بررسی کارایی فرایند سونوکاتالیستی نانوذرات Fe- dope TiO2در حذف اسید هیومیک از محلول های آبی

در میان آلاینده­های موجود در آب، حضور مواد آلی طبیعی (NOMs) به عنوان فاکتور مهمی تلقی می­شود که همواره در تصفیه­خانه­های آب شهری مساله­ساز بوده است. NOMs  مجموعه­ای از ترکیبات آلی است که از منابع طبیعی و مصنوعی نشات گرفته و از نظر واکنش­پذیری، ساختار و رنگ متفاوت می­باشد. در گذشته اهمیت NOMs در آب آشامیدنی به واسطه اهمیت زیبایی­شناختی و ایجاد رنگ بود که سبب اعتراض مصرف کنندگان می­گردید، اما امروزه به دلیل تجزیه ناپذیری(1) وایجاد فرآورده­های جانبی گندزدایی (DBPs) نظیر تری هالومتان­ها (THMs) که اغلب سرطان­زا می­باشند از اهمیت زیادی برخوردارند(2). مواد آلی طبیعی را اغلب به دو جزء اصلی هیدروفوبیک (آب­گریز) و هیدروفیلیک (آب­دوست) تقسیم­بندی می­نمایند. جزء آب­گریز پتانسیل بیشتری در تشکیل THMs و جزء آب­دوست پتانسیل بالاتری درتشکیل هالواستیک اسیدها (HAAs)[1] دارد. از اجزاء هیدروفوبیک می­توان اسید هیومیک و اسید فولیک و از اجزاء هیدروفیلیک می­توان اسیدهای هیدروفیلیک، پروتئین­ها، اسیدهای آمینه و کربوهیدراتها را نام برد(3). بخش هیدروفوبیک غنی از کربن آروماتیک است که دارای ساختار فنلی بوده و توسط پیوندهای دوگانه به هم چسبیده­اند. اسیدهای هیدروفوبیک بخش عمده­ای از NOM آب (بیش از نیمی از کربن آلی آب) را تشکیل می­دهد. این اسیدهای هیدروفوبیک ممکن است تحت عنوان اجزای هیومیکی توصیف شوند(4). اجزای هومیک مانند اسیدهای هومیک معمولا دارای سطوح اکسید فلزی و مواد معدنی هستند. شکل گیری پوشش های هومیک ممکن است از حلالیت اکسید های فلزی جلوگیری کند و حتی اثرات قابل ملاحظه ای بر سرعت و میزان واکنش های بازدارنده بگذارد (5). اسید هیومیک (HA) محصول تخریب و یا پلیمریزاسیون مواد آلی است(6).

آزمایشات و دانش کنونی نشان داده است که ترکیبات هیدروفوبیک بیشترین تاثیر را در تشکیل پیش‌سازها برای تشکیل DBPs دارد، ترکیبات هیدروفوبیک همچنین ممکن است نقش عمده­ای در تشکیل ترکیبات جدید در آب­هایی با ترکیبات هیومیکی کم داشته باشد. بعضی از این ترکیبات ممکن است بسیار سمی­تر از اجزای کلرینه باشد(7). مرحله اول قانون گندزدایی EPA حداکثر غلظت مجاز THMs و HAAs که از فرآورده­های جانبی NOMs می­باشد را به ترتیب 80 و 60 میکروگرم بر لیتر و در مرحله دوم این قانون به کمتر از مقادیر فوق و به ترتیب به 40 و 30 میکروگرم بر لیتر کاهش داده است. این محدودیتها سبب گردیده است که تصفیه­کنندگان آب بدنبال دستیابی به روشهای جدید جهت تامین حدود مجاز DBPs باشند(2).

درتصفیه‌خانه‌های آب، بخشی از این مواد با استفاده از روش‌های متداول از آب خام مانند؛ انعقاد، فیلتراسیون و جذب حذف شده است(8).

بر اساس دستور العمل سازمان حفاظت محیط زیست امریکا وقتی که مقدار TOC در منابع آبی بیشتر از 2 میلی گرم در لیتر باشد کواگولاسیون پیشرفته بایستی استفاده شود تا حداقل 50 درصد مقدار TOC را حذف کند. بر طبق مطالعات انجام شده، فرایند تصفیه مانند کواگولاسیون با آلوم و فیلتراسیون می‌تواند 30 درصد مواد هیومیکی با وزن مولکولی بالا را حذف کند. همچنین مطالعات انجام شده نشان می‌دهند که حذف مواد طبیعی با بالاترین قدرت اسیدی کربوکسیلیک (اسید فولیک) به روشهای تصفیه متداول مشکل است. به طور کلی راندمان حذف TOC در فرایند تصفیه متداول 50 – 10 درصد است. بنابراین نگرانی‌های مربوط به حذف مواد آلی طبیعی در آب سبب شده است که فرایندهایی نظیر جذب، اسمز معکوس و روش‌های اکسیداسیون پیشرفته پیشنهاد شوند(9).

یکی دیگر از روش­های حذف NOMs با توجه به اینکه این ماده در آب تا حد زیادی یونیزه می­شود، استفاده از رزین­های تبادل یونی آنیونی (یعنی رزین­های با بار مثبت) می­باشد. یکی از محدودیت­های کاربرد تبادل یون جهت حذف NOMs، سینتیک کند فرآیند است که یکی از دلایل آن اندازه دانه رزین می­باشد(10).

استفاده از غشاهای مختلف از جمله نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس نیز از دیگر روش­های حذف مواد آلی طبیعی از محلول آبی می­باشد. با توجه به سایز منافذ پایین این نوع غشاها، فلاکس عبوری و همچنین میزان آب تولیدی توسط این روش پایین است. یکی دیگر از نقایص عمده این روش اثر NOMs بر گرفتگی این نوع غشاها است. بنابراین از نظر اقتصادی چندان مقرون به صرفه نیستند(11).

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) تکنولوژی‌های موثر و ساده‌ای هستند که اخیرا برای حذف آلودگی‌های مضر و سمی از فاضلاب استفاده شده‌اند(12). فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته برای آلایندهای آلی غیرقابل تجزیه بیولوژیک گزینه‌ای جذاب در مقایسه با روش‌های متداول تصفیه است این مواد بر پایه آزاد کردن رادیکال OH قدرت اکسیداسیون بالایی داشته و به سرعت به مواد آلی حمله کرده و یک اتم از ساختار آن‌ها جدا میکنند(12-14). در این روش اگر زمان تصفیه کافی باشد معدنی شدن ترکیبات امکان پذیر خواهد بود(15). در بین روش‌های اکسیداسیون پیشرفته استفاده از پروکسید هیدروژن و فرایندهایی که در آنها از پروکسید هیدروژن استفاده می‌شود رایج می‌باشد ولی استفاده بیش از حد بهینه پروکسید می‌تواند به عنوان یک عامل رباینده حفره یا هیدروکسیل عمل نماید و در نتیجه راندمان حذف را کاهش دهد بنابراین مشکلاتی در بهره برداری صنعت آب و فاضلاب ایجاد می‌کند(16). عدم کارایی فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته مبتنی بر استفاده از اشعه فرابنفش و یا ترکیبی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته که اشعه فرابنفش در آن حضور دارد در آب‌ها و فاضلاب‌هایی که دارای قابلیت عبور نور کمی می‌باشند، یکی از مشکلات استفاده از روشهای اکسیداسیون پیشرفته به روش فوق می باشد بنابراین استفاده  از  امواج  اولتراصوت در بین فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته می‌تواند راه حلی برای  فاضلاب‌هایی با خصوصیت بالا باشد(17).

برای تجزیه آلاینده‌ها در آب و فاضلاب از فرایند سونوکاتالیستی که یکی از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته است استفاده می‌شود و در شاخه‌های مختلف مهندسی  محیط برای حذف آلاینده ها از محیط زیست به عنوان یک فناوری کارامد مورد‌توجه قرار گرفته است(14).

بسیاری از محققین بر این باورند که مکانیسم سونوکاتالیستی شبیه به مکانیسم فتوکاتالیستی هست با این تفاوت که در فرایند سونوکاتالیست پدیده سونولومینس و نقاط داغ که بوسیله کاویتاسیون صوتی بوجود می آید و منجر به تولید نور با طول موج گسترده می‌شود که منبع انرژی برای فعالیت کاتالیستی است(18،19). از مزایای دیگر فرایند سونوکاتالیستی که می توان به آن اشاره کرد استفاده از این فرایند در فاضلابهایی که توانایی نفوذ نور در آنها کم است (مانند فاضلاب صنایع رنگرزی) در چنین فاضلابهایی که قدرت نفوذ نور کم است نفوذ امواج فرا صوت تا عمق 30 -25 سانتیمتر قابل ملاحظه است، بنابرین امواج فراصوت می‌تواند به عنوان یک گزینه جهت تولید رادیکال هیدروکسیل استفاده شود(17).

در بین روش‌های اکسیداسیون پیشرفته روش‌های اکسیداسیون کاتالیستی روشی است که پس از ظهور نانوکاتالیست‌ها توجه زیادی به آن شده است. در اکسیداسیون سونوکاتالیستی، اکسیدها و سولفیدهای فلزی نیمه هادی‌ها به صورت خالص یا آلایش شده با فلزات استفاده می‌شوند. نانوکاتالیست‌های رایج، کاتالیستهایی نظیر ,TiO₂  , ZnO₂ SiO₂ ,CeO₂ ,  ZrO₂, SnO₂ آلایش شده با یک فلز و یا غیرفلز می‌باشند. تاکنون فعالیت نانوکاتالیستی برخی از نیمه هادی‌ها آزمایش شده است ولی معمولا فعالیت نانوکاتالیستی آنها کمتر از TiO₂  بوده است بنابراین ذرات دی اکسید تیتانیوم در مقیاس نانو برای فرایند اکسیداسیون کاتالیستی می‌تواند مناسب باشد(20). از مزایای نانو ذره دی اکسید تیتانیوم میتوان پایداری شیمیایی بالا، عدم سمیت، ارزان بودن و فعالیت کاتالیستی بدون تولید آلاینده­های ثانویه را نام برد(18،19،21،22). روش­های اصلاح فتوکاتالیستی شامل داپ کردن با یون­های فلزی (مانند,Mn²⁺, Ni²⁺  Zn²⁺,Ag, Au, Fe2+ و...)، غیر­فلزی(مثل بور(B)، نیتروژن(N)) و ایجاد هتروژن با نیمه هادی­های دیگر است(33, 34).  در بین انواع مختلف فلزات،  Fe³⁺ به دو دلیل مشابهت زیاد شعاع Fe³⁺ (645/0آنگستروم) به Ti⁴⁺ (604/0 آنگستروم) و اتصال آسان به شبکه کریستالی دی­اکسیدتیتانیوم به عنوان  یک عنصر مناسب مطرح شده است(23،18).

پدیده کاویتاسیون صوتی باعث تولید نور/انرژی می کند که می تواند باعث تحریک نیمه رساناها در فرایند کاتالیستی شود(25). بنابراین دابد کردن یونهای فلزی و غیر فلزی در ساختار TiO₂  می تواند فعالیت فرایند سونوکاتالیستی آنرا افزایش دهد. دابد کردن همزمان دو نوع اتم متفاوت در ساختار  TiO₂بوسیله بعضی پژوهشگرها نشان داده شده است که راندمان سونوکاتالیستی بیشتری دارد(19،18). اگر چه استفاده از روش اولترا صوت نیاز به انرژی زیادی دارد ولی استفاده از نانو کاتالیستهای اصلاح شده و اصلاح نشده می تواند زمان واکنش را کاهش و راندمان حذف را افزایش یابد که در نتیجه می تواند سبب کاهش هزینه های استفاده از این روش شود(17). 

حذف مواد آلی طبیعی از محیط های آبی با استفاده از روشهای مختلف اکسیداسیون و اکسیداسیون پیشرفته از قبیل فرایند ازن زنی، فتوفنتون، فتوکاتالیست و ... مطالعه شده است، ولی مطالعاتی در خصوص فرایند سونوکاتالیستی با استفاده از Fe-TiO2 در حذف این آلاینده انجام نگرفته است، بنابراین هدف از انجام این مطالعه بررسی کارایی فرایند سونوکاتالیستی با استفاده از نانوذرات FeTiO2در حذف اسید هیومیک از محلول‌های آبی می‌باشد.

بررسی متون:

1-مطالعه‌ای که در سال 2016 بر روی تجزیه سونوکاتالیستی اسیدهیومیک با استفاده از نانوذره N_ doped TiO 2 انجام شد نشان داد که در میان نانو ذرات مختلف، N_ doped TiO 2 بهترین نانوکاتالیست در میان کاتالیست‌های مورد بررسی است. تجزیه سونوکاتالیتی با نیمه هادی‌های نیتروژن داپ شده می‌تواند فرآیند اکسیداسیون مناسبی برای حذف آلاینده‌های مقاوم از قبیل اسید هومیک از محلول آبی باشد.

2- مطالعه‌ای که در سال 2017 بر روی تجزیه فوتوکاتالیستی اسیدهومیک با استفاده از فوتوکاتالیست جدید ZnO Doped Ce انجام شد نشان داد که پس از فوتوکاتالیز، تجزیه HA با پارامترهای طیف سنجی UV-vis و فلورسانس و همچنین محتوای کربن آلی محلول (NPOC) مشخص شد. مقایسه استفاده از فوتو کاتالیزاسیون Ce-Doped ZnO با طرز عمل فوتو کاتالیزوری TiO2 P-25 در نمونه های HA در شرایط آزمایشگاهی مشابه انجام شد. مدل سازی جنبشی حذف فوتوکاتالیستی HA نتایجی امیدوار کننده ای را  نشان داد که ZnO Doped Ce می تواند به عنوان کاتالیزور کارآمد برای تخریب NOM بکار گرفته شود.

3-مطالعه‌ای که در سال 2002 روی تجزیه فتوکاتالیستی اسید Maleic با استفاده از کاتالیزور Fe-TiO2 وابستگی مکانیسم تجزیه به محتوای کاتالیست‌های Fe انجام شد نتایج نشان داد در تجزیه فتوکاتالیستی اسیدمالئیک با استفاده از کاتالیست‌های TiO2 Fe-doped ، w/w in Fe) 05/0  and15/0، 5/0, 2) ، کاتالیست‌های با کمترین محتوای آهن (15/0، 5/0٪) رفتار کاتالیستی قابل توجهی نسبت به کاتالیست‌های TiO2داپ نشده و کاتالیست‌های با محتوای آهن بیشتر نشان می‌دهند. مولکول‌های اسیدمالیک با سطحی از پایین‌ترین کاتالیست‌های حاوی Fe ارتباط برقرار می‌کند و به همین علت اتم‌های آهن از سطح کاتالیزور به عنوان مجتمع‌های اسید Fe⁺³ , Maleic^- عکسبرداری استخراج می‌شوند. در کاتالیزور با محتوای کم آهن (0.15 و 0.5٪ وزنی / وزنی در آهن) بازگشت کاملا و از این فلز به سطح در یک راه سریع رخ می دهد. در مقابل، در کاتالیزور با محتوای بالای آهن (2 و 5 درصد وزنی / وزنی در آهن) تشکیل مجتمع های نوری کمتر به نظر می رسد غالب هستند. مطالعات FTIR تشکیل چنین مجتمعی را در کاتالیستهای doped اثبات کرده اند.

4-مطالعه ای که در سال 2014 بر روی یک نانو ذره کیتوزان مغناطیسی (MCNP) با مساحت سطح BET برابربا m2 / g  32/ 108 انجام شد نشان داد که  MCNP دارای توانایی عالی برای جذب اسید هومیک (HA) از محلول آبی در محدوده وسیعی می باشد. میزان جذب HA سریع است و بیش از 50٪ HA می‌تواند در 10 دقیقه اولیه جذب شود و در 60 دقیقه می‌تواند به حالت تعادل برسد. بر اساس مدل ایزوترم لانگمویر، حداکثر ظرفیت جذب HA برابر 6/32 میلی گرم بر گرم در دمای 25 درجه سانتیگراد است. پارامترهای ترمودینامیکی نشان می‌دهد که جذب HA به MCNP به صورت خودبه‌خودی و اندوترمیکی در طبیعت است. تمام نتایج تجربی نشان می‌دهد که MCNP یک جاذب امیدوارکننده برای تصفیه آب آلوده به اسید هومیک است.

5- در مطالعه ای که توسط مانیشا و همکاران در سال 2013 برروی تجزیه 2،4 –دی نیترو فنل انجام شد مشخص شد که با استفاده از روش اولتروسونیک می تواند 8/5 درصد ترکیب مورد نظر را تجزیه کند در صورتی که فرایند تلفیقی فنتون / اولتروسونیک کارایی برابر با 7/98 درصد را نشان داد.

6- در مطالعه هایدیوکی وهمکاران در سال 2011 به وسیله فرایند فتو فنتون و اولتراسونیک برای تجزیه علف کش لینورون انجام شده است .نتایج نشان داد. راندمان حذف به وسیله فرایند فتو فنتون اولتراسونیک با افزایش غلظت یون فرو از غلظت 5 0/0 درصد تا 1 /0 میلی مول در لیتر افزایش یافته ولی بعد از آن راندمان کم شده است.

1. تغییرات pH در حذف اسیدهیومیک با استفاده از فرایند سونوکاتالیستی موثر است؟
2. تغییرات زمان واکنش در حذف اسیدهیومیک با استفاده از فرایند سونوکاتالیستی موثر است؟
3. تغییرات غلظت اولیه  اسید هیومیک در حذف آن با استفاده از فرایند سونوکاتالیستی موثر است؟
4. تغییرات دوز نانوذره در حذف اسیدهیومیک  با استفاده از فرایند سونوکاتالیستی موثر است؟

تعیین کارایی فرایند سونوکاتالیستی نانوذرات Fe- dope TiO2در حذف اسید هیومیک از محلول های آبی

1. تعیین درصد حذف اسیدهیومیک با استفاده ازفرآیند سونوکاتالیستی بر حسب pH از محیط آبی 
2. تعیین درصد حذف اسیدهیومیک با استفاده ازفرآیند سونوکاتالیستی بر حسب زمان واکنش از محیط آبی 
3. تعیین درصد حذف اسیدهیومیک با استفاده ازفرآیند سونوکاتالیستی بر حسب غلظت اولیه اسید هیومیک از محیط آبی 
4. تعیین درصد حذف اسیدهیومیک با استفاده ازفرآیند سونوکاتالیستی بر حسب دوز نانوذره از محیط آبی

سازمان اداره آب وفاضلاب ، وزارت بهداشت ودرمان ، شهرداری ، سازمان منابع طبیعی

 اولتروسونیک (Ultrasonic):کلمه آلتراسونیک به معنای مافوق صوت است. محدوده فرکانس شنوایی انسان 10 هرتز تا20 هرتز است. محدوده فرکانسی امواج مافوق صوت 40 کیلو هرتز تا چندین مگا هرتز می باشد.

تجربی  و آزمایشگاهی

جامعه مورد مطالعه :  محلول‌های سنتتیک حاوی غلظت‌های مختلف اسیدهیومیک

معیارهای ورود : نمونه سنتتیک شده حاوی غلظت‌های الاینده اسیدهیومیک باشد.

با توجه به اینکه آزمایش از طریق یافتن بهینه ترین نقطه هر یک از متغیرها پیش می رود در نتیجه تعداد آزمایشات به شرح زیر است:

نمونه ها به صورت سنتتیک در شرایط آزمایشگاهی تهیه می شود.

پس از اتمام فرایند هر نمونه مورد ازمایش از فیلتر سرنگی عبور داده می شود سپس مقدار جذب آلاینده با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت خواهد شد و با توجه به میزان درصد حذف، کارایی فرایند های انجام شده تعیین خواهد شد.

مواد و وسایل مورد نیاز: اسید هیومیک  (شرکت سیگما آلدریچ ) ، اسیدسولفوریک ( ساخت شرکت Merch) ، سدیم هیدروکسید ( ساخت کشور Merch )، پروپانول محصول MERCK آلمان، نیترات آهن .9H₂O(Fe(NO₃)₃) محصول MERCK آلمان، اسید نیتریک (HNO₃) محصول MERCK آلمان، تیتانیم تترا ایزو پروپوکسید (TTIP) محصول MERCK آلمان از  لوازم پزشکی خریداری گردد .

در مرحله اول مواد مورد نیاز از شرکتهای معتبر خریداری می­شود. نانو ذرهFe-TiO₂  به روش سل –ژل تهیه می­گردد.

سنتز نانو ذره دی اکسید تیتانیم غنی شده با آهن به روش ُسل- ژل

g 2/15 گرم نیترات آهن در نیمی از پروپانول (mL 775/121) حل شود و با هموژنایزر هم زده شود بعد از گذشت 15 دقیقه از عمل هم زدن، نیم دیگر پروپانول (mL 775/121) با TTIP (mL 77/62) ترکیب شود و قطره قطره و در مدت 15/1 (1ساعت و 15 دقیقه) به محلول قبلی افزوده گردد تا سل تشکیل شود. همزمان، mL 33/8 آب مقطر نیز قطره قطره به محلول اضافه گردد، بعد از گذشت 30 دقیقه از شروع کار افزودن محلول پروپانول و TTIP به محلول پروپانول و نیترات آهن، چند قطره اسید نیتریک هم افزوده شود تا pH محلول 3 شود. در تمام مدت افزایش مواد عمل هم زدن توسط هموژنایزر باید ادامه پیدا کند. سپس محلول به مدت 24 ساعت جهت ژله ای شدن (تشکیل ژل) روی همزن مغناطیسی قرار داده شود. ژل تشکیل شده به مدت 10 ساعت در آون در دمای 80 جهت خروج الکل قرار داده شود. به منظور فعال کردن کاتالیست آن را به مدت 2 الی 5/2 ساعت در کوره در دمای 50 ± 500 درجه سانتی گراد و سپس جهت خنک شدن در دسیکاتور قرار داده شود. در نهایت و بعد از خنک شدن به صورت پودر در آورده میشود.

* شایان ذکر است که برای بررسی تأثیر مقدار (غلظت) یون آهن غنی کننده TiO₂ در کارایی فرایند تجزیه فتوکاتالیتیک بوسیله Fe³⁺-TiO₂، با استفاده از همین روش نانوفتوکاتالیست Fe³⁺-TiO₂ با مقدار کمتر یون آهن نسبت به نانوذره قبلی سنتز شود.

روش انجام آزمایش:

این مطالعه یک مطالعه تجربی و در مقیاس آزمایشگاهی می‌باشد که به صورت سیستم ناپیوسته انجام می‌گیرد. در ابتدای کار یک محلول استوک اسید هیومیک با حل کردن1 گرم اسید هیومیک در 1000 میلی­لیتر آب مقطر  تهیه می­شود. محلول استوک به صورت هفتگی تهیه می­شود و برای جلوگیری از تغییر غلظت در درون یخچال در دمای 4 درجه سانتی­گراد نگهداری می­شود. برای ساخت غلظت­های مختلف اسید هیومیک از محلول استوک با نسبت­های مناسب با استفاده از فرمول زیر رقیق­سازی می­شود :

C₁ : غلظت اسید هیومیک در محلول استوک           V₁: حجمی که از محلول استوک برداشته می­شود.      C₁V₁ = C₂V₂

C₂ : غلظت اسید هیومیک در نمونه سنتتیک        V₂ : حجم نمونه سنتتیک =100 سی سی 

سپس جهت رسم نمودار استاندارد غلظت‌های مختلف از محلول استوک 1 گرم بر لیتری را ساخته و با استفاده از اسپکتروفتومتری مقدار اسید هیومیک قرائت و با نرم افزار Excel نمودار مربوطه رسم می­شود.

انجام آزمایشات  به صورت بهینه خواهد بود یعنی به اینصورتی که با ثابت قرار دادن متغیرهای غلظت اولیه اسیدهیومیک، دوز نانوذره، فرکانس اولتروسونیک و زمان تماس و با متغیر گرفتن pH بهینه آن بدست خواهد آمد. جهت تعیین pH بهینه، متغیرهای غلظت اسید هیومیک 50 میلی­گرم بر لیتر، غلظت نانوذره100 میلی­گرم بر لیتر و زمان ثابت 15 دقیقه و تحت فرکانس 130 کیلو هرتز در نظر گرفته می­شود سپس pH با استفاده از اسید­سولفوریک و سدیم هیدروکسید توسط pH­متردر پنج سطح 3و5و7و9و11تنظیم می­شود و در داخل راکتور آزمایش (دستگاه اولتراسونیک) قرار داده پس از اتمام زمان مورد نظر حجم مشخصی ازنمونه را سانتریفیوژکرده پس از عبور از فیلتر سرنگی(یا کاغذ صافی) با دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه­گیری می­شود به این صورت در مرحله بعد با متغیر گرفتن غلظت اسیدهیومیک آزمایشات پیش خواهد رفت در نهایت بهینه کلیه متغیرها بدست خواهد آمد. جهت اندازه گیری میزان اسیدهیومیک خروجی، از دستگاه اسپکتروفتومتری با استفاده از طول موج حداکثر جذب (nm254) استفاده خواهد شد. کلیه آزمایشات در دمای محیط آزمایشگاه انجام خواهد گرفت. ( در صورت تداخل مواد واسطه در سنجش اسید هیومیک، سنجش اسیدهیومیک با استفاده از سنجش پارامتر COD محاسبه میشود)

درصد راندمان حذف اسید هیومیک با استفاده از فرمول زیر  بدست می­آید :

درصد راندمان حذف اسید هیومیک =((C₀-C₁)/C₀)×100

C₀: غلظت اولیه اسید هیومیک                                  

C₁: غلظت خروجی اسید هیومیک

نمودار مربوط به ارتباط  هر یک از متغیر ها نسبت به راندمان حذف با استفاده از نرم افزار Excel رسم میشود و مقدار بهینه برای هر متغیر تعیین خواهد شد.

1. هدف اصلی هر پژوهش‌باید ارتقای سلامت انسان‌ها توأم با رعایت کرامت و حقوق ایشان باشد) کد1).
2. در پژوهش‌های پزشکی که ممکن است به محیط زیست آسیب برسانند، باید احتیاط‌های لازم در جهت حفظ و نگهداری و عدم آسیب رسانی به محیط ریست انجام گیرد(کد9).
3. پژوهشگران موظفند که نتایج پژوهش‌های خود را صادقانه ، دقیق، و کامل منتشر کنند. نتایج، اعم از منفی یا مثبت، و نیز منابع تأمین بودجه، وابستگی  سازمانی، و تعارض منافع – در صورت وجود – باید کاملاً آشکارسازی شوند. پژوهشگران نباید در هنگام عقد قرارداد انجام پژوهش، هیچ  گونه شرطی را مبنی بر حذف یا عدم انتشار یافته‌هایی که از نظر حمایت کننده‌ی پژوهش  مطلوب نیست، بپذیرند(کد28).
4. نحوه‌ی گزارش نتایج پژوهش باید ضامن حقوق مادی و معنوی تمامی اشخاص مرتبط با پژوهش، از جمله خود پژوهشگر یا پژوهشگران، آزمودنی‌ها و مؤسسه‌ی حمایت کننده‌ی  پژوهش باشد(کد29).
5. گزارش‌ها و مقالات حاصل از پژوهش‌هایی که مفاد این راهنما را نقض کرده‌اند، نباید برای انتشار پذیرفته شوند.(کد30).
6. روش پژوهش نباید با ارزش‌های احتماعی، فرهنگی و دینی  جامعه در تناقض باشد(31).

خرابی دستگاه اسپکتروفتومتر یا ایجاد خطا درآزمایش: وجود مسئول آزمایشگاه و اصلاح و رفع مشکلات

1. Li, X., C. Fan, and Y. Sun, Enhancement of photocatalytic oxidation of humic acid in TiO< sub> 2 suspensions by increasing cation strength. Chemosphere, 2002. 48(4): p. 453-460.
2. Crittenden, J., et al., 14 (ed.). 2005. Water treatment: principles and design, John Wiley & Sons.
3. Kim, H.C. and M.J. Yu, Characterization of natural organic matter in conventional water treatment processes for selection of treatment processes focused on DBPs control. Water research, 2005. 39(19): p. 4779.
4. Swietlik, J., et al., Reactivity of natural organic matter fractions with chlorine dioxide and ozone. Water research, 2004. 38(3): p. 547-558.
5. Effects of humic acid concentration on the microbially-mediated reductive solubilization of Pu(IV) polymers
6. Humic acid inhibition of hydrolysis and methanogenesis with different anaerobic inocula
7. Chen, C., et al., Disinfection by-products and their precursors in a water treatment plant in North China: Seasonal changes and fraction analysis. Science of the Total Environment, 2008. 397(1): p. 140-147.
8. Sonocatalytic degradation of humic acid by N-doped TiO2 nano-particle in aqueous solution
9. Wang, G.-S., C.-H. Liao, and F.-J. Wu, Photodegradation of humic acids in the presence of hydrogen peroxide. Chemosphere, 2001. 42(4): p. 379-387.
10. John, C., et al., Water Treatment Principles and Design. Editorial John Wiley and Sons, Inc, 2005: p. 262-265.
11. Mosqueda-Jimenez, D. and P. Huck, Fouling analysis of ultrafiltration and nanofiltration membranes. Water Practice & Technology, 2006. 1(04).
12. Sonocatalytic degradation of ciprofloxacin using synthesized TiO2 nanoparticles on montmorillonite
13. Ramalho, P.A., Degradation of dyes with microorganisms: studies with ascomycete yeasts. 2005.
14. Zille, A., Laccase reactions for textile applications. 2005.
15. Epolito, W., et al., Characterization of the textile anthraquinone dye Reactive Blue 4. Dyes and pigments, 2005. 67(1): p. 35-46.
16. Chemat, F., et al., Sono-oxidation treatment of humic substances in drinking water. Ultrasonics sonochemistry, 2001. 8: p. 247-250.
17. Wang, J., et al., Preparation of Fe-doped mixed crystal TiO₂ catalyst and investigation of its sonocatalytic activity during degradation of azo fuchsine under ultrasonic irradiation. Journal of colloid and interface science, 2008. 320(1): p. 202-209.
18. Zhang, S., Synergistic effects of C-Cr codoping in TiO₂ and enhanced sonocatalytic activity under ultrasonic irradiation. Ultrasonics sonochemistry, 2011.
19. Pang, Y.L. and A.Z. Abdullah, Fe³⁺ doped TiO ₂ nanotubes for combined adsorption–sonocatalytic degradation of real textile wastewater. Applied Catalysis B: Environmental, 2012.
20. Zhao, J. and X. Yang, Photocatalytic oxidation for indoor air purification: a literature review. Building and Environment, 2003. 38(5): p. 645-654.
21. Rehman, S., et al., Strategies of making TiO₂ and ZnO visible light active. Journal of hazardous materials, 2009. 170(2): p. 560-569.
22. Pourahmad, A., Nanocomposite prepared from ZnS nanoparticles and molecular sieves nanoparticles by ion exchange method: Characterization and its photocatalytic activity. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2012.
23. Hu, S., et al., Enhanced photocatalytic activity and stability of nano-scaled TiO₂ co-doped with N and Fe. Applied Surface Science, 2011. 258(1): p. 182-188.
24. Qin, Q., J. Ma, and K. Liu, Adsorption of anionic dyes on ammonium-functionalized MCM-41. Journal of hazardous materials, 2009. 162(1): p. 133-139.
25. Pang, Y.L. and A.Z. Abdullah, Effect of carbon and nitrogen co-doping on characteristics and sonocatalytic activity of TiO₂ nanotubes catalyst for degradation of Rhodamine B in water. Chemical Engineering Journal, 2012.

ندارد.