بررسی حذف درجای MTBE و بنزن از آب‌‌های زیرزمینی جنوب تهران در مقیاس پایلوت آزمایشگاهی از طریق اکسیداسیون شیمیایی با استفاده از نانوذرات آهن صفرظرفیتی پایدارشده

بریانی, علی; پرداختی, علیرضا; اردستانی, مجتبی; امینی, سیما

doi:10.22059/jes.2014.51197

بررسی حذف درجای MTBE و بنزن از آب‌‌های زیرزمینی جنوب تهران در مقیاس پایلوت آزمایشگاهی از طریق اکسیداسیون شیمیایی با استفاده از نانوذرات آهن صفرظرفیتی پایدارشده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

علی بریانی ¹

علیرضا پرداختی ²

مجتبی اردستانی ³

سیما امینی ⁴

¹ کارشناس ارشد مهندسی محیط‌زیست- منابع آب، گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکدۀ محیط‌زیست، دانشگاه تهران

² استادیار گروه مهندسی محیط‌زیست و رئیس آزمایشگاه دانشکدۀ محیط‌ زیست، دانشگاه تهران

³ دانشیار گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکدۀ محیط‌زیست، دانشگاه تهران

⁴ کارشناس ارشد شیمی تجزیه و کارشناس مسئول آزمایشگاه دانشکدۀ محیط‌زیست، دانشگاه تهران

10.22059/jes.2014.51197

چکیده

در این تحقیق، برای بررسی حذف درجای MTBE و بنزن از آب زیرزمینی، آزمایش‌هایی در ستون خاک یک‌بُعدی با شرایط فیزیکی و شیمیایی مشابه منطقۀ مطالعاتی ترتیب داده شد. با توجه به شرایط طبیعی محدودکنندۀ محیط، یعنی ریزدانه‌بودن آبخوان، نفوذپذیری پایین، محدودۀ pH خنثی و بالابودن عوامل مزاحم مثل یون‌‌ها و سایر مواد آلی، برای حذف آلاینده‌‌‌های مورد هدف به روش اکسیداسیون شیمیایی، از واکنش فنتون (H₂O₂/Fe) و نانوذرات آهن صفرظرفیتی پایدارشده (S-NZVI) به‌منزلۀ کاتالیزور استفاده شد. طبق نتایج این تحقیق، برای حذف غلظت‌های حدود mg/L2 MTBE و mg/L1 بنزن در آب زیرزمینی، غلظت‌‌های بهینۀ S-NZVI و هیدروژن پراکسید در شرایط محیطی شبیه‌‌‌سازی‌شده در پایلوت به ترتیب برابر mg/L300 و mg/L1500 به دست آمد که به حذف 78 درصد MTBE و 87 درصد بنزن منجر شد. غلظت محصولات جانبی خطرناک تولید‌شده یعنی استون و TBA، پس از اتمام زمان واکنش (به طور میانگین کمتر از ppm1/0) نشان داد که عملیات پالایش از این لحاظ با مشکلی روبه‌رو نیست. برای کم‌کردن اثر عملیات در کاهش نفوذپذیری، همچنین افزایش بازدهی سیستم یا کاهش مصرف نانوذرات آهن به اسیدی‌کردن محیط واکنش اقدام شد‌‌ تا جایی که با ایجاد شرایط 2/3pH=، بازده حذف 90 درصد برای MTBE و 96 درصد برای بنزن محاسبه شد. علاوه بر این، میزان تأثیر یون‌‌های مزاحم در کاهش کارایی سیستم حذف، حداکثر حدود 15 درصد به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

آب زیرزمینی

بنزن

جنوب تهران

فنتون

متیل ترشیو بوتیل اتر (MTBE)

نانوذرات آهن صفر ظرفیتی پایدارشده