حذف نیکل از محیط‌های آبی با استفاده از نانو لوله‌های کربنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت و مرکز تحقیقات علوم بهداشتی، دانشگاه علوم پزشکی همدان

2 مدرس دانشگاه جامع علمی کاربردی و دانشجوی دکترای مهندسی محیط زیست، دانشگاه صنعت آب و برق، تهران

3 کارشناس بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان

4 دانشجوی دکترای مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

نیکل یکی از فلزات سنگین در آبهای سطحی است که از جمله اثرات مخرب آن سرطان‌های استخوان و ریه، سیانوزیت، سردرد‌های مزمن، سرگیجه، درد در ناحیه سینه، سستی بدن و ضعف عمومی بالا است. مطالعه مورد نظر به‌منظور تعیین کارایی نانو لوله‌های کربنی در حذف نیکل از محیط‌های آبی انجام شد. آزمایش‌ها به‌صورت ناپیوسته و با تغییر فاکتورهای مؤثر در واکنش مانند pH، زمان ماند و غلظت نانو لوله‌های کربنی صورت گرفت و کارایی حذف با استفاده از آزمون آماری فریدمن و نرم‌افزار SPSS-16 مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین راندمان حذف در غلظت 100 میلی‌گرم در لیتر نانو لوله کربنی، pH برابر 10 و زمان ماند 10 دقیقه و به‌میزان 5/82 درصد برای نمونه با غلظت 40 میلی‌گرم در لیتر نیکل به‌دست آمد. نتایج این طرح نشان داد که نانو لوله‌های کربنی از توانایی بالایی در جذب نیکل با غلظتهای بالا در محیط‌های آبی برخوردار هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nickel Removal from Aqueous Environments Using Carbon Nanotubes

نویسندگان [English]

  • Mohammadtaghi Samadi 1
  • Zahra Kashitarash Isfahani 2
  • Fariba Ahangari 3
  • Shahin Ahmadi 3
  • seyed Javad Jafari 4
چکیده [English]

Nickel is one of the heavy metals in the surface water that its Harmful effects can include bone and lung cancers, cyanosis, chronic headaches, dizziness, and chest pain and body weakness. This study has been performed to determine the efficiency of reducing nickel from aqueous environments by using carbon nanotubes. Experiments were performed in batch reactor and changing effective factors such as pH, time and concentration of carbon nanotubes. Removal efficiency was investigated using a Friedman statistical test, software SPSS-16.The highest removal efficiency was 82.5% at a concentration of 100 mg/L of carbon nanotubes, pH = 10, retention time of 10 min and nickel concentrations of 40 mg/L. The results showed that carbon nanotubes have a high ability to absorb high concentrations of nickel in the aquatic environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nickel
  • treatment
  • Carbon Nanotube
  • Heavy metal
  • Absorption
1- Rastgar, F., Keshavarzi, S., and Ghayeb, Y. (2006). Heavy metals removal from water using nano-particles and  osmosis, in Isfahan university of Technology, Isfahan University of Technology, Isfahan. (In Persian)

2- Iranshahi, D., Abedini, A., Malakautikhah, J., and faghai., Z., (2008). Nickel metal ions removal from industrial wastewater in non-aerobic conditions using magnetic iron oxide nanoparticles, Engineering Chemistry - Process Design of Tehran University, Tehran University, Tehran. (In Persian)

3- Rahimi, S. (2011). Nickle removal from industrial wastewater using iron nanoparticles, First Environmental Remediation Technologies Conference, Sharif University of Tech., Tehran.

4- Tratnyek, P.G., and Johnson, R.L. (2006). Nanotechnologies for environment cleanup, Oregon Health and Science University, Portland, OR.

5- Kashitarash Esfahani, Z., Samadi, M.T., Alavi, M., Manuchehrpoor, N., and Bakhani, M. (2012). “Efficiency of carbon nanotubes in municipal solid waste landfill leachate treatment (case study: Hamadan landfill leachate).” J. of Water and Wastewater, 82, 67-72. (In Persian)

6- Kashitarash Esfahani, Z. (2011). Investigating of the efficiency of carbon Nano-tubes in the decreasing COD, BOD5, TS and color of landfills leachate, Find Report, Hamadan University of Medical Science, Hamedan.

7- Kashitarash Esfahani, Z., Samadi, M.T., Naddafi, K., Afkhami, A., and Rahmani, A.R. (2012). “Application of iron nanaoparticles in landfill leachate treatment (Case study: Hamadan landfill leachate).” Iranian Journal of Environmental Health, Science and Engineering (IJEHSE), (Impress). (In Persian)

8- Sung, H., and Francis, I. (2006). Nanotechnology for environmental remediation, Springer Science + Business Media, USA.

9- Samadi, M.T., Kashitarash Esfahani, Z., and Naddafi, K. (2013). “Comparison  the efficiency of fenton and "nZVI + H2O2" in municipal solid waste landfill leachate treatment (Case study: Hamadan landfill leachate).” International Journal of Environmental Research (IJER), 7(1), 187-194.

10- Stafiej, A., and Pyrzynska, K. (2008). “Extraction of metal ions using carbon nanotubes.” Microchemical Journal, 89, 29-33.

11- Stafiej, A., and Pyrzynska, K. (2007). “Adsorption of heavy metal ions with carbon nanotubes.” Separation and Purification Technology, 58, 49-52.

12- Kandaha, M.I., and Meunier, J.-L. (2007). “Removal of nickel ions from water by multi-walled carbon nanotubes.” J. of Hazardous Materials, 12(1-2), 283-288.

13- Li, Y.H., Zhu, Y., Zhao, Y., Wu, D., and Luan, Z. (2006). “Different morphologies of carbon nanotubes effect on the lead removal from aqueous solution.” Diamond and Related Materials, 15, 90-94.

14- Li, Y.H., Zhao, Y., M., Hu, W. B., Ahmad, I., Zhu, Y. Q., Peng, X.J. and Luan, Z.K. (2007). “Carbon nanotubes the promising adsorbent in wastewater treatment.” J. of Physics, 61, 698-702.

15- APHA. and WPCF. (2005). Standard method for the examination of water and wastewater, 21th Ed., Washingon, D.C.

16-Rahmani, A.R., Kashitarash Esfahani, Z., and Abbassi, M. (2011). “Investigating iron removal from water by using of pumice stone.” J. of Water and Wastewater, 78, 39-45. (In Persian)