
34
Yang, G. C. & Lee, H.-L. 2005. Chemical reduction of nitrate by nanosized iron: kinetics and pathways. Water Research, 39, 884-894.
35
Young, G. K., Bungay, H. R., Brown, L. M. & Parsons, W. A. 1964. Chemical reduction of nitrate in water. Water Pollution Control Federation, 36 (3), 395-398.
36
Zazouli, M. A., Dianatitilaki, R. & Safarpour, M. 2014. Nitrate removal from water by nano zero valent iron in the presence and absence of ultraviolet light. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 24 (113), 150-161. (In Persian)
37
Zhang, W.-X. 2003. Nanoscale iron particles for environmental remediation: an overview. Journal of Nanoparticle Research, 5, 323-332.
38
ORIGINAL_ARTICLE
جذب انتخابی جیوه (II) از محلول آبی با استفاده از نانوذرات کیتوزان عاملدار شده با کربن دی سولفید
حذف جیوه از محیطهای آبی به سبب مشکلات محیط زیستی آن، توجه زیادی را به خود معطوف داشته است. لذا هدف از این پژوهش حذف جیوه (II) از محلول آبی با سنتز نانو کیتوزان اصلاح شده با گروه عاملی کربن دی سولفید است. در ابتدا نانوکیتوزان با استفاده از اسید سیتریک بهعنوان عامل اتصال دهنده عرضی دوستدار محیط زیست، سنتز شد و سپس با گروه کربن دی سولفید عاملدار شد. آنالیزهای طیفسنجی رزونانس مغناطیسی هستهای پروتون، طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی عبوری بهمنظور تشخیص و بررسی ویژگیهای نانوجاذب سنتز شده انجام شد. فرایند جذب یون جیوه در محلول سنتز شده یون فلزی در سیستم ناپیوسته در شرایط مختلف (pH، دما، زمان تماس، غلظت اولیه یون فلزی و میزان جاذب) بررسی شد. روند جذب برای بررسی میزان تطابق دادهها با مدلهای همدمای فروندلیچ و لانگمیر و نیز سینتیک و ترمودینامیک جذب در سیستم ناپیوسته صورت گرفت. استفاده مجدد از جاذب سنتز شده توسط اسید کلریدریک 5/0 مولار انجام و همچنین اثر یونهای مداخلهگر برای انتخابپذیری نانوجاذب سنتز شده بررسی شد. آنالیزها انجام موفق مراحل سنتز و عاملدار کردن نانوجاذب را تأیید کردند. 7=pH، مقدار 15/0 گرم در لیتر جاذب، غلظت 30 میلیگرم بر گرم یون جیوه و زمان تماس 120 دقیقه بهعنوان مقدار بهینه تعیین شد. از میان مدلهای همدمای جذبی، مدل لانگمیر بهعنوان مدل مناسب برای این جاذب برازش شد. بیشترین ظرفیت جذب تعادلی برای یون جیوه 03/303 میلیگرم بر گرم بهدست آمد. نتایج سینتیک و مکانیسم جذب نیز نشان داد که روند جذب یون جیوه پیروی بهتری از مدل سینتیکی شبه درجه دوم داشته است. نتایج ترمودینامیک نشان داد که فرایند جذب یک فرایند خودبخودی و گرماده است. نتایج بازیابی جاذب سنتز شده طی 5 چرخه متوالی جذب- بازجذب، بیش از 95 درصد بازیابی را نشان داد. نتایج اثر یونهای مزاحم نشان داد که درصد حذف جیوه با عاملدار کردن نانوکیتوزان با گروه عاملی کربن دی سولفید تا حدود بیش از 88 درصد افزایش یافت و جاذب سنتز شده دارای گزینشپذیری زیادی برای یون جیوه است. باتوجه به اینکه در پساب واقعی، میزان یون جیوه و سایر عناصر مداخلهگر، در مقدار کمتری است، بنابراین با توجه به راندمان زیاد حذف جاذب، انتظار کاهش مقدار جیوه تا به حد مجاز تعیین شده بهوسیله جاذب سنتز شده وجود دارد. بهطور کلی نتایج نشان داد نانوکیتوزان گوگرددار سنتز شده، بهعلت ظرفیت جذب زیاد جیوه و توانایی حذف آن به مقدار مجاز تعیین شده توسط EPA، قابلیت استفاده مجدد و گزینشپذیری برای جذب یون فلزی جیوه، بهعنوان جاذب مؤثر ارزان قیمت برای حذف جیوه از پساب واقعی میتواند استفاده شود.
https://www.wwjournal.ir/article_95623_90ba80599904424f114fc42e4d7892c6.pdf
2020-05-21
57
75
10.22093/wwj.2019.187010.2870
نانوکیتوزان عاملدار شده
کربن دی سولفید
جذب
جیوه
سید مهدی
حسینی
hosseini.sayedmehdi@gmail.com
1
دانش آموخته دکترا، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران
AUTHOR
حبیب ا...
یونسی
hunesi@modares.ac.ir
2
استاد گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران
LEAD_AUTHOR
ربابه
وجدی
vajdi.r@ut.ac.ir
3
دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران
AUTHOR
نادر
بهرامی فر
nbahramifar@yahoo.com
4
دانشیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران
AUTHOR
Abu-El-Halawa, R. & Zabin, S. A. 2015. Removal efficiency of Pb, Cd, Cu and Zn from polluted water using dithiocarbamate ligands. Journal of Taibah University for Science, 11(1), 57-65.
1
Argun, M. E., Dursun, S., Ozdemir, C. & Karatas, M. 2007. Heavy metal adsorption bymodified oak sawdust: thermodynamics and kinetics. Journal of Hazardous Materials, 141, 77-85.
2
Azari, A., Gharibi, H., Kakavandi, B., Ghanizadeh, G., Javid, A., Mahvi, A. H., et al. 2016. Magnetic adsorption separation process: an alternative method of mercury extracting from aqueous solution using modified chitosan coated Fe3O4 nanocomposites. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 92(1), 188-200.
3
Babel, S. & Kurniawan, T. A. 2003. Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water: a review. Journal of Hazardous Materials, 97, 219-24.
4
Bagheri, M., Younesi, H., Hajati, S. & Borghei, S. M. 2015. Application of chitosan-citric acid nanoparticles for removal of chromium (VI). International Journal of Biological Macromolecules, 80, 431-444.
5
Benguella, B. & Benaissa, H. 2002. Cadmium removal from aqueous solutions by chitin: kinetic and equilibrium studies. Water Research, 36, 2463-2474.
6
Berlin, A. A. & Kislenko, V. 1992. Kinetics and mechanism of radical graft polymerization of monomers onto polysaccharides. Progress in Polymer Science, 17, 765-825.
7
Beyki, M. H., Bayat, M., Miri, S., Shemirani, F. & Alijani, H. 2014. Synthesis, characterization, and silver adsorption property of magnetic cellulose xanthate from acidic solution: prepared by one step and biogenic approach. Industrial and Engineering Chemistry Research, 53, 14904-14912.
8
Bhatnagar, A., Ji, M., Choi, Y. H., Jung, W., Lee, S. H., Kim, S. J. et al. 2008. Removal of nitrate from water by adsorption onto zinc chloride treated activated carbon. Separation Science and Technology, 43,
9
Boening, D. W. 2000. Ecological effects, transport, and fate of mercury: a general review. Chemosphere, 40(12), 1335-1351.
10
Boparai, H. K., Joseph, M. & O’Carroll, D. M. 2011. Kinetics and thermodynamics of cadmium ion removal by adsorption onto nano zerovalent iron particles. Journal of Hazardous Materials, 186, 458-465.
11
Caner, N., Sarı, A. & Tuzen, M. 2015. Adsorption characteristics of mercury(II) ions from aqueous solution onto chitosan-coated diatomite. Industrial and Engineering Chemistry Research, 54, 7524-7533.
12
Chandra Hembram, K., Prabha, S., Chandra, R., Ahmed, B. & Nimesh, S. 2016. Advances in preparationand characterization of chitosan nanoparticles for therapeutics. Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 44(1), 305-314.
13
Chen, A., Shang, C., Shao, J., Lin, Y., Luo, S., Zhang, J., et al. 2017. Carbon disulfide-modified magnetic ion-imprinted chitosan-Fe (III): A novel adsorbent for simultaneous removal of tetracycline and cadmium. Carbohydrate Polymers, 155, 19-27.
14
Clarkson, T. W. 1990. Human health risks from methylmercury in fish. Environmental Toxicology and Chemistry, 9, 961-957.
15
Cui, L., Guo, X., Wei, Q., Wang, Y., Gao, L., Yan, L., et al. 2015. Removal of mercury and methylene blue from aqueous solution by xanthate functionalized magnetic graphene oxide: sorption kinetic and uptake mechanism. Journal of Colloid and Interface Science, 439, 112-120.
16
Fan, T., Liu, Y., Feng, B., Zeng, G., Yang, C., Zhou, M. et al. 2008. Biosorption of cadmium (II), zinc (II) and lead (II) by Penicillium simplicissimum: isotherms, kinetics and thermodynamics. Journal of Hazardous Materials, 160, 655-661.
17
Gupta, A., Vidyarthi, S. R. & Sankararamakrishnan, N. 2015. Studies on glutaraldehyde crosslinked xanthated chitosan towards the removal of mercury (II) from contaminated water streams. Environmental Engineering and Management Journal, 14, 1037-1044.
18
Hadavifar, M., Bahramifar, N., Younesi, H. & Li, Q. 2014. Adsorption of mercury ions from synthetic and real wastewater aqueous solution by functionalized multi-walled carbon nanotube with both amino and thiolated groups. Chemical Engineering Journal, 237, 217-228.
19
Ho, Y. & Mckay, G. 1999. The sorption of lead (II) ions on peat. Water Research, 33, 578-584.
20
Jenkins, D. W. & Hudson, S. M. 2001. Review of vinyl graft copolymerization featuring recent advances toward controlled radical-based reactions and illustrated with chitin/chitosan trunk polymers. Chemical Reviews, 101, 3245-3274.
21
Liu, J., Liu, W., Wang, Y., Xu, M. & Wang, B. 2016. A novel reusable nanocomposite adsorbent, xanthated Fe3O4-chitosan grafted onto graphene oxide, for removing Cu (II) from aqueous solutions. Applied Surface Science, 367, 327-334.
22
Monteagudo, J. M. & Ortiz, M. J. 2000. Removal of inorganic mercury from mine waste water by ion exchange. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 75, 767-772.
23
Pamukoglu, M. Y. & Kargi, F. 2006. Removal of copper (II) ions from aqueous medium by biosorption onto powdered waste sludge. Process Biochemistry, 41, 1047-1054.
24
Peer, F. E., Bahramifar, N. & Younesi, H. 2018. Removal of Cd (II), Pb (II) and Cu (II) ions from aqueous solution by polyamidoamine dendrimer grafted magnetic graphene oxide nanosheets. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 87, 225-240.
25
Peng, X., Liu, B., Chen, W., Li, X., Wang, Q., Meng, X. et al. 2016. Effective biosorption of patulin from apple juice by cross-linked xanthated chitosan resin. Food Control, 63, 140-146.
26
Peniche-Covas, C., Alvarez, L. W. & Arguelles-Monal, W. 1992. The adsorption of mercuric ions by chitosan. Journal of Applied Polymer Science, 46, 1147-1150.
27
Qin, Y., Liu, S., Xing, R., Yu, H., Li, K., Meng, X. et al. 2012. Synthesis and characterization of dithiocarbamate chitosan derivatives with enhanced antifungal activity. Carbohydrate Polymers, 89, 388-393.
28
Sankararamakrishnan, N., Dixit, A., Iyengar, L. & Sanghi, R. 2006. Removal of hexavalent chromium using a novel cross linked xanthated chitosan. Bioresource Technology, 97, 23. 2382-77.
29
Sari, A., Mendil, D., Tuzen, M. & Soylak, M. 2008. Biosorption of Cd (II) and Cr (III) from aqueous solution by moss (Hylocomium splendens) biomass: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Chemical Engineering Journal, 144, 1-9.
30
Sayari, A., Hamoudi, S. & Yang, Y. 2005. Applications of pore-expanded mesoporous silica. Removal of heavy metal cations and organic pollutants from wastewater. Chemistry of Materials, 17, 212-216.
31
Shahbazi, A., Younesi, H. & Badiei, A. 2011. Functionalized SBA-15 mesoporous silica by melamine-based dendrimer amines for adsorptive characteristics of Pb (II), Cu (II) and Cd (II) heavy metal ions in batch and fixed bed column. Chemical Engineering Journal, 168, 505-518.
32
Varma, A. J., Deshpande, S. V. & Kennedy, J. F. 2004. Metal complexation by chitosan and its derivatives: a review. Carbohydrate Polymers, 55, 77-93.
33
Vuković, G. D., Marinković, A. D., Čolić, M., Ristić, M. Đ., Aleksić, R., Perić-grujić, A. A. et al. 2010. Removal of cadmium from aqueous solutions by oxidized and ethylenediamine-functionalized multi-walled carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal, 157, 238-248.
34
Vuković, G. D., Marinković, A. D., Škapin, S. D., Ristić, M. Đ., Aleksić, R., Perić-grujić, A. A. et al. 2011. Removal of lead from water by amino modified multi-walled carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal, 173, 855-865.
35
Xing, H. T., Chen, J. H., Sun, X., Huang, Y. H., Su, Z. B., Hu, S. R. et al. 2015. NH2-rich polymer/graphene oxide use as a novel adsorbent for removal of Cu(II) from aqueous solution. Chemical Engineering Journal, 263, 280-289.
36
Xu, L., Chen, J., Wen, Y., Li, H., Ma, J. & Fu, D. 2016. Fast and effective removal of cadmium ion from water using chitosan encapsulated magnetic Fe3O4 nanoparticles. Desalination and Water Treatment, 57, 8540-8548.
37
Yardim, M. F., Budinova, T., Ekinci, E., Petrov, N., Razvigorova, M. & Minkova, V. 2003. Removal of mercury (II) from aqueous solution by activated carbon obtained from furfural. Chemosphere, 52, 835-841.
38
Yunus Pamukoglu, M. & Kargi, F. 2006. Removal of copper (II) ions from aqueous medium by biosorption onto powdered waste sludge. Process Biochemistry, 41, 1047-1054.
39
Zhang, L., Zeng, Y. & Cheng, Z. 2016. Removal of heavy metal ions using chitosan and modified chitosan: a review. Journal of Molecular Liquids, 214, 175-191.
40
Zhou, L., Liu, Z., Liu, J. & Huang, Q. 2010. Adsorption of Hg (II) from aqueous solution byethylenediamine-modified magnetic crosslinking chitosan microspheres. Desalination, 258, 41-47.
41
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی غلظت ترکیبات شبه استروژنی 4-نونیلفنل و اکتیلفنل در رسوبات سطحی رودخانههای جنوب و جنوب شرق دریای خزر در استان مازندران
ترکیبات شبه استروژنی بهعلت ایجاد اثرات منفی در انسان و حیوانات بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. این ترکیبات در غلظتهای کم نیز باعث ایجاد اثرات منفی میشوند و همچنین قادرند در طول زنجیره غذایی منتقل شوند، لذا نگرانی زیادی در ارتباط با حضور این آلایندهها در آبهای ساحلی دریای خزر وجود دارد. بهمنظور بررسی غلظت ترکیبات 4- نونیلفنل و اکتیلفنل، نمونههای رسوب سطحی از 25 رودخانه منتهی به دریای خزر در استان مازندران برداشت شد. پس از انجام مراحل آماده سازی (خشک کردن، استخراج و کروماتوگرافی ستونی)، نمونهها به دستگاه گاز کروماتوگرافی با طیفسنج جرمی (GC-MS) تزریق شد. میانگین غلظت ترکیبات 4- نونیلفنل و اکتیلفنل بهترتیب در محدوه بین 43/144 تا ng/gdw 31/4681 برای 4- نونیلفنل و 26/7 تا ng/gdw 52/1281 برای اکتیلفنل برآورد شد. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش ایستگاههای واقع در مناطق پرجمعیت و شهری نسبت به ایستگاههایی که در مناطق کم جمعیت و روستایی واقع شدهاند غلظت بیشتری را نشان دادند. همچنین بین غلظت این ترکیبات و TOC ارتباط معنیداری مشاهده نشد. لذا تغییرات غلظت این ترکیبات تابعی از تغییرات غلظت TOC در رسوبات نیست. بنابراین انتظار میرود ورود فاضلاب تصفیه نشده، عامل کنترل توزیع این ترکیبات در آب رودخانهها باشد. بهطور کلی نتایج این پژوهش، به ضرورت تداوم بهبود سیستمهای تصفیه فاضلاب در استان مازندران اشاره دارد.
https://www.wwjournal.ir/article_96445_d77f14ca39ae60f9be532013a570179b.pdf
2020-05-21
76
87
10.22093/wwj.2019.148977.2748
رودخانههای استان مازندران
ترکیبات شبه استروژنی
4-نونیلفنل
اکتیلفنل
TOC
نعمت اله
کمکی
nkomaki@yahoo.com
1
دانشآموخته کارشناسی ارشد، گروه محیطزیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
AUTHOR
علیرضا
ریاحی بختیاری
ariyahi@gmail.com
2
استاد، گروه محیطزیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
Ahel, M., Giger, W. & Schaffner, C. 1994. Behaviour of alkylphenol polyethoxylate surfactants in the aquatic environment—II. Occurrence and transformation in rivers. Water Research, 28(5), 1143-1152.
1
Bakhtiari, A. R., Zakaria, M. P., Yaziz, M. I., Lajis, M. N. H., Bi, X. & Rahim, M. C. A. 2009. Vertical distribution and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons in anoxic sediment cores of Chini Lake, Malaysia: perylene as indicator of land plant-derived hydrocarbons. Applied Geochemistry, 24(9), 1777-1787.
2
Chen, R., Yin, P., Zhao, L., Yu, Q., Hong, A. & Duan, S. 2014. Spatial–temporal distribution and potential ecological risk assessment of nonylphenol and octylphenol in riverine outlets of Pearl River Delta, China. Journal of Environmental Sciences, 26(11), 2340-2347.
3
Cherniaev, A. P., Kondakova, A. S. & Zyk, E. N. 2016. Contents of 4-nonylphenol in surface sea water of Amur Bay (Japan/East Sea). Achievements in the Life Sciences, 10(1), 65-71.
4
David, A., Fenet, H. & Gomez, E. 2009. Alkylphenols in marine environments: distribution monitoring strategies and detection considerations. Marine Pollution Bulletin, 58(7), 953-960.
5
Dong, C. D., Chen, C. W. & Chen, C. F. 2015. Seasonal and spatial distribution of 4-nonylphenol and 4-tert-octylphenol in the sediment of Kaohsiung Harbor, Taiwan. Chemosphere, 134, 588-597.
6
Fenet, H., Gomez, E., Pillon, A., Rosain, D., Nicolas, J. C., Casellas, C. et al. 2003. Estrogenic activity in water and sediments of a French river: contribution of alkylphenols. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 44(1), 1-6.
7
Iida, Y., Ichiba, H., Saigusa, E., Sato, N. & Takayama, M. 2008. Study of endocrine disruptor octylphenol isomers using collision-induced dissociation mass spectrometry. Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan, 56(5), 215-222.
8
Johnson, A., White, C., Besien, T. & Jurgens, M. 1998. The sorption potential of octylphenol, a xenobiotic oestrogen, to suspended and bed-sediments collected from industrial and rural reaches of three English rivers. Science of the Total Environment, 210, 271-282.
9
Li, D., Kim, M., Shim, W. J., Yim, U. H., Oh, J. R. & Kwon, Y. J. 2004. Seasonal flux of nonylphenol in Han River, Korea. Chemosphere, 56(1), 1-6.
10
Liu, J., Wang, R., Huang, B., Lin, C., Wang, Y. & Pan, X. 2011. Distribution and bioaccumulation of steroidal and phenolic endocrine disrupting chemicals in wild fish species from Dianchi Lake, China. Environmental Pollution, 159(10), 2815-2822.
11
Lopez Espinosa, M., Freire, C., Arrebola, J., Navea, N., Taoufiki, J., Fernandez, M. et al. 2009. Nonylphenol and octylphenol in adipose tissue of women in Southern Spain. Chemosphere, 76(6), 847-852.
12
Lye, C., Frid, C., Gill, M., Cooper, D. & Jones, D. 1999. Estrogenic alkylphenols in fish tissues, sediments, and waters from the UK Tyne and Tees estuaries. Environmental Science and Technology, 33(7), 1009-1014.
13
Mashinchian Moradi, A., Dashti, A., Fatemi, M. & Aberoumandazar, P. 2012. Study of linear alkyl benzene (LABs) as molecular marker of sewage pollution in Bivalves Mollusk “AnodontaCygnea” in Anzali lagoon. International Journal of Marine Science and Engineering, 2(2), 171-176.
14
Moggs, J. G. 2005. Molecular responses to xenoestrogens: mechanistic insights from toxicogenomics. Toxicology, 213(3), 177-193.
15
Mortazavi, S., Bakhtiari, A. R., Sari, A. E., Bahramifar, N. & Rahbarizade, F. 2012. Phenolic endocrine disrupting chemicals (EDCs) in Anzali Wetland, Iran: elevated concentrations of 4-nonylphenol, octhylphenol and bisphenol A. Marine Pollution Bulletin, 64(5), 1067-1073.
16
Nelson, D. W. & Sommers, L. E. 1996. Total carbon, organic carbon, and organic matter. In: Methods of soil analysis part 3-chemical methods, American Society of Agronomy, Madison.
17
Porte, C., Janer, G., Lorusso, L., Ortiz Zarragoitia, M., Cajaraville, M., Fossi, M. et al. 2006. Endocrine disruptors in marine organisms: approaches and perspectives. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology and Pharmacology, 143(3), 303-315.
18
Soares, A., Guieysse, B., Jefferson, B., Cartmell, E. & Lester, J. 2008. Nonylphenol in the environment: a critical review on occurrence, fate, toxicity and treatment in wastewaters. Environment International, 34(7), 1033-1049.
19
Takada, H., Ishiwatari, R. & Ogura, N. 1992. Distribution of linear alkylbenzenes (LABs) and linear alkylbenzenesulphonates (LAS) in Tokyo Bay sediments. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 35(2), 141-156.
20
Vazquez Duhalt, R., Marquez Rocha, F., Ponce, E., Licea, A. & Viana, M. T. 2005. Nonylphenol, an integrated vision of a pollutant. Applied Ecology and Environmental Research, 4(1), 1-25.
21
Wu, M., Wang, L., Xu, G., Liu, N., Tang, L., Zheng, J. et al. 2013. Seasonal and spatial distribution of 4-tert-octylphenol, 4-nonylphenol and bisphenol A in the Huangpu River and its tributaries, Shanghai, China. Environmental Monitoring and Assessment, 185(4), 3149-3161.
22
Xu, X., Wang, Y. & Li, X. 2008. Sorption behavior of bisphenol A on marine sediments. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 43(3), 239-246.
23
Yang, G. P., Ding, H. Y., Cao, X. Y. & Ding, Q. Y. 2011. Sorption behavior of nonylphenol on marine sediments: effect of temperature, medium, sediment organic carbon and surfactant. Marine Pollution Bulletin, 62(11), 2362-2369.
24
Zgola-Grzeskowiak, A. & Grzeskowiak, T. 2011. Determination of alkylphenols and their short-chained ethoxylates in Polish river waters. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 91(6), 576-584.
25
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی عملکرد کاتدهای مختلف در تصفیه پساب پتروشیمی بهوسیله سلول الکترولیز میکربی فاقد غشا
صنعت پتروشیمی از جمله فراوری پتروشیمی، پالایش نفت و تولید گاز طبیعی، مقدار زیادی فاضلاب تولید میکند که حاوی انواع آلایندهها است. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی تصفیه و تولید همزمان متان از پساب پتروشیمی بهوسیله انواع مختلف مواد کاتدی در سلول الکترولیز میکربی فاقد غشا است. سه سلول الکترولیز میکربی فاقد غشا از پلی متیل متاکریلات ساخته شد. سیستمها دارای طول 15 و عرض 15 و عمق 10 سانتیمتر به حجم کلی 25/2 لیتر بودند. لجن بیهوازی از هاضم بیهوازی واحد تصفیه فاضلاب اصفهان گرفته شد. آندها و کاتدها بهوسیله پیچهای پلاستیکی در فاصله دو سانتیمتری از یکدیگر نگه داشته شدند. عملکرد سلولهای الکترولیز میکربی بهوسیله بهکارگیری چندین پارامترهای اصلی تولید جریان الکتریکی، تولید گاز، حذف COD و سطح pH شرح داده شد. بر طبق نتایج پژوهش، میزان حذف COD در سلول الکترولیز میکربی با کاتد استیل ضد زنگ 316 در مقایسه با دو سیستم دیگر بیشتر بود. بهطوری که بیشینه کارایی حذف COD با کاتد استیل ضد زنگ 316 در زمان ماند 48 ساعت و ولتاژ 1 ولت برابر با 85 درصد بود. همچنین نتایج نشان داد که نرخ تولید متان با سیستم حاوی استیل ضد زنگ 316 در مقایسه با دو سیستم دیگر بیشتر بود؛ به طوری که حداکثر نرخ تولید متان 56 میلیلیتر با محتوی 85 درصد در زمان ماند 48 ساعت، با ولتاژ 1 ولت بهدست آمد. بر اساس نتایج بهدست آمده، سلول الکترولیز میکربی حاوی کاتد استیل ضد زنگ 316 بهعنوان یک سیستم کارآمد برای تصفیه و تولید متان از پساب پتروشیمی قابل استفاده است.
https://www.wwjournal.ir/article_95592_af4f43cd5baacc3f7d2d44af1d0cc77f.pdf
2020-05-21
88
99
10.22093/wwj.2019.167223.2806
سلول الکترولیز میکروبی
تصفیه پساب
پساب پتروشیمی
تولید متان
مواد کاتدی
امین
آروین
aminarvin66@gmail.com
1
دانشجوی دکترا، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
AUTHOR
مرتضی
حسینی
m.hosseini@nit.ac.ir
2
دانشیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
LEAD_AUTHOR
محمد مهدی
امین
amin@hlth.mui.ac.ir
3
استاد، مرکز تحقیقات محیط زیست، پژوهشکده پیشگیری اولیه از بیماریهای غیرواگیر و گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
AUTHOR
قاسم
نجف پور درزی
najafpour@nit.ac.ir
4
استاد، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
AUTHOR
یونس
قاسمی
ghasemiy@sums.ac.ir
5
استاد، گروه بیوتکنولوژی دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران
AUTHOR
APHA, WPCF, 1995. Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association, Washington, DC.
1
Arvin, A., Hosseini, M., Amin, M. M., Darzi, G. N. & Ghasemi, Y. 2019a. A comparative study of the anaerobic baffled reactor and an integrated anaerobic baffled reactor and microbial electrolysis cell for treatment of petrochemical wastewater. Biochemical Engineering Journal, 144, 157-165.
2
Arvin, A., Hosseini, M., Amin, M. M., Darzi, G. N. & Ghasemi, Y. 2019b. Efficient methane production from petrochemical wastewater in a single membrane-less microbial electrolysis cell: the effect of the operational parameters in batch and continuous mode on bioenergy recovery. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 17, 305-317.
3
Arvin, A., Peyravi, M. & Jahanshahi, M. 2017. Fabrication and evaluation of anaerobic baffle reactor for leachate treatment of Sari province. Journal of Environmental Health Sciences and Technology, 19(3), 159-171.
4
Arvin, A., Peyravi, M., Jahanshahi, M. & Salmani, H. 2016. Hydrodynamic evaluation of an anaerobic baffled reactor for landfill leachate treatment. Desalination and Water Treatment, 57, 19596-19608.
5
Bo, T., Zhu, X., Zhang, L., Tao, Y., He, X., Li, D., et al. 2014. A new upgraded biogas production process: coupling microbial electrolysis cell and anaerobic digestion in single-chamber, barrel-shape stainless steel reactor. Electrochemistry Communications, 45, 67-70.
6
Call, D. & Logan, B. E. 2008. Hydrogen production in a single chamber microbial electrolysis cell lacking a membrane. Environmental Science and Technology, 42, 3401-3406.
7
Cechinel, M. A., Mayer, D. A., Pozdniakova, T. A., Mazur, L. P., Boaventura, R. A., De Souza, A. A. U., et al. 2016. Removal of metal ions from a petrochemical wastewater using brown macro-algae as natural cation-exchangers. Chemical Engineering Journal, 286, 1-15.
8
De Vrieze, J., Gildemyn, S., Arends, J. B., Vanwonterghem, I., Verbeken, K., Boon, N., et al. 2014. Biomass retention on electrodes rather than electrical current enhances stability in anaerobic digestion. Water Research, 54, 211-221.
9
Elreedy, A., Tawfik, A., Enitan, A., Kumari, S. & Bux, F. 2016. Pathways of 3-biofules (hydrogen, ethanol and methane) production from petrochemical industry wastewater via anaerobic packed bed baffled reactor inoculated with mixed culture bacteria. Energy Conversion and Management, 122, 119-130.
10
Escapa, A., San-Martín, M., Mateos, R. & Morán, A. 2015. Scaling-up of membraneless microbial electrolysis cells (MECs) for domestic wastewater treatment: bottlenecks and limitations. Bioresource Technology, 180, 72-78.
11
Guo, X., Liu, J. & Xiao, B. 2013. Bioelectrochemical enhancement of hydrogen and methane production from the anaerobic digestion of sewage sludge in single-chamber membrane-free microbial electrolysis cells. International Journal of Hydrogen Energy, 38, 1342-1347.
12
Heidrich, E. S., Edwards, S. R., Dolfing, J., Cotterill, S. E. & Curtis, T. P. 2014. Performance of a pilot scale microbial electrolysis cell fed on domestic wastewater at ambient temperatures for a 12 month period. Bioresource Technology, 173, 87-95.
13
Jafary, T., Daud, W. R. W., Ghasemi, M., Kim, B. H., Jahim, J. M., Ismail, M., et al. 2015. Biocathode in microbial electrolysis cell; present status and future prospects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 47, 23-33.
14
Kadier, A., Kalil, M. S., Abdeshahian, P., Chandrasekhar, K., Mohamed, A., Azman, N. F., et al. 2016. Recent advances and emerging challenges in microbial electrolysis cells (MECs) for microbial production of hydrogen and value-added chemicals. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 61, 501-525.
15
Logan, B. E., Hamelers, B., Rozendal, R., Schröder, U., Keller, J., Freguia, S., et al. 2006. Microbial fuel cells: methodology and technology. Environmental Science and Technology, 40, 5181-5192.
16
Park, J., Lee, B., Tian, D. & Jun, H. 2018. Bioelectrochemical enhancement of methane production from highly concentrated food waste in a combined anaerobic digester and microbial electrolysis cell. Bioresource Technology, 247, 226-233.
17
Ran, Z., Gefu, Z., Kumar, J. A., Chaoxiang, L., Xu, H. & Lin, L. 2014. Hydrogen and methane production in a bio-electrochemical system assisted anaerobic baffled reactor. International Journal of Hydrogen Energy, 39, 13498-13504.
18
Reijnders, L. 2014. Life cycle assessment of greenhouse gas emissions. In: Chen, W.-Y., Suzuki, T. & Lankner, M. (Eds.). Handbook of climate change mitigation and adaptation, Springer, New York, NY.
19
Rozendal, R. A., Hamelers, H. V., Molenkamp, R. J. & Buisman, C. J. 2007. Performance of single chamber biocatalyzed electrolysis with different types of ion exchange membranes. Water Research, 41, 1984-1994.
20
Sangeetha, T., Guo, Z., Liu, W., Cui, M., Yang, C., Wang, L., et al. 2016. Cathode material as an influencing factor on beer wastewater treatment and methane production in a novel integrated upflow microbial electrolysis cell (Upflow-MEC). International Journal of Hydrogen Energy, 41, 2189-2196.
21
Van Eerten‐Jansen, M. C., Heijne, A. T., Buisman, C. J. & Hamelers, H. V. 2012. Microbial electrolysis cells for production of methane from CO2: long‐term performance and perspectives. International Journal of Energy Research, 36, 809-819.
22
Yeruva, D. K., Jukuri, S., Velvizhi, G., Kumar, A. N., Swamy, Y. & Mohan, S. V. 2015. Integrating sequencing batch reactor with bio-electrochemical treatment for augmenting remediation efficiency of complex petrochemical wastewater. Bioresource Technology, 188, 33-42.
23
Yossan, S., Xiao, L., Prasertsan, P. & He, Z. 2013. Hydrogen production in microbial electrolysis cells: choice of catholyte. International Journal of Hydrogen Energy, 38, 9619-9624.
24
Zhang, H., He, Y., Jiang, T. & Yang, F. 2011. Research on characteristics of aerobic granules treating petrochemical wastewater by acclimation and co-metabolism methods. Desalination, 279, 69-74.
25
Zhao, Z., Zhang, Y., Quan, X. & Zhao, H. 2016. Evaluation on direct interspecies electron transfer in anaerobic sludge digestion of microbial electrolysis cell. Bioresource Technology, 200, 235-244.
26
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل اقتصادی مدیریت فشار در شبکههای توزیع آب
مدیریت فشار یکی از مؤثرترین روشهای مدیریت نشت در شبکههای توزیع آب است که علاوه بر کاهش نشت، مزایای بسیاری برای شرکتهای آب و فاضلاب دارد. هدف از این پژوهش تحلیل اقتصادی مدیریت فشار از طریق تحلیل جامع سود- هزینه با در نظر گرفتن جوانب مختلف اجرای مدیریت فشار در شبکههای توزیع آب است. به این منظور یک مدل ریاضی برای ارزیابی سود حاصل از اجرای مدیریت فشار بر کاهش نشت، شکستگیها، نشتیابی فعال، مصرف آب، مصرف انرژی، خسارات وارده به ساختمانها و افزایش رضایت مشتریان و همچنین هزینههای ناشی از خرید، نصب، بهرهبرداری و نگهداری و کاهش درآمد حاصل از کاهش مصرف آب، توسعه داده شد. با استفاده از مدل توسعه داده شده، سود خالص و نسبت سود به هزینه برای هر طرح مدیریت فشار قابل محاسبه است. بهعنوان مطالعه موردی، سامانه مدیریت فشار پیشرفته از طریق نصب شیرهای کاهنده فشار مبتنی بر زمان و جریان در یک ناحیه ایزوله واقع در شهر مشهد اجرا شد و سود خالص و نسبت سود به هزینه حاصل از اجرای آن توسط مدل ریاضی توسعه داده شده در این مقاله، تخمین زده شد. نتایج نشان داد که سود خالص حاصل از اجرای سامانه مبتنی بر جریان از سامانه مبتنی بر زمان بیشتر است و نسبت سود به هزینه برای سامانههای مدیریت فشار مبتنی بر جریان و زمان بهترتیب 3/7 و 3/2 بهدست آمد. مدل ریاضی توسعه داده شده در این مطالعه به مدیران و متخصصان صنعت آب برای درک جامعی از مزایا و توجیه اقتصادی اجرای طرحهای مدیریت فشار کمک خواهد کرد.
https://www.wwjournal.ir/article_95350_ff8a0fb530c644601fd8b9ab74329ee8.pdf
2020-05-21
100
117
10.22093/wwj.2019.163790.2794
مدیریت فشار
تحلیل اقتصادی
تحلیل مالی
مدیریت نشت
شبکه توزیع آب
ایمان
مصلحی
i_moslehi@sbu.ac.ir
1
دانشجوی دکترای مهندسی عمران- آب، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایران
AUTHOR
محمدرضا
جلیلی قاضی زاده
mohsenjalily@yahoo.com
2
استادیار دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
احسان
یوسفی خوش قلب
khoshqalb@gmail.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- آب و سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی تهران
AUTHOR
Al-Washali, T., Sharma, S. & Kennedy, M. 2016. Methods of assessment of water losses in water supply systems: a review. Water Resources Management, 30, 4985-5001.
1
Amoatey, P. K., Minke, R. & Steinmetz, H. 2014. Leakage estimation in water networks based on two categories of night-time users: a case study of a developing country network. Water Science and Technology: Water Supply, 14, 329-336.
2
Amoatey, P. K., Minke, R. & Steinmetz, H. 2018. Leakage estimation in developing country water networks based on water balance, minimum night flow and component analysis methods. Water Practicle and Technology, 13, 96-105.
3
Awad, H., Kapelan, Z. & Savić, D. 2008. Analysis of pressure management economics in water distribution systems conf., Water Distribution Systems Analysis, National Park, South Africa.
4
AWWA. 2009. Water audits and loss control programs: M36, American Water Works Association.
5
AWWA. 2016. Water audits and loss control programs, Denver, American Water Works Association.
6
Creaco, E. & Walski, T. 2017. Economic analysis of pressure control for leakage and pipe burst reduction. Journal of Water Resources Planning and Management, 143 (12), 04017074..
7
Fanner, P., Davis, S., Hoogerwerf, T., Liemberger, R., Sturm, R. & Thornton, J. 2007. Leakage management technologies, AWWA Research Foundation.
8
Fantozzi, M. & Lambert, A. 2007. Including the effects of pressure management in calculations of short-run economic leakage levels. IWA Conference "Water loss 2007", Bucharest, Romania.
9
Fantozzi, M. & Lambert, A. 2012. Residential night consumption–assessment, choice of scaling units and calculation of variability. Water Loss, 2012, 26-29.
10
Girard, M. & Stewart, R. 2007. Implementation of pressure and leakage management strategies on the Gold Coast, Australia: case study. Journal of Water Resources Planning and Management, 133, 210-217.
11
Gomes, R., Sá Marques, A. & Sousa, J. 2011. Estimation of the benefits yielded by pressure management in water distribution systems. Urban Water Journal, 8, 65-77.
12
Hamilton, S. & Mckenzie, R. 2014. Water management and water loss, IWA Publishing, London.
13
Jalili Ghazizade, M. & Moslehi, I. 2017. General water loss reduction model in water distribution networks. The First Seminar with Experts in Water and Environment, Tehran. (In Persian)
14
Kanakoudis, V. & Gonelas, K. 2016. Non-revenue water reduction through pressure management in Kozani’s water distribution network: from theory to practice. Desalination and Water Treatment, 57, 11436-11446.
15
Lambert, A. 2001. What do we know about pressure-leakage relationships in distribution systems. IWA Conf. Systems Approach to Leakage Control and Water Distribution System Management, UK.
16
Lambert, A. 2003. Assessing non-revenue water and its components: a practical approach. Water, 21, 50-51.
17
Lambert, A. & Fantozzi, M. 2010. Recent developments in pressure management. IWA Conference "Water loss 2010", Sao Paulo, Brazil.
18
Lambert, A., Fantozzi, M. & Thornton, J. 2013. Practical approaches to modeling leakage and pressure management in distribution systems–progress since 2005. Proceedings of the 12th Int. Conf. on Computing and Control for the Water Industry-CCWI2013, Perugia, Italy.
19
Lambert, A. & Lalonde, A. Using practical predictions of economic intervention frequency to calculate short-run economic leakage level, with or without pressure management. Proceedings of IWA Specialised Conference ‘Leakage, 2005, 310-321.
20
Lambert, A. & Thornton, J. 2012. Pressure: bursts relationships: influence of pipe materials, validation of scheme results, and implications of extended asset life. IWA Conference "Water loss 2012", Mauila, Philippines.
21
Martínez-Codina, Á., Cueto-Felgueroso, L., Castillo, M. & Garrote, L. 2015. Use of pressure management to reduce the probability of pipe breaks: a bayesian approach. Journal of Water Resources Planning and Management, 141(9), 04015010.
22
MOE. 2018. Monthly statistical reports of water and electricity industries, Deputy of Planning and Economic, Tehran, Iran. (In Persian)
23
Moslehi, I. & Jalili Ghazizadeh, M. 2016. A review of the relationships between pressure and burst in water supply systems. Journal of Water and Wastewater Science and Engineering, 1, 11-19. (In Persian)
24
Mutikanga, H. E., Sharma, S. K. & Vairavamoorthy, K. 2012. Methods and tools for managing losses in water distribution systems. Journal of Water Resources Planning and Management, 139, 166-174.
25
Pearson, D. & Trow, S. 2005. Calculating economic levels of leakage. Leakage 2005 Conference Proceedings, Jakarta, Indonesia.
26
Puust, R., Kapelan, Z., Savic, D. & Koppel, T. 2010. A review of methods for leakage management in pipe networks. Urban Water Journal, 7, 25-45.
27
Sajjadifar, S., Pakrouh, S., Ghane, A. & Fathi, B. 2017. Effective drinking water pricing, a case study of Arak City. Journal of Water and Wastewater, 28(1), 95-103. (In Persian)
28
Tabesh, M. & Beigi, S. 2017. Water pricing as an economic justification for reducing non-revenue water (NRW) projects. Journal of Water and Wastewater, 28(1), 113-125. (In Persian)
29
Thornton, J. & Lambert, A. 2005. Progress in practical prediction of pressure: leakage, pressure: burst frequency and pressure: consumption relationships. Proceedings of IWA Special Conference'Leakage, 2005, 12-14.
30
Thornton, J. & Lambert, A. Pressure management extends infrastructure life and reduces unnecessary energy costs. IWA Conference'Water Loss, 2007, Bucharest, Romania.
31
Van Zyl, J. & Clayton, C. 2007. The effect of pressure on leakage in water distribution systems. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management, Thomas Telford Ltd, 109-114.
32
Vicente, D., Garrote, L., Sánchez, R. & Santillán, D. 2015. Pressure management in water distribution systems: current status, proposals, and future trends. Journal of Water Resources Planning and Management, 142, 04015061.
33
VPSPS. 2012. Guideline for determining effective parameters on unaccounted for water (UFW) and water losses reduction schemes. Tehran, Iran: Vice Presidency for Strategic Planning and Supervision. (In Persian)
34
Yousefi Khoshqalb, E., Jalili Ghazizade, M. & Moslehi, I. 2018. A review of methods for economic level of leakage in water distribution networks. 2nd Biennial Conference on Water Economics, Tehran. (In Persian)
35
ORIGINAL_ARTICLE
پیشبینی پیشروی آب شور در آبخوان ساحلی با استفاده از ماشینبردار پشتیبان رگرسیونی بهعنوان مدل جایگزین
پیشبینی هجوم آب شور به آبخوان ساحلی در اثر تغییر میزان برداشت از آب زیرزمینی یکی از پیشنیازهای مدیریت آب زیرزمینی است. این پژوهش قابلیت انواع مختلف مدلهای ماشینبردار پشتیبان رگرسیونی (SVR) را برای پیشبینی میزان شوری در چاه پایش منتخب در یک آبخوان ساحلی کوچک تحت شرایط مختلف برداشت آب زیرزمینی بررسی میکند. مدلهای SVR با مجموعههای ورودی (پمپاژگذرای تصادفی از چاههای آبده) حاصل از نمونهبرداری ابرمکعب لاتین و خروجی (غلظت شوری در چاه پایش منتخب) آموزش یافته و آزمایش شدند. سپس، مدلهای آموزش یافته و آزمایش شده برای پیشبینی میزان شوری در چاه پایش منتخب برای مجموعه دادههای جدید پمپاژ استفاده شدند. قابلیت پیشبینی و تعمیمدهی عملی مدلها در مقایسه با مدل رایج شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از شاخصهای ارزیابی مختلف بررسی شد. نتایج ارزیابی عملکرد مدلها نشان داد که قابلیت پیشبینی مدل SVR چندجملهای بر سایر مدلها برتری دارد. همچنین همه مدلهای SVR مورد بررسی بهجز مدل SVR خطی، پیشروی آب شور را بهطور قابل قبولی پیشبینی کردند. قابلیت پیشبینی و تعمیمدهی مدلهای SVR چندجملهای، استفاده از آنها را برای اتصال به الگوریتم بهینهسازی در شیوه بهینهسازی- شبیهسازی مبتنی بر مدل جانشین برای مدیریت آبخوانهای ساحلی توصیه میکند.
https://www.wwjournal.ir/article_95638_5a4eb185dba12184cf36f713a6f37bc3.pdf
2020-05-21
118
129
10.22093/wwj.2019.161020.2803
آبخوان ساحلی
پیشروی آب شور
مدل جانشین
ماشینبردار پشتیبان رگرسیونی
قابلیت پیشبینی
فاطمه
فعال
faalfateme@gmail.com
1
دانشجوی دکترا، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
LEAD_AUTHOR
حمیدرضا
غفوری
ghafouri_h@scu.ac.ir
2
استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهبد چمران اهواز، اهواز، ایران
AUTHOR
سید محمد
اشرفی
semo.ashrafi@gmail.com
3
استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
AUTHOR
Bhattacharjya, R. K. & Datta, B. 2005. Optimal management of coastal aquifers using linked simulation optimization approach. Water Resources Management, 19, 295-320.
1
Bhattacharjya, R. K., Datta, B. & Satish, M. G. 2007. Artificial neural networks approximation of density dependent saltwater intrusion process in coastal aquifers. Journal of Hydrologic Engineering, 12, 273-282.
2
Chevalier, R. F., Hoogenboom, G., Mcclendon, R. W. & Paz, J. A. 2011. Support vector regression with reduced training sets for air temperature prediction: a comparison with artificial neural networks. Neural Comput and Applic, 20, 151-159.
3
Chitsazan, N. 2014. Bayesian saltwater intrusion prediction and remediation design under uncertainty. PhD Thesis, Louisiana State University, USA.
4
Christelis, V. & Mantoglou, A. 2016. Pumping optimization of coastal aquifers assisted by adaptive metamodelling methods and radial basis functions. Water Resources Management, 30(15), 5845-5859.
5
Cristianini, N. & Shawe-taylor, J. 2014. An introduction to support vector machines and other Kernel-Based learning methods, Cambridge University Press.
6
Dhar, A. & Datta, B. 2009. Saltwater intrusion management of coastal aquifers. I: linked simulation-optimization. Journal of Hydrologic Engineering, 14, 1263-1272.
7
Forrester, A., Sobester, A. & Keane, A. 2008. Engineering design via surrogate modelling: a practical guide, John Wiley & Sons. N.Y.
8
Kopsiaftis, G., Protopapadakis, E., Voulodimos, A., Doulamis, N. & Mantoglou, A. 2019. Gaussian process regression tuned by bayesian optimization for seawater intrusion prediction. Computational Intelligence and Neuroscience, 10, 1-12.
9
Kourakos, G. & Mantoglou, A. 2009. Pumping optimization of coastal aquifers based on evolutionary algorithms and surrogate modular neural network models. Advances in Water Resources, 32 (4), 507-521.
10
Lal, A. & Datta, B. 2018. Development and implementation of support vector machine regression surrogate models for predicting groundwater pumping-Induced saltwater intrusion into coastal aquifers. Water Resources Management, 32(7), 2405-25419.
11
Lin, R. S., Horn, S. D., Hurdle, J. F. & GoldfarB-Rumyantzev, A. S. 2008. Single and multiple time-point prediction models in kidney transplant outcomes. Journal of Biomedical Informatics, 41, 944-952.
12
Loh, W.-L. 1996. On Latin hypercube sampling. The Annals of Statistics, 24, 2058-2080.
13
Papadopoulou, M. P., Nikolos, I. K. & Karatzas, G. P. 2010. Computational benefits using artificial intelligent methodologies for the solution of an environmental design problem: saltwater intrusion. Water Science Technology, 62, 1479-1490.
14
Pillay, N. 2004. An investigation into the use of genetic programming for the induction of novice procedural programming solution algorithms in intelligent programming tutors. University of KwaZulu-Natal Durban.
15
Rao, S., Sreenivasulu, V., Bhallamudi, S. M., Thandaveswara, B. & Sudheer, K. 2004. Planning groundwater development in coastal aquifers. Hydrological Sciences Journal, 49, 155-170.
16
Razavi, S., Tolson, B. A. & Burn, D. H. 2012. Numerical assessment of metamodelling strategies in computationally intensive optimization. Environmental Modelling Software, 34, 67-86.
17
Roy, D. K. 2018. Development of a sustainable groundwater management strategy and sequential compliance monitoring to control saltwater intrusion in coastal aquifers. PhD Thesis, James Cook University, Australia.
18
Roy, D. K. & Datta, B. 2017a. Fuzzy C-mean clustering based inference system for saltwater intrusion processes prediction in coastal aquifers. Water Resources Management, 31, 355-376.
19
Roy, D. K. & Datta, B. 2017b. Multivariate adaptive regression spline ensembles for management of multilayered coastal aquifers. Journal of Hydrologic Engineering, 22, 04017031.
20
Roy, D. K. & Datta, B. 2017c. Optimal management of groundwater extraction to control saltwater intrusion in multi-layered coastal aquifers using ensembles of adaptive neuro-fuzzy inference system. World Environmental and Water Resources Congress. 139-150.
21
Shu, C. & Ouarda, T. 2008. Regional flood frequency analysis at ungauged sites using the adaptive neuro-fuzzy inference system. Journal of Hydrology, 349, 31-43.
22
Sreekanth, J. & Datta, B. 2010. Multi-objective management of saltwater intrusion in coastal aquifers using genetic programming and modular neural network based surrogate models. Journal of Hydrology, 393, 245-256.
23
Sreekanth, J. & Datta, B. 2011. Comparative evaluation of genetic programming and neural network as potential surrogate models for coastal aquifer management. Water Resources Management, 25, 3201-3218.
24
Tenne, Y. & Goh, C.-K. 2010. Computational intelligence in expensive optimization problems, Springer Science & Business Media, Switzerland.
25
Vapnik, V. 1995. The nature of statistical learning theory, Springer, New York.
26
Werner, A. D., Bakker, M., Post, V. E., Vandenbohede, A., Lu, C., Ataie-Ashtiani, B., et al. 2013. Seawater intrusion processes, investigation and management: recent advances and future challenges. Advances in Water Resources, 51, 3-26.
27
Yoon, H., Jun, S.-C., Hyun, Y., Bae, G.-O. & Lee, K.-K. 2011. A comparative study of artificial neural networks and support vector machines for predicting groundwater levels in a coastal aquifer. Journal of Hydrology, 396, 128-138.
28
Yoon, H., KIM, Y., Ha, K., Lee, S.-H. & Kim, G.-P. 2017. Comparative evaluation of ANN- and SVM-time series models for predicting freshwater-saltwater interface fluctuations. Water, Doi: 36390/w9050323.
29
ORIGINAL_ARTICLE
مدیریت و برنامه ریزی بحران در تأسیسات آب شرب شهری با رویکرد پدافند غیرعامل (مطالعه موردی شهر یاسوج)
امروزه دسترسی به منابع آب شیرین از مسائل بسیار مهم در بیشتر کشورها از جمله منطقه خاورمیانه و کشور ایران است. بحران آب در گذشته بهعلت جمعیت کم به اندازه زمان حال محسوس نبود، ولی امروزه با افزایش روز افزون جمعیت کره زمین و گرمایش جهانی و بهرهبرداری بیش از حد از منابع محیط زیست و نیاز بشر به غذای بیشتر و همچنین کاهش بارندگی نسبت به سالهای گذشته در بسیاری از نقاط جهان، این بحران بیش از گذشته مشهود است. پدافند غیرعامل ابعاد مختلفی را در برمیگیرد که حفاظت و حراست از تأسیساتی مانند آب شرب شهرها یکی از این ابعاد است. در این پژوهش سعی شد که با یک نگاه تحلیلی مبتنی بر پژوهشهای کتابخانهای و اسنادی به بررسی تأسیسات آب شرب شهر یاسوج از دیدگاه پدافند غیرعامل و ارائه راهکارهایی پرداخته شود. بهطوری که عوامل داخلی و خارجی و راهبردهای چهارگانه در تأسیسات آب شرب شهری با رویکرد چگونگی شناسایی اعمال ضوابط و ملاحظات پدافند غیرعامل در حال و آینده را شناسایی کند و نیز با استفاده از روش QSPM، راهبردهای انتخاب شده اولویتبندی شود. در مورد چگونگی پراکنش بهوسیله GIS و بررسی و تحلیلهای لازم، از مدل ارزیابی SWOT استفاده شد. با توجه به نتایج بهدست آمده، لازم است تهیه راهبرد طرح بهسازی و نوسازی سیستم تأسیسات آب شرب شهر یاسوج با تأکید بر پدافند غیرعامل در اولویت اول قرار گیرد. تهیه راهبردهای احداث کانال مشترک برای تمام تأسیسات بهدلیل چیدمان نامناسب تأسیسات ضمن استفاده از روشهای استتار، و نیز ساخت مخازن انحرافی در جهت فریب دشمن، افزایش دوربینهای امنیتی و ارتقای سیستمهای تلهمتری چاهها و مخازن در سطح شهر و مکانیابی دقیق آنها برای پوشش کامل تأسیسات آب به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی در اولویتهای بعدی قرار دارند.
https://www.wwjournal.ir/article_92079_f5cdc51d3b2216aee16b6968b6e01888.pdf
2020-05-21
130
136
10.22093/wwj.2019.91349.2445
مدیریت بحران
پدافند غیرعامل
تأسیسات آب شهری
SWOT
QSPM
یاسوج
مجید
ریاحی پور
d.m.tirband@gmail.com
1
دانشجوی دکترای جغرافیا و برنامهریزی شهری، دانشکده علوم انسانی، گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
LEAD_AUTHOR
محسن
کلانتری
mohsenkalantari@znu.ac.ir
2
دانشیار، دانشکده علوم انسانی، گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان و دانشگاه شهید بهشتی، زنجان، ایران
AUTHOR
عیسی
پیری
isapiri@znu.ac.ir
3
استادیار، دانشکده علوم انسانی، گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
AUTHOR
Brandon, P. S. 2011. Extreme management in disaster recovery. Procedia Engineering, 14, 84-94.
1
Kettler, A. J. & Goulter, I. C. 1985. An analysis of pipe breakage in urban water distribution networks. Canadian Journal of Civil Engineering, 12, 286-293.
2
Khamar, G. A., Saleh Gohari, H. & Hosseini, Z. 2014. The feasibility of location of urban shelters using the IO model and AHP method Case study: 13th district of Kerman city district. Quarterly Journal of Urban Planning, 7, 29-54.
3
Minnaar, A. 2002. The implementation and impact of crime prevention/crime control open street closed-circuit television surveillance in South African Central Business Districts. Surveillance and Society, 4, 174-207.
4
Nasiri, M. R. 2008. Presenting a model for locating critical and critical centers according to the principles of passive defense. MSc Thesis, Industrial Engineering, Faculty of Industrial Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran. (In Persian)
5
Parizadi, T. & Hosseni Amini, H. & Shahriyari, M. 2010. Investigation and analysis of dassive defense arrangements in the city of Saqez in an analytical approach. Urban Management Magazine, 26, 191-206. (In Persian)
6
Shakibamanesh, A. & Hashemi Fesharaki, S. J. 2009. Considerations of non-operating defense in urban infrastructure. First National Conference on Engineering and Management of Infrastructures, University of Tehran, Tehran, Iran. (In Persian)
7
Tyagi, M., Kumar, P. & Kumar, D. 2014. A hybrid approach using AHP-TOPSIS for analyzing e-SCM performance. Procedia Engineering, 2195-2203.
8