بررسی اثر گیاه نی و زمان ماند هیدرولیکی در بازده حذف سرب در تالاب مصنوعی افقی زیرسطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول.

2 استاد دانشکدۀ مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران،

3 استاد دانشکدۀ بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، ایران،

چکیده

آلودگی آب با فلزات سنگین مسئلۀ محیط‌زیستی جهانی است که به واسطۀ فعالیت‌های روزافزون بهره‌برداری از معادن، صنعتی‌شدن و شهرنشینی در سراسر کرۀ زمین افزایش یافته است. سرب از مهم‌ترین آلاینده‌های زیست‌محیطی محسوب می‌شود که از راه‌ها‌ی مختلف منابع آب و خاک را آلوده می‌کند.تالاب‌های مصنوعی با استفاده از گیاهان آبزی می‌توانند عملیات تصفیة فاضلاب‌های حاوی فلزات سنگین را به طور مؤثرتر و با هزینه‌ها‌ی کمتری در مقایسه با سایر روش‌ها‌ انجام دهند. در این تحقیق اثر گیاه نی و زمان ماند هیدرولیکی بر بازده حذف سرب در تالاب مصنوعی افقی زیرسطحی در دانشگاه آزاد واحد دزفول از تیر تا مهر 1392 بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان ماند، بازده حذف افزایش می‌یابد، به طوری که بازده حذف سرب در زمان ماند یک‌روزه معادل 1/84 درصد و در بهترین شرایط در زمان ماند پنج‌روزه معادل 1/88 درصد اندازه‌گیری شد و بین متوسط بازده حذف سرب در زمان‌های ماند 1، 3 و 5 روز اختلاف معنی‌دار (p<0.05) وجود داشت، در صورتی که بین زمان 5 و 10 روز اختلاف معنی‌دار مشاهده نشد. بنابراین، با توجه به شرایط این تحقیق، زمان ماند پنج‌روزه برای حذف سرب پیشنهاد می‌شود. همچنین، نتایج نشان داد با کاهش بار هیدرولیکی جریان از 8/19 تا 5/3 سانتی‌متر بر روز، نسبت غلظت فاضلاب خروجی به ورودی به طور معنی‌دار و به صورت رابطۀ خطی کاهش یافت. بنابراین، با افزایش زمان ماند و کاهش بار سطحی، فرصت بیشتری برای فرایندهای مؤثر در حذف سرب در تالاب فراهم می‌شد و نتایج تجمع سرب در ریشۀ گیاه نی نیز نشان‌دهندۀ توان بالای این گیاه در جذب عنصر سنگین سرب بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


کاظمیان، ح. 1378. «آمایش پسماند‌ها‌ی رادیواکتیو منابع حاصل از محصولات شکافت اورانیوم طبیعی»، رسالة دکترای شیمی تجزیه، دانشکدة شیمی دانشگاه اصفهان.
منشوری، م. وثوقی، م. 1378. «حذف فلزات سنگین توسط نیزارهای مصنوعی»، دومین همایش ملی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی تهران.
موحدیان‌عطار، ح. ابراهیمی، ا. 1382. «ارزیابی کارایی زئولیت‌ها‌ی طبیعی و رزین‌ها‌ی مصنوعی در حذف یون‌ها‌ی نیکل، روی و مس از فاضلاب‌ها‌ی صنعتی»، مجلة پژوهش در علوم پزشکی، 8: 760- 80.
هاشمیان‌قهفرخی، ص. لندی، ا. خادمی، ح. حجتی، س. 1393. «حذف سرب و کادمیوم از محلول‌ها‌ی آبی با استفاده از کانی‌ها‌ی سپیولیت و زئولیت طبیعی ایران»، فصلنامۀ محیط‌شناسی،40(1): 189- 198.
یوسفی، ذ. مشایخی، ع. محمدپور، ر. ع. 1391. «بررسی کارایی نیزار مصنوعی هیبریدی در حذف سرب و کادمیوم از پساب مجتمع پردیس دانشگاه علوم پزشکی مازندران»، مجلۀ دانشگاه علوم پزشکی مازندران، 7: 269- 258.
 
Arts, G.H.P. Belgers, J.D.M. Hoekzema, C.H. and Thissen, J.T.N.M. 2008. Sensitivity of submersed freshwater macrophytes and endpoints in laboratory toxicity tests. Environ Pollut.153(1):199-206.
 
Barley, R.W. Hutton, C. Brown, M.M.E. Cusworth, J.E. Hamilton, T.J. 2005. Trends in biomass and metal sequestration associated with reeds and algae at Wheel Jane Biorem pilot passive treatment plant. Sci Tot Environ. 338 (1–2): 107-14.
 
Bonanno, G. Logiudice, R. 2010. Heavy metal bioaccumulation by the organs of Phragmites australis and their potential use as contamination indicators. Ecological Indicators 10(3):639–645.
 
Bukhari, H. Shabbir, G. Rehman, J. Riaz, M. Rasool, N. Zubair, M. Ain, Q.U. Munir, S. Shaheen, M.A. 2013. Biosorption of pb(II) and mn(II) metals ions from aqueous solutions by using typha latifolia waste biomass. J Environ Prot Ecol 14(2): 453-462.
 
Cheng, S. Grosse, W. Karrenbrock, F. and Thoennessen, M. 2002. Efficiency of constructed wetlands in decontamination of water polluted by heavy metals.Ecological Engineering 18(3): 317–325.
 
Cortes-Esquivel, J. Giacoman-Vallejos, G. D.Barcelo, I. Mendez-Novelo, R. and Ponce, M. 2012. Heavy metals removal from Swine wastewater using constructed wetland with horizontal subsurface flow. Journal of environmental protection 3:871-877.
 
Crites, R. Tchobanoglous, G. 1998. Small and decentralized wastewater management systems. Boston, MA: WCB McGraw-Hill.
 
Hazrat, A. Khan, E. and Anwar Sajad, M. 2013. Phytoremediation of heavy metals-Concepts and applications.Chemosphere 91 (7): 869–881.
 
Kröpfelová, L. Vymazal, J. Svehla, J. and Stíchová, J. 2009. Removal of trace elements in three horizontal sub-surface flow constructed wetlands in the Czech Republic. Environ Pollut, 157(4): 1186-94.
 
Kumar Choudhary, A. Kumar, S. and Sharma, C. 2011. Constructed wetlands: an approach for wastewater treatment. Elixir Pollution 37:3666-3672
 
Lavrova, S.  Koumanova, B. 2008.The role of Phragmites Australis in wetlands self-purification. J of Environ Prot Ecol 9(30): 531–539.
 
Liu, J. Dong, y. Xu, H. Wang, D. and Xu, J. 2007. Accumulation of Cd, Pb and Zn by 19 wetland plant species in constructed wetland. Journal of Hazardous materials 147(3): 947-953.
 
Mantovi, P. Marmiroli, M. Maestri, E. Tagliavini, S. Piccinini, S. Marmiroli, N. 2003. Application of a horizontal subsurface flow constructed wetland. Bioresource Technology 88: 85–94.
 
Mungur, A.S. Shutes, R.B.E. Revitt, D.M. and House, M.A. 1997. An assessment of metal removal by a laboratory scale wetland, Water Sci. Technol. 35:125–133.
 
Noller, B.N. Woods, P.H. and Ross, B.J. 1994. Case studies of wetland filtration of mine waste water in constructed and naturally occurring systems in northern Australia. Water Sci. Technol. 29: 257-66.
 
Rostami, K. Joodaki, M.R. 2002. Some studies of cadmium adsorption using Aspergillus niger, Penicillium austurianum, employing an airlift fermenter. J. of Chemical Engineering 89(1-3): 239-252.
 
Sheoran. A.S. Sheoran, V. 2006. Heavy metal removal mechanism of acid mine drainage in wetlands: A critical review. Min Engg. 19: 105-16.
 
Sinicrope, T.L. Langis, R. Gersberg, R.M. Busanardo, M.J. Zedler, J.B. 1992. Metal removal by wetland mesocosms subjected to different hydroperiods. Ecol. Engg. 1(4): 309-22.
 
Sirianuntapiboon, S. Kongchum, M. and Jitmaikasem, W. 2006. Effects of hydraulic retention time and media of constructed for treatment of domestic wastewater. African journal of Agricultural Research 1(2): 027-037.
 
Stottmeister, U. Wießner, A. Kuschk, P. Kappelmeyer, U. Ka¨stner M. Bederski, O. Mu¨ller, R.A. and Moormann, H. 2003. Effects of plants and microorganisms in constructed wetlands for wastewater treatment. Biotechnology Advances 22: 93–117.
 
Vymazal, J. 2010. Constructed Wetlands for Wastewater Treatment. Water 2: 530-549.
 
Vymazal, J. 2007. Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. J. science of the total environment 380: 48-65.
 
Weerakoon, G. Jinadasa, K. Herath, G. Mowjood, M. and Van Bruggen, J. 2013. Impact of the hydraulic loading rate on pollutants removal in tropical horizontal subsurface flow constructed wetlands. Ecological Engineering 61 Part A: 154–160.
 
WHO, .1989. World Health Organization, Health guidelines for the use of wastewater in agriculture and aquaculture. Technical Report. World Health Organization, Geneva, Switzerland.