علوم آب و خاک

Mendeley  

Zotero  

Mohammadi Arian T, Rahimi G, Khavari Farid R. Production of Cyanobacterial Microscale Adsorbent by Hydrothermal Method for Pre-concentration of Cadmium from Water. jwss 2025; 29 (1) :165-182
URL: http://jstnar.iut.ac.ir/article-1-4400-fa.html

آلودگی ناشی از فلزات سنگین به دلیل سمیت و تجزیه‌ناپذیری آن‌ها یک خطر بسیار جدی برای محیط‌زیست و همچنین سلامتی بشر محسوب می‌شود. اندازه‌گیری و پایش غلظت‌های ناچیز (حتی کمتر از حد تشخیص دستگاه) در مورد آلاینده‌های خطرناک و زیست پایداری همچون فلز سنگین کادمیم در نمونه‌های آب طبیعی یک ضرورت است. استخراج فاز جامد با استفاده از جاذب‌های کربنی کارآمدترین و رایج‌ترین روش پیش‌تغلیظی فلزات سنگین از نمونه‌های محیطی است. جاذب کربنی مورد استفاده در استخراج فاز جامد باید علاوه بر هزینه کم و زیست‌سازگاری، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مطلوبی داشته باشد. در این پژوهش از یاخته‌های سیانوباکتری آفانوکاپسا به‌عنوان یک پیش‌ماده ارزان‌قیمت برای ساخت یک جاذب میکرومقیاس با استفاده از روش هیدروترمال بهره‌گیری شد. ویژگی‌های کیفی و جذبی این جاذب با استفاده از آزمون‌های تجزیه دستگاهی و آزمایش‌های شیمیایی مبتنی بر کادمیم ارزیابی شد. جاذب ساخته شده به صورت ذرات به نسبت کروی (با اندازه کمتر از 10 میکرومتر) با سطحی ناهموار و سطح ویژه 382/02 مترمربع بر گرم بود. این جاذب به نوعی خاصیت بافری داشت که کارایی جذب کادمیم توسط آن در محدوده وسیعی از pH (3 تا 8) بیش از 90 درصد بود. سطح جاذب به لحاظ گروه‌های عامل اکسیژن‌دار و نیتروژن داری همچون هیدروکسیل، ایزوتیوسیانات و کربونیل غنی بود. هم‌دمای جذب کادمیم بهترین برازش را با مدل غیرخطی فروندلیچ و سرعت جذب کادمیم بهترین برازش را با مدل غیرخطی شبه‌مرتبه دوم داشت. متغیرهای محاسباتی مرتبط با مدل فروندلیچ از جمله شدت جذب نشان داد که جاذب تمایل زیادی به جذب غلظت‌های کم کادمیم دارد. کادمیم بیشترین و کمترین رقابت را برای جذب روی جاذب، به‌ترتیب با کاتیون‌های فلزات قلیایی و کاتیون‌های فلزات سنگین داشت. مقاومت جاذب در برابر افزایش قدرت یونی و غلظت کاتیون‌های رقیب به‌ترتیب برابر با 4 و 20 میلی‌گرم بر لیتر بود. کارایی شست‌وشوی جاذب بارگذاری‌شده در نسبت جاذب به محلول (1 به 1000)، در غلظت 0/3 نرمال و حجم 160 میکرولیتر شوینده (اسید نیتریک) به بیشترین مقدار خود رسید. با توجه به یافته‌های این پژوهش می‌توان گفت جاذب کربنی با منشأ سیانوباکتری آفانوکاپسا به‌دلیل خواص منحصربه‌فرد خود می‌تواند جاذب کارآمدی برای استفاده در استخراج فاز جامد کادمیم به‌منظور کاهش آلودگی زیست‌محیطی باشد.