جذب بیس فنل و پریکتیکول از محیط های آبی توسط کربن فعال حاصل از زائدات کشاورزی: مطالعه ایزوترمی و سینتیکی و ترمودینامیکی

برای دست‌‌یابی یه توسعه پایدار, توجه به مدیریت محیط‌زیست اجتناب‌‌پذیر است و یکی از مسائل مهمی که سلامت محیط را تهدید می‌کند ترکیبات مقاوم و سمی می‌باشند که از طریق فاضلاب‌های صنعتی وارد محیط‌زیست می‌گردند(1).یکی از نتایج توسعه سریع صنایع تولید حجم زیاد فاضلاب و در نتیجه آلوده شدن منابع آبهای سطحی و زیر زمینی به مواد شیمیایی آلی و غیر‌آلی مختلفی از قبیل ترکیبات‌فنلی, رنگ‌ها و فلزات‌سنگین است(2, 3). در این میان بیس‌فنل  A یا 2-2 بیس پروپان (4 هیدروکسی فنیل) که به عنوان یک آلاینده سمی و زیست محیطی مطرح می باشد و ممکن است در دوزهای پایین نیز خطرناک باشد(4). برخی از عوارض در معرض قرارگیری با بیس‌فنل، کاهش اسپرم، سرطان پستان، سرطان پروستات و کاهش باروری می‌باشد(5, 6). با توجه به افزایش استفاده از محصولات ساخته شده از بیس فنل (BPA) احتمال آلودگی محیط زیست توسط BPA را افزایش داده است(7). به طور کلی، غلظت BPA در آبهای سطحی از 05/0تا 1/0 گرم در لیتر متفاوت است ولی در برخی رودخانه ها به علت ورود فاضلاب های صنعتی تا حد 4/0 گرم در لیتر بالا می باشد(5, 8). بیش از یک میلیون تن از بیس فنل A سالانه در جهان تولید می‌شود که حدود 5/0 میلیون تن آن در اروپا می باشد(9).
همچنین ترکیبات فنل مثل کتکول به عنوان آلاینده مضر در نظر گرفته شده‌اند چون در غلظتهای پایین نیز برای موجودات زنده مضر هستند و  به طور گسترده در محلولهای صنعتی یافت می‌شوند(10, 11). کتکول یا پیروکتکول در فعالیت‌های مانند تولید رنگ، الیاف مصنوعی، رنگ مو، آنتی‌اکسیدانت، صنعت داروسازی، عکاسی مورد استفاده قرار می‌گیرد(12, 13). اگر پیروکتکول وارد محیط زیست شود به راحتی می‌تواند در خاک، آبهای سطحی و زیرزمینی تجمع یافته و یکی از مهترین نگرانیهای زیست محیطی را ایجاد کند(14, 15). در انسان و سایر موجودات زنده مواجهه با پیروکتکول می‌تواند منجر به تخریب استروژن و باعث آسیب به سیستم‌های عصبی و پیش‌سازهای آنها شود(16). حدود بیست میلیون کیلوگرم سالانه پیروکتکول در جهان مصرف می‍‌شود(17). با توجه به این که این و کاهش و حذف بیولوژیکی آن مشکل می‌باشد، لذا استانداردهای سخت‌گیرانه‍ای برای تخلیه مواد فنل‌دار به محیط‌زیست در نظرگرفته شده است. لذا پیروکتکول در طبقه‌بندی آلاینده دارای اولویت و خطرناک در آژانس بین‌الملی تحقیقات سرطان (IARC) و در فهرست سازمان حفاظت محیط‌زیست آمریکا معرفی شده است(18).

با توجه به موارد بالا حذف این ترکیب و کاهش بیس فنل و پریکتیکول از محیط آبی ضروری است. در طی دو دهه اخیر تحقیقات زیادی در ارتباط با جذب مواد‌آلی با قابلیت تجزیه‌پذیری پایین صورت گرفته است. هدف اصلی این تحقیقات، تشخیص یک ماده جاذب موثر و ارزان قیمت جهت حذف آلاینده‌های‌آلی از محلول‌های آبی است. فرایندهای متداول حذف ترکیبات فنلی شامل جذب‌سطحی اکسیداسیون مرطوب با پراکسید، اکسیداسیون مرطوب با هوا، ازن‌زنی، روش‌های الکتروشیمیایی، پرتودهی و غیره می‌باشد(19, 20) که غالب این روش‌ها دارای معایبی نظیر هزینه بالای تصفیه، نیاز به تصفیه اضافی، تشکیل فرآورده های جانبی خطرناک(21)، راندمان پایین و قابلیت کاربرد برای غلظت های محدودی از آلاینده‌ها می‌باشد(22). در میان فرآیندهای فیزیکوشیمیایی تکنولوژی جذب بطور وسیعی در چند سال اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است و فرایندی است که طی آن مولکولهای ماده جذب‌شوتده موجود در یک محلول به سمت سطوح داخلی یک ماده جذب شونده کشیده‌شده و تجمع می‌یابند(23).کربن‌فعال متداول‌ترین و یکی از ابتدائی‌ترین جاذب‌ها برای جذب می‌باشد و توانایی بالایی در جذب آلاینده‌های آلی دارد ولی بخاطر وجود معایبی مانند هزینه بالای تهیه آن و نیاز به صرف هزینه بالا جهت احیاء آن تلاش شده است(24, 25) که از جاذب‌های طبیعی و ارزان ‌قیمت با کارایی بالا مثل بنتونیت، چیتوزان، خاک ‌اره، خاکستر، چوب، کاه، سبوس‌ برنج، پوست‌ نارگیل، خاک‌ رس, پوست ‌تخم‌مرغ و .... بجای کربن‌فعال استفاده شود(26, 27).

کربن فعال یا کربن اکتیو به گروهی از مواد کربنی با پوکی و سطح داخلی بالا اطلاق می‌شود که به‌دلیل مساحت داخلی قابل توجه، ساختار پوک و منفذی، ظرفیت جذب بالا، قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح و همچنین قیمت پائین در مقایسه با جاذب‌های غیرآلی مانند زئولیتیک، ماده منحصربه‌فردی می‌باشند. کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیردلخواه از آب در عملیات‌های خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذائی و شیمیائی می‌باشد برای مثال سطح خارجی یک گرم از کربن فعال در حدود ۳،۰۰۰ مترمربع سطح تماس دارد.

کربن فعال از پیرولیز موادکربنی از قبیل چوب، زغال‌سنگ، هسته یا پوسته میوه‌ها حاصل می‌گردد و در مراحل بعدی تحت عملیات فعال‌سازی قرار می‌گیرد. پیرولیز موادکربنی، بدون حضور هوا، باعث تخریب مولکول‌های غیرآلی می‌شود که یک ماده پودری کربنی از آن ایجاد خواهد شد. جسم تولیدشده دارای سطح ویژه و تخلخل بالایی می‌باشد. سه فرایند اصلی برای فعال‌سازی کربن در نظر گرفته می شود.

1.          فعال‌سازی با بخار

2.          فعال‌سازی با دی اکسید کربن

3.          فعال‌سازی شیمیایی

در میان سه روش بالا فعال‌سازی با بخار بهترین گزینه به لحاظ زیست محیطی و اقتصادی است درحالی‌که فعال‌سازی شیمیایی بیشترین سطح و تخلخل را حاصل می‌کند. در این مطالعه ار روش فعال سازی شیمیایی استفاده خواهد شد

با توجه به بررسی منابع علمی مشخص شد که تاکنون در زمینه جذب بیس‌فنل و پری کتیکول با استفاده از کربن های حاصله از زائدات گیاهی مطالعه‌ای کمی صورت نگرفته است بنابراین اهداف اصلی این تحقیق بررسی زمان تماس،  pH، غلظت اولیه بیس‌فنلو پری کتیکول ، دزجاذب و دما بر روی کارایی حذف بیس‌فنل و پری کتیکول و انجام مطالعات ایزوترمی، سنتیکی و ترمودینامیکی جذب‌سطحی می‌باشد

در بررسی که تحت عنوان کاربرد بنتونیت برای حذف فنل  از محلولهای آبی توسط بانات انجام گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است که تمام آزمایشات ابتدا در PH  بین 2 تا 10 و دما بین 20 تا 55 درجه سانتی گراد انجام شده است و مشاهده شده است که ماکزیمم جذب فنل در PH برابر با 2.5 اتفاق می افتد و دما بهینه برای جذب حدود 35درجه سانتی گراد می باشد ودر PH بالای 2.5 میزان جذب به طور قابل توجهی کاهش می یابد و میزان جذب بیشتر با مدل جذب لانگمیر با    R2برابر با 995/0 مطابقت دارد.و بیشترین جذب برابر با 83.33 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب می باشد. همچنین با افزایش مقدار اولیه فنل میزان کلی جذب توسط گیاه افزایش می یابد ولی در کل درصد جذب کاهش پیدا می کند(25).

در بررسی که تحت عنوان کاربرد آزولا برای جذب فنل از محلولهای آبی توسط ززولی و همکاران انجام گرفته است نتایج  حاصله نشان دهنده آن است که بهترین PH برای جذب در بین 6 تا 7 قرار دارد در حالیکه بهترین PH برای حذف فنل در دیگر مطالعات نیز در محدوده  5 قرار دارد و میزان جذب بیشتر با مدل جذب لانگمیر با  R2برابر با 997/0  مطابقت دارد. همچنین با افزایش مقدار اولیه فنل میزان کلی جذب توسط جاذب افزایش می یابد ولی در کل در صد جذب کاهش پیدا می کند. برای مثال با افزایش غلظت فنل از 10 تا 1000میلی گرم در لیتر درصد جذب از 2 به 109 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب افزایش می یابد ولی درصد حذف از 81.7 تا 43.6 % کاهش می یابد(28).

در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب فنل بوسیله کربن فعال از محلولهای آبی  صورت گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است میزان حذف 79.3% در غلظت 100 میلی گرم در لیتر می باشد آزمایشات در  PH بین 2 تا 10 انجام شد و در PH بین 2 تا 4 میزان کاهش کم و از 4 به بالا با کاهش زیاد مواجه می باشد بنابراین بهترین PH برای حذف 2 می باشد و بالاترین میزان حذف 95%  در این مقدار بدست آمده است همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت بیومس از 5/0 به  5  گرم در لیتر  درصد حذف از 69 درصد به 94 درصد میرسد درحالیکه مقدار جذب از 138.37 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب به 3.77 می رسد. همچنین با افزایش غلظت اولیه فنل میزان جذب به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد درحالیکه میزان درصد حذف تغییر زیادی ندارد و کاهش کمی نیز در صد حذف مشاهده می شود. برای مثال افزایش غلظت اولیه فنل از 10 به 1000میلی گرم درلیتر باعث افزایش میزان جذب از 10 به 180  میلیگرم به ازای هر گرم جاذب می شود درحالیکه درصد حذف از 90 درصد به 80 درصد میرسد(21).

در بررسی که تحت عنوان کاربرد پوسته چغندر برای حذف فنل از محلولهای آبی توسط Gulbeyi انجام گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است که تمام آزمایشات ابتدا در PH  بین 3 تا 11 و دما بین 15 تا 50 درجه سانتی گراد انجام شده است و مشاهده شده است که ماکزیمم جذب فنل در PH برابر با 6 اتفاق می افتد و دما بهینه برای جذب حدود 40 درجه سانتی گراد می باشد و در PH بالای و پایین 6 میزان جذب به طور قابل توجهی کاهش می یابد و میزان جذب بیشتر با مدل جذب تکمین با    R2برابر با 985/0 مطابقت دارد. همچنین با افزایش مقدار اولیه فنل میزان کلی جذب توسط جاذب افزایش می‌یابد ولی در کل درصد جذب کاهش پیدا می کند(29).

در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب کتیکول بوسیله کربن فعال تجاری انجام شده است نتایج  حاصله نشان دهنده آن است که ماکزیمم حذف در2 PH=  برابر با 28/116  میلی گرم به ازای هر گرم جاذب خواهد بود که با مدل لانگمیر مطابقت می کند همچنین نشان داده شده است که با افزایش غلظت کتکول میزان جذب توسط جادب افزایش پیدا می کند و غلظت مورد آزمایش از 10 تا 100 میلی گرم در لیتر متغیر می باشد و بیشترین مفدار جذب در غلظت 100 میلی گرم اتفاق می افتد همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت جاذب از 5/0 به  5  گرم در لیتر  درصد حذف از 54 درصد به 99 درصد میرسد درحالیکه مقدار جذب از 117.47 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب به 4.13 می رسد(13).

در بررسی که تحت عنوان کاربرد چیتوسان برای حذف بیس فنل از محلولهای آبی توسط دهقانی انجام گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است که تمام آزمایشات ابتدا در pH  بین 2 تا 10 و دما بین 20 تا 55 درجه سانتی گراد انجام شده است و مشاهده شده است که ماکزیمم جذب فنل در pH برابر با 3 اتفاق می افتد و دما بهینه برای جذب حدود 55 درجه سانتی گراد می باشد و در pH بالای 3 میزان جذب به طور قابل توجهی کاهش می یابد و میزان جذب بیشتر با مدل جذب لانگمیر با  R2برابر با 0.995 مطابقت دارد. و بیشترین جذب برابر با 83.33 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب می باشد. همچنین با افزایش مقدار اولیه بیس فنل میزان کلی جذب توسط جاذب افزایش می یابد ولی در کل درصد جذب کاهش پیدا می کند(30).

در بررسی که تحت عنوان کاربرد پوسته گرافین برای جذب بیس فنل از محلولهای آبی توسط Xu انجام گرفته است نتایج  حاصله نشان دهنده آن است که بهترین pH برای جذب در محدوده اسیدی قرار دارد در حالیکه بهترین pH برای حذف بیس فنل در دیگر مطالعات نیز در محدوده 5 قرار دارد و میزان جذب بیشتر با مدل جذب لانگمیر با  R2برابر با 997/0  مطابقت دارد. همچنین با افزایش مقدار اولیه بیس فنل میزان کلی جذب توسط جاذب افزایش می یابد ولی در کل در صد جذب کاهش پیدا می کند. برای مثال با افزایش غلظت بیس فنل از 10 تا 1000 میلی گرم در لیتر درصد جذب از 2 به 109 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب افزایش می یابد ولی درصد حذف از 81.7 تا 43.6 % کاهش می یابد(31).

در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب بیس فنل بوسیله نانولوله کربنی از محلولهای آبی صورت گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است میزان حذف 92.5 در غلظت 100 میلی گرم در لیتر می باشد بهترین pH برای حذف 4 می‌باشد و بالاترین میزان حذف 97% در این مقدار بدست آمده است همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت نانو از 0.1 به 1.5 گرم در لیتر درصد حذف از 69 درصد به 97 درصد رسید درحالیکه مقدار جذب از 138.37 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب به 3.77 می رسد(32).

در بررسی که تحت عنوان کاربرد زئولیت برای حذف بس فنل از محلولهای آبی توسط Dong انجام گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است که ماکزیمم جذب فنل در pH برابر با 4 اتفاق می افتد و دما بهینه برای جذب حدود 50 درجه سانتی گراد می باشد و در PH بالای و پایین 4 میزان جذب به طور قابل توجهی کاهش می یابد و میزان جذب بیشتر با مدل جذب تکمین با    R2برابر با 0.985 مطابقت دارد. همچنین با افزایش مقدار اولیه بیس فنل میزان کلی جذب توسط جاذب افزایش می‌یابد ولی در کل درصد جذب کاهش پیدا می کند(33).

 در صد حذف بیسفنل و پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج  در زمان تماس های مختلف  چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در زمان تماس های مختلف  چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج در غلظت های مختلف آلاینده چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در غلظت های مختلف آلاینده چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول  با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج در دوزهای مختلف جاذب چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در دوزهای مختلف جاذب چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج در  pH  های مختلف چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در  pH  های مختلف چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در دماهای مختلف چگونه است؟

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول  با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج در  دماهای مختلف چگونه است؟

بررسی جذب بیس فنل و پریکتیکول از محیط های آبی توسط کربن فعال حاصل از زائدات کشاورزی

در صد حذف بیسفنل و پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج  در زمان تماس های بین 10 تا 180 دقیقه 

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در زمان تماس های بین 10 تا 180 دقیقه 

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج در غلظت های بین 2 تا 100 میلی گرم در لیتر

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در غلظت های بین 2 تا 100 میلی گرم در لیتر

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول  با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج در دوزهای جاذب در دوزهای بین 0.2 تا 2 گرم در لیتر

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در دوزهای  جاذب در دوزهای بین 0.2 تا 2 گرم در لیتر

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج  در pH بین 3 تا 11

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره در pH بین 3 تا 11

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از خاک اره دردمای بین 10 تا 50 درجه سانتی گراد

 در صد حذف بیسفنل و  پریکتیول  با استفاده از جاذب کربن فعال حاصله از شلتوک برنج در دمای بین 10 تا 50 درجه سانتی گراد

بررسی ایزوترم های جذب بیس فنل و پیریکتیول توسط کربن فعال حاصله از خاک اره
بررسی ایزوترم های جذب بیس فنل و پیریکتیول توسط کربن فعال حاصله از شلتوک برنج

بررسی سینتیک های جذب بیس فنل و پیریکتیول توسط کربن فعال حاصله از خاک اره

بررسی سینتیک های جذب بیس فنل و پیریکتیول توسط کربن فعال حاصله از شلتوک برنج

بررسی فرآیند ترمودینامیکی جذب بیس فنل و پیریکتیول توسط کربن فعال حاصله از خاک اره

بررسیفرآیند ترمودینامیکیجذب بیس فنل و پیریکتیول توسط کربن فعال حاصله از شلتوک برنج

وزارت نیرو-شرکت آب و فاضلاب

بیس فنل:   بیس‌فنل  A یا 2-2 بیس پروپان (4 هیدروکسی فنیل) که به عنوان یک آلاینده سمی و زیست محیطی مطرح می باشد یکی از ترکیبات فنلی می باشد

پری کتیکول:  کتیکول یا 1،2-dihydroxybenzene شناخته می شود، یک ترکیب ارگانیک با فرمول مولکولی C6H4 (OH) 2 است. این ایزومر اورتوم سه جزء بنزنیدیل ایزومری است. این ترکیب بی رنگ به طور طبیعی در مقادیر رقیق رخ می دهد. این اولین بار توسط تقطیر مخرب عصاره گیاهی catechin کشف شد. در حال حاضر حدود 20،000 تن کیتهول به صورت Synthetic تولید می شود و به عنوان یک ماده شیمیایی ارگانیک کالا، عمدتا به عنوان یک پیش ماده برای آفت کش ها، طعم ها و عطرها استفاده می شود

تجربی -آزمایشگاهیی

محلول سنتتیک حاوی غلظت های مختلف  بیس فنل و پریکتیکول  که از محلول استوک ساخته شده (غلظت مشخص بیس فنل و پریکتیکول  و حجم مشخصی از آب مقطر )

39 نمونه برای یک جاذب و یک آلاینده بنابراین برای دو آلاینده 78 نمونه و برای دو جاذب 156نمونه خواهد بود و با دو با تکرار 312 نمونه خواهد شد.

روش نمونه برداری بصورت غیر احتمالی در دسترس می باشد که بعد از انجام فرایند، نمونه ها برداشته شده و پس از آماده سازی غلظت پریکتیکول  و بیس فنل با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری خواهد شد.

پس از انجام فرایند در هر مرحله، نمونه‌های حاصل مورد آزمایش قرار خواهد گرفت و مقدار بیس فنل و پریکتیکول  باقیمانده بر حسب خود آلاینده  بدست خواهد آمد. در نهایت نمودار های مربوطه بر حسب درصد حذف  یا ظرفیت جذب جاذب رسم خواهد شد

ماده خام مورد استفاده در این بررسی، زائدات کشاورزی مانند شلتوک برنج و خاک اره  می باشد این مواد نخست خرد می شوند عامل فعال ساز مورد استفاده، کلرید روی ساخت کمپانی ALDRICH با خلوص 98% خواهد بود 

 جهت ساخت کربن فعال، ابتدا به جرم معینی از ماده خام مورد آزمون، محلول غلیظ و جوشانی از کلرید روی افزوده خواهد شد . جرم کلرید روی موجود در این نمونه بگونه ای انتخاب می شود که نسبت جرمی معینی را با ماده خام داشته باشد. مخلوط فوق ضمن بهم خوردن به ملایمت حرارت خواهد دیدتا بصورت ظاهری خشک شود. سپس این مخلوط در آون در دمای oC 140 برای مدت 6 ساعت بطور کامل خشک شده و سپس به منظور انجام فعال سازی، در یک راکتور از جنس کوارتز با حجم ml200  قرار داده می شود. این راکتور در یک کوره استوانه ای تا دمای نهایی oC500 –400 گرم شده و برای مدت زمان hr1 در این دما نگهداری خواهد شد. نمونه نهایتاً تا رسیدن به دمای محیط به ملایمت سرد می شود. در تمام عملیات فوق، گاز نیتروژن خالص با دبی حجمی ml/min200 در راکتور جهت برقراری اتمسفر بی اثر جریان خواهد داشت. کربن فعال حاصل, نهایتاً در آون در دمای oC105 بطورکامل خشک خواهد شد.

     نمونه های کربن فعال بدست آمده تحت آزمایشهای جذب نیتروژن در دمای K77 به منظور تعیین سطح آزاد به روش BET قرار خواهند گرفت. این عمل توسط دستگاه ASAP 2000 ساخت کمپانی Micromeritics انجام می شود. آزمایشهای اندازه گیری عدد یدی بر اساس استاندارد ASTM-D4607 به انجام خواهد شد. همچنین از نمونه ماده خام و نیز برخی از  محصولات بدست آمده، تصاویری توسط میکروسکپ الکترونی SEM-360 ساخت کمپانی Cambridge تهیه خواهد شد تا ساختمان محصولات بدست آمده مورد بررسی دقیقتر قرار گیرد.

یکی از مهمترین ویژگیهای هر جاذب Point of zero charge (PZC) pH_pzc  می‌باشد که در این آزمایش تعیین خواهد شد  برای تعیین pH_pzc از محلول نمک طعام 01/0 مولار به عنوان الکترولیت و از محلول‌های سود و اسید کلریدریک 1/0 مولار به عنوان عوامل کنترل‌کننده استفاده خواهد شد. مقدار 30 میلی لیتر ( درهر ارلن) از محلول الکترولیت در 8 عدد ارلن 50 میلی‌لیتری ریخته خواهد شد و pH  محلول ها در محدوده 2 تا 12 با استفاده از اسید و سود تنظیم خواهد گردید. میزان 5/0 گرم از عدسک اصلاح شده در هر کدام از ارلن‌ها اضافه خواهدan  و به مدت 48 ساعت ارلن‌ها بر روی شیکر با سرعت 120 دور در دقیقه قرار داده خواهند شد و بعد از سپری شدن زمان فوق، pH نهایی محتویات ارلن‌ها بعد از عبور از صافی قرائت می گردد

آماده‌سازی محلول آبی: در این مطالعه محلول استوک1000 میلی گرم در لیتر بیس‌فنل و پریکتیکول با انحلال ا گرم از بیس‌فنل در یک لیتر آب دو بار تقطیر تهیه خواهد شد. سپس محلول‌های نمونه به حجم 100 میلی‌لیتر و دارای غلظت‌های مشخص بیس‌فنل و پری کتیکول از طریق رقیق‌کردن محلول استوک در ارلن های 100 لیتری آماده می شود. جهت تنظیم  pHاز محلول اسید کلریدریک و هیدروکسید سدیم 1/0 نرمال استفاده خواهد شد.

روش انجام آزمایشات: این مطالعه تجربی بوده و به صورت ناپیوسته در ارلن هایی به حجم 100 میلی بر روی شیکر انجام می شود .آزمایشات بصورت ناپیوسته و با تغییر  فاکتور زمان تماس،  pH (3-11) ، غلظت اولیه بیس‌فنل و پریکتیکول (میلی‌گرم در لیتر) و دز جاذب و دما 10 تا 50 درجه ‌سانتی‌گراد صورت خواهد  گرفت. به منظور تعیین زمان تماس بر میزان ظرفیت جذب، مقدار 5/0 گرم جاذب را در 100 میلی‌لیتر محلول بیس‌فنل و پریکتیکول با غلظت 25 میلی‌گرم در لیتر و pH برابر با 3 ، دما 30 سانتی‌گراد قرار داده خواهد شد  سپس نمونه‌ها بر روی شیکر گذاشته و سرعت اختلاط (180 دور در دقیقه) تنظیم خواهد شد و در زمان تماس‌های مختلف موردنظر، نمونه از روی شیکر برداشته شده و صاف سازی خواهد شد. نمونه صاف شده جهت سنجش مقدار بیس‌فنل و پیری کتیکول باقی مانده مورد استفاده قرار گرفت. تمام مراحل آزمایش جهت حصول اطمینان از صحت و دقت نتایج در دو مرحله انجام شد. بنابراین تعداد نمونه‌های مورد نظر با توجه به بهینه بودن پارامترها و تکرار آزمایشات تعیین خواهد شد.

آزمایشات واجذب: برای انجام آزمایشات مربوط به این قسمت، ظروفی که در آنها قبلا جذب صورت گرفته را با استفاده از صافی 45/0 میکرون فیلتر کرده و کربن فعال روی فیلتر را با آب مقطر شسته و در ظروف 250 میلی در تماس با اسید هیدروکلریدریک 5/0 مولار و  آب مقطر قرار خواهیم داد.  نمونه آماده شده را بر روی شیکر به مدت 90 دقیقه قرار داده و سپس نمونه مورد نظر را دوباره فیلتر کرده و با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر میزان بیس‌فنل و پیریکتیکول نمونه را قرائت می‌کنیم. نسبت واجذب از فرمول زیر محاسبه می‌شود(31)

100  ×                      واجذب بیسفنل  مقدار                    جذبی بیسفنل  مقدار   = درصد واجذب

در نهایت میزان جذب و راندمان جذب با استفاده از روابط 1و 2 تعیین شد. در این رابطه R راندمان q_e ظرفیت جذب بر حسب میلی‌گرم به ازای هر گرم جاذب،C₀  غلظت اولیه کروم برحسب میلی‌گرم در لیتر، C_e غلظت کروم در زمانt  برحسب میلی‌گرم در لیتر،M  جرم جاذب برحسب گرم، V حجم نمونه برحسب لیتر می‌باشد(33).

R= (Co-Ce)× 100Co                           1

qe = (Co-Ce)× VM                        2

برای ارزیابی مدل ها علاوه بر ضریب همبستگی، از تابع خطا (F_error) نیز استفاده خواهد شد. در این تابع، اختلاف بین مقادیر اندازه‌گیری شده در آزمایش با مقادیر به دست آمده از مدل به عنوان معیار ازریابی قرار خواهد گرفت. که رابطه  , q_i model مقدار به دست آمده از برازش مدل, q_i experimental مقدار به دست آمده از آزمایش و p تعداد آزمایش‌ها است

F_error= 1p(q_i model-q_i experimentalq_i experimental)2×(1p-1)                                 

با استفاده از نرم افزار EXCEL یا SPSS نمودارهای مربوطه بر حسب درصد حذف بیس فنل و پریکتیکول  و ظرفیت جذب جاذب رسم خواهد شد.

در این طرح کد شماره 9  دفترچه   راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی دارای آزمودنی انسانی که مربوط به حفاظت از محیط زیست می باشد رعایت خواهد شد همچنین کدهای شماره  11 و 30 و 31 مربوط به ائین نامه اخلاقی پژوهش مروبط به همین راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی دارای آزمودنی انسانی رعایت خواهد شد.

محدودیت اجرایی ندارد

پریکتیکول - بیس فنل - کربن فعال 

1.         Mesdaghinia AR, Farrokhi M, Nasseri S, Yazdanbakhsh AR. Biodegradation enhancement of 2,4,6 trichlorophenol by fentons oxidation process. 2004;7(2):33-42.

2.         Senturk HB, Ozdes D, Gundogdu A, Duran C, Soylak M. Removal of phenol from aqueous solutions by adsorption onto organomodified Tirebolu bentonite: equilibrium, kinetic and thermodynamic study. Hazardous Materials. 2009;172(1):353-62.

3.         Khosravi R, Moussavi GR, Mohammadi SR. Removal of High Concentration of Phenol from Synthetic Solutions by Fusarium Culmorum Granules. Iranian Journal of Health and Environment. 2011;4(4):451-60.

4.         Brugnera MF, Rajeshwar K, Cardoso JC, Zanoni M,. Boldrin V. Bisphenol A removal from wastewater using self-organized TIO2 nanotubular array electrodes. Chemosphere. 2010;78(5):569-75.

5.         Zazouli MA, Balarak D, Mahdavi Y, Barafrashtehpour M, Ebrahimi M. Adsorption of Bisphenol from Industrial Wastewater by Modified Red Mud. Journal of Health & Development. 2013;2(1):1-11.

6.         Neamt M,  Frimme FH.  Degradation of endocrine disrupting bisphenol A by 254nm irradiation in different water matrices and effect on yeast cells  Water research. 2006;40:3745 – 50.

7.         Tanaka S, Kuramitz H, YNakata, MKawasaki. Electrochemical Oxidation Of Bisphenol A. Application To The Removal Of Bisphenol A Using  a Carbon Fiber Electrode. Chemosphere. 2001;45:37-43.

8.         Andreescu S, Ispas CR, Ravalli MT, Steere A. Multifunctional biomagnetic capsules for easy removal of phenol and bisphenol A. Water research 2010;44:1961-9.

9.         Yoon Y,  Park Y, Heo J, Joseph  L; Adsorption of bisphenol A and ethinyl estradiol on single walled carbon nanotubes from seawater and brackish water;. Desalination. 2011;281:68-74.

Cohen SH, Belinky PA, Hadar Y, Carlos G. Dosoretz D.Characterization of catechol derivative removal by lignin peroxidase in aqueous mixture. Bioresource Technology.2009; 100;2247–2253.

10.       Schweigert, N, Zehnder, AJB, Eggen, RIL: Chemical properties of catechols and their molecular modes of toxic action in cells, from microorganisms to mammals. Environ. Microbiol.2001; 3, 81–91.

11.       Suresh S, SrivastavaVC, Mishra IM. Adsorption of catechol, resorcinol, hydroquinone, and their derivatives: a review.International Journal of Energy and Environmental Engineering; 2012,32(3);1-19.

12.       Cohena S, Belinky PA, Hadar Y, Dosoretz CG. Characterization of catechol derivative removal by lignin peroxidase in aqueous mixture. Bioresource Technology2009;100(7);2247–2253.

13.       Kumar, A, Kumar, S, Kumar, S: Adsorption of resorcinol and catechol on activated carbon: equilibrium and kinetics. Carbon. 2003; 41, 3015–3025.

14.       Namasivayam C,  Sumithra S. Adsorptive Removal of Catechol on Waste Fe(III)/Cr(III) Hydroxide:  Equilibrium and Kinetics Study. Ind Eng Chem Res, 2004, 43 (23), 7581–7587.

15.       Mandal A, Ojha K, De  AK. Removal of Catechol from Aqueous Solution by Advanced Photo-oxidation Process. Chemical engineering journal .2004;102(2):203-208 

16.       Sadler A, Subrahmanyam VV, Ross D.Oxidation of catechol by horseradish peroxidase and human leukocyte peroxidase: reactions of o-benzoquinone and o-benzosemiquinone. Toxicol Appl Pharmacol1988; 93(1):62-71.

17.       Shakir K, Ghoneimy HF, Elkafrawy AF, Beheir SHG,Refaat M. Removal of catechol from aqueous solutions by adsorption onto organophilic-bentonite.Journal of Hazardous Materials.2008; 150; 765–773.

18.       Jadhav DN, Vangara AK. Removal of phenol from waste water using sawdust, polymerized sawdust and carbon sawdust, Indian Journal of Chemical Technologie;2004: 11-35-41.

19.       Laxmi Gayatri S, Ahmaruzzaman MD. Adsorption technique for the removal of phenolic compounds from wastewater using low-cost natural adsorbents, Physical Sciences and Technology;2010;  5 ;156-166.

20.       Sarkar M, Acharya PK. Use of fly ash for the removal of phenol and its analogues from contaminated water. Waste Management. 2006;26:559-70.

21.       Zogorski JSM, Faust SD, Haas JH. The kinetics of adsorption of phenols by granular activated carbon. J. Colloid Interface Sci.2006: 55 (2), 329–341.

22.       Mohanty K, Das D, Biswas MN. Adsorption of phenol from aqueous solutions using activated carbons prepared from Tectonangrandis sawdust by ZnCl₂ activation. Chemical Engineering. 2005;115:121–31.

23.       Aksu Z, Yener J.A comparative adsorption/biosorption study of monochlorinated phenols onto various sorbents. Waste Manag.2004; 21, 695–702.

24.       Lin S-H, Juang R-S. Adsorption of phenol and its derivatives from water using synthetic resins and low-cost natural adsorbents: A review. Journal of Environmental Management 2009;90:1336-49.

25.       Banat FA, Al-Bashir B, Al-Asheh S. Adsorption of phenol by bentonite. Environmental pollution. 2000;107(3):391-8.

26.       Hobday MD, Li PH, Crewdson DM, Bhargava SK. The use of low rank coal-based adsorbents for the removal of nitrophenol from aqueous solution. Fuel;1994: 73, 1848–1854.

27.       Diyanati RA, Yazdani J, Belarak D. Effect of sorbitol on phenol removal rate by lemna minor. Mazandaran university of medical science. 2013;22(2):58-64.

28.       Diyanati RA, Yousefi Z, Cherati JY, Balarak D. The ability of Azolla and lemna minor biomass for  adsorption of phenol   from aqueous solutions. Journal of  Mazandaran University Medical Science. 2013;23(106):21-8.

29.  Gulbeyi D, Cicek H, Dursun AY. Adsorption of phenol from aqueous solution by using carbonised beet pulp. Journal of Hazardous Materials; 2013; 125(1-3): 175-82

30.  Dehghani MH; Ghadermazi M; Bhatnagar A.; Sadighara, P Jahed-Khaniki G; Heibati B; McKay G. Adsorptive removal of endocrine disrupting bisphenol A from aqueous solution using chitosan. J. Environ. Chem. Eng. 2016, 4, 2647–2655.

31.  Xu, J.;Wang, L.; Zhu, Y. Decontamination of bisphenol A from aqueous solution by graphene adsorption. Langmuir 2012, 28, 8418–8425.

32.   Joseph L; Zaib Q; Khan IA; Berge ND; Park YG; Saleh NB; Yoon Y. Removal of bisphenol A and 17_ethinyl estradiol from landfill leachate using single-walled carbon nanotubes. Water Res. 2011, 45, 4056–4068.

33.   Dong, Y.; Wu, D.; Chen, X.; Lin, Y. Adsorption of bisphenol A from water by surfactant-modified zeolite. J. Colloid Interface Sci. 2010, 348, 585–590.

ندارد