ارزیابی کاربرد آهن عنصری در پاکسازی آبهای آلوده به نیترات

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

2 استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی تهران

چکیده

در این تحقیق کاهش شیمیایی نیترات توسط آهن عنصری (Fe0) به عنوان روشی بالقوه جهت پاکسازی آبهای آلوده به نیترات مورد مطالعه قرار گرفت و تأثیر پارامترهای مختلف شامل pH اولیه محلول، غلظت نیترات و مقدار آهن مصرفی، بر میزان و درصد حذف نیترات بررسی گردید. با تغییر pH مشخص گردید که pH اولیه محلول در دستیابی به حداکثر میزان حذف بسیار مؤثر است و در pH برابر 2 در دو ساعت اولیه حذف نیترات بیش از 95 درصد بوده است. با افزایش pH ، از میزان حذف کاسته می‌شود به نحوی که در pH برابر 5، تنها 18/2 درصد حذف نیترات حاصل گردید. این مطالعه همچنین نشان داد که نسبت آهن به نیترات از عوامل مهم دیگر در میزان حذف می‌باشد و با میزان  400gFe0/g می‌توان به بهترین کارآیی دست یافت. امکان کاربرد ضایعات صنعتی، مانند براده‌های آهن نیز بررسی شد و مشخص گردید که کارآیی این ضایعات در حذف نیترات، مطلوب می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Metallic Iron (Feo) Application to Remediate Nitrate-Contaminated Water

نویسندگان [English]

  • Mahnaz Nikaeen 1
  • Simin Naseri 2
1 - Assistant Prof., School of Public Health, Isfahan University of Medical Sciences
2 Prof., School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences
چکیده [English]

Batch experiments were carried out to study chemical reduction of nitrate by metallic iron (Fe0) as a potential technology to remediate nitrate-contaminated water. The effects of different operating conditions such as initial pH of the solution, nitrate concentration, and Fe0 dosage on both nitrate reduction and removal efficiency were investigated. The results showed that the initial pH of the solution was very effective on nitrate removal which was over 95% within two hours at pH=2. However, nitrate removal decreased with increasing pH. Thus, only 18.2% of nitrate was removed at pH=5. It was also found that the ratio of iron to nitrate was important in nitrate removal, and a ratio of 400gFe0/gNO3- had the best efficiency for nitrate removal. The feasibility of using industrial wastes such as iron filings was also studied and it was found that the wastes could be desirable for nitrate removal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nitrate removal
  • Metallic Iron
  • Water Treatment
  • Nitrate Reduction

1- Zawaideh, L. L., and Zhang, T. C. (1998). “The effect of pH and addition of an organic buffer (HEPES) on nitrate transformation in Fe0-water system.” J. Wat. Sci. Tech., 38 (7), 107-115.

2- Ward, M.H., Dekok, T.M., Levallois, P., Brender, J., Gulis, G., Nolan, B.T., and Van Derslice, J. (2005). International society for environmental epidemiology, Workgroup report: “Drinking-water nitrate and health-recent findings and research needs.” J. Environ. Health Perspect., 113(11), 1607-1614.

3- محسنی، ا. (1367). بررسی وضع آلودگی آبهای زیرزمینی به یون نیترات در اثر کاربرد کودهای ازته. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران.

4- یونسیان، م. (1369). بررسی میزان و علل وجود نیترات در آبهای مورد شرب ساری تا ساحل خزرآباد. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران.

5- Liao, C.H., Kang, S.F., and Hsu, Y.W. (2003). “Zero-valent iron reduction of nitrate in the presence of ultraviolet light, organic matter and hydrogen peroxide.” Water Research, 37(17), 4109-4118.

6- Lin, S.H., and Wu, C.U. (1996). “Removal of nitrogenous compounds from aqueous solution by ozonation and ion exchange.” Water Research, 30 (8), 1851–1857.

7- Thalasso, F., Vallecillo, A., Garcia-Encina, P., and Fdz-Polanco, F. (1997). “The use of methane as a sole carbon source for wastewater denitrification.” Water Research, 31(1), 55–66.

8- Huang, C. P., Wang, H.W., and Chiu, P. C. (1998). “Nitrate reduction by metallic iron.” Water Research, 32 (8), 2257-2264.

9- Matheson, L. J., and Tratnyek, P. G. (1994). “Reductive dehalogenation of chlorinated methanes by iron metal.” J. Environ. Sci. Technol., 28 (12), 2045-2053.

10- Sun, H., Wang, L., Zhang, R., Sui, J., and Xu, G. (2006). “Treatment of groundwater polluted by arsenic compounds by zero valent iron.” J. Hazard Mater., 129 (1-3), 297-303.

11- Chew, C. F., and Zhang, T. C. (1998). “In situ remediation of nitrate contaminated groundwater by electrokinetics / iron wall processes.” J. Wat. Sci. Tech., 38 (7) , 135-142.

12- Huang, Y.H., and Zhang, T.C. (2004). “Effects of low pH on nitrate reduction by iron powder.” Water Research, 38(11), 2631-2642.

13- Westerhoff, P., and James, J. (2003). “Nitrate removal in zero-valent iron packed columns.” J. Water Research, 37(8) , 1818-1830.

14- Siantar, D.P., Schreire, C.G., Chou, C.S., and Reinhard, M. (1996). “Treatment of 1, 2- dibromo- 3- chloropropane and nitrate contaminated water with zero-valent iron or hydrogen/palladium catalysts.” J. Water Research, 30(8) , 2315-2322.

15- Singh, J., Zhang, T.C., Shea, P.J., Comfort, S.D., Hundal, L.S., and Hage, D.S. (1996). “Transformation of atrazine and nitrate in contaminated water by iron-promoted processes.” Proc., the Water Environment Federation 69th Annual Conference and Exposition, Dallas, TX, 3th Vol., 143–150.

16- Grittini, C., et al. (1995). “Rapid dechlorination of polychelorinated biphenyls on the surface of a pd/Fe bimetallic system.” J. Environ. Sci. Tech., 29 , 2898-2900.

17- Reardon, E. G. (1995). “Anaerobic corrosion of granular iron: measurement and interpretation of hydrogen evolution rates.” J. Environ. Sci., Technol., 29 (12), 2936-2945.

18- Ruangchainikom, C., Liao, C.H., Anotai, J., and Lee, M.T. (2006). “Characteristics of nitrate reduction by zero-valent iron powder in the recirculated and CO(2)-bubbled system.” Water Research, 40(2) , 195-204.