مطالعه مروری روش های حذف فلز سنگین آرسنیک از منابع آبی
محورهای موضوعی :
فریبا استوار
1
,
مرضیه حسن زاده
2
1 - پژوهشکده محیط زیست جهاددانشگاهی
2 - دانشگاه گیلان
کلید واژه: آرسنیک, استاندارد, منابع آبی, روش حذف, نانو ذرات.,
چکیده مقاله :
بسیاری از آلاینده‌های موجود در آب برای سلامتی انسان و محیط زیست، مضر و سمی شناخته شده‌اند. در میان این آلاینده‌ها آرسنیک از اهمیت بیشتری برخوردار است، چرا که میلیون‌ها نفر در معرض آب آشامیدنی آلوده به آن قرار دارند. آرسنیک یکی از عناصر کمیاب در پوسته زمین می‌باشد که از لحاظ فراوانی در رده بیستم جای گرفته و اغلب به شکل سولفید آرسنیک یا آرسنات‌های فلزی و آرسنیدها وجود دارد. این عنصر می‌تواند در دو صورت معدنی و یا آلی وجود داشته باشد؛ اما آرسنیک غیرآلی به طور کلی سمی تر از فرم آلی آن است. در مطالعات مختلف ارتباط معنی‌داری بین غلظت‌های بالای این عنصر در آب آشامیدنی و سرطان‌های کبد، حفره بینی، شش، پوست، مثانه و کلیه در مردان و زنان نشان داده شده است. سازمان بهداشت جهانی در آخرین نگارش استانداردهای آب آشامیدنی، حد مجاز آن را کمتر از 01/0 میلی گرم در لیتر (10 میکرو گرم در لیتر) مشخص کرده است و همچنین حد مجاز آرسنیک در استاندارد 1053 ایران نیز همین مقدار گزارش شده است. در این مطالعه به بررسی تکنیک های مختلف حذف آرسنیک و همچنین کارایی نانوذرات مختلف در تصفیه آرسنیک از آب آشامیدنی پرداخته شده است.
Many of the pollutants in the water are known to be harmful and toxic to human and environmental health. Among these pollutants, arsenic is more important because millions of people are exposed to contaminated drinking water. Arsenic is one of the rare elements in the earth crust, which is in the 20th place in abundance, and it's often found in the form of arsenic sulfide or arsenic and arsenide. This element can exist in both organic and inorganic forms, but inorganic arsenic is generally more toxic than its organic form. In various studies, there is a significant relationship between the high concentrations of this element in drinking water, liver, nasal cavity, skin, bladder, and kidneys cancers in men and women body. The World Health Organization (WHO) has identified the lowest standards of arsenic for drinking water below 0.01 mg/L (10 micrograms per liter) in the latest writing of drinking water standards, and the same amount has been reported for arsenic in Iran's 1053 standard. In this study, various techniques for removing arsenic and efficiency of different nanoparticles in the treatment of arsenic from drinking water have been investigated.
[1] سلامی اصل، سرور و داودیان، ساناز، «اثرات زیست محیطی فلز آرسنیک و روش¬های حذف آن از آب و خاک»، اولین کنگره علمی پژوهشی توسعه و ترویج علوم کشاورزی، منابع طبیعی و محیط¬زیست ایران، انجمن توسعه و ترویج علوم و فنون بنیادین، تهران، سال ۱۳۹۴.
[2] بهاروند، سیامک؛ میربیک سبزواری، کبری و فرهپور، محمدمهدی، «تأثیر آرسنیک بر محیط¬زیست و سلامت انسان»، اولین همایش زمین¬شناسی زیست¬محیطی و پزشکی دانشگاه شهید بهشتی، تهران ، سال ۱۳۸۶.
[3] عسگري، عليرضا؛ محوی، امیر¬حسین؛ واعظی، فروغ و قصری، آذر، «گرانول هيدروكسيد آهن جاذبي براي حذف آرسنات و آرسنيت از آب آشاميدني»، مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی کردستان، تابستان 1387، دوره 13 شماره 2، مسلسل 48، صفحه 76-86.
[4] Smedley PL, Kinniburgh DG. A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters. Applied geochemistry. 2002 May 1;17(5):517-68.
[5] نيك مرام، رقيه؛ «ارزيابي عملكرد پرمنگنات پتاسيم در حذف آرسنيك از آب شرب با استفاده از متدولوژي شش سيگما»، دومین همایش ملی آب و فاضلاب با رویکرد بهره-برداری، تهران، پاییز 1387.
[6] Awual MR, Shenashen MA, Yaita T, Shiwaku H, Jyo A. Efficient arsenic (V) removal from water by ligand exchange fibrous adsorbent. water research. 2012 Nov 1;46(17):5541-50.
[7] Zhang S, Niu H, Cai Y, Zhao X, Shi Y. Arsenite and arsenate adsorption on coprecipitated bimetal oxide magnetic nanomaterials: MnFe2O4 and CoFe2O4. Chemical Engineering Journal. 2010 Apr 15;158(3):599-607.
[8] مسافري، محمد و مصداقينيا، عليرضا؛ «حذف آرسنيك از آب آشاميدني با استفاده از آلوميناي فعال اصلاح شده»، فصلنامه آب و فاضلاب، دانشكده بهداشت و تغذيه، دانشگاه علوم پزشكي تبريز پاییز 1384، دوره 16 ، شماره 3، مسلسل 55، صفحات 2-14.
[9] Ghurye G, Clifford DA. Laboratory study on the oxidation of arsenic III to arsenic V. National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, US Environmental Protection Agency; 2001 Mar.
[10] Romero A, Santos A, Vicente F, Rodriguez S, Lafuente AL. In situ oxidation remediation technologies: Kinetic of hydrogen peroxide decomposition on soil organic matter. Journal of Hazardous Materials. 2009 Oct 30;170(2-3):627-32.
[11] Pettine M, Millero FJ. Effect of metals on the oxidation of As(III) with H2O2, Marine Chemistry Journal 70 (2000) 223-34.
[12] Northup A, Cassidy D. Calcium peroxide (CaO2) for use in modified Fenton chemistry. Journal of Hazardous Materials. 2008 Apr 15;152(3):1164-70.
[13] Cassidy DP, Irvine RL. Use of calcium peroxide to provide oxygen for contaminant biodegradation in a saturated soil. Journal of hazardous materials. 1999 Sep 1;69(1):25-39.
[14] Oremland RS, Stolz JF. The ecology of arsenic. Science. 2003 May 9;300(5621):939-44.
[15] Jain CK, Singh RD. Technological options for the removal of arsenic with special reference to South East Asia. Journal of environmental management. 2012 Sep 30;107:1-8.
[16] Choong TS, Chuah TG, Robiah Y, Koay FG, Azni I. Arsenic toxicity, health hazards and removal techniques from water: an overview. Desalination. 2007 Nov 5;217(1-3):139-66.
[17] افلاکی، فریدون و شیخ قمی، هما؛ «بررسی کارایی فیلتر سونو جهت حذف آرسنیک از آب آشامیدنی در مناطق با محدودیت دسترسی به آب سالم»، یازدهمین همایش ملی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی زاهدان، زاهدان، پاییز 1387.
[18] كرد مصطفي پور، فردوس؛ بذر¬افشان، ادریس و کمانی، حسین؛ «بررسي قابليت حذف آرسنيك از آب با استفاده از فرآيند انعقاد و شناورسازي با هواي محلول»، فصلنامه سلامت و محیط¬زیست، جلد 3، شماره ۳،سال 1389، صفحات ۳۰۹-۳۱۸.
]19[ کتاب مولر، ترجمه سعید فردوسی، مدیریت پسماندهای شیمیایی، انتشارات شهرداری تهران، 1372.
]20[ مظفريان، كريم؛ مدايني، سيدسياوش و خشنودي، محمدعلي؛ «ارزيابي عملكرد فرآيند اسمز معكوس در حذف آرسنيك از آب»، فصلنامه آب و فاضلاب، شماره 60 زمستان 1385، صفحات 22-28.
]21[ بابایی، یاسمن؛ علوی مقدم، محمدرضا؛ قاسم زاده، فرشته و ارباب زوار، محمدحسین؛ «بررسی امکان حذف آرسنیک از آب با استفاده از تکنیک گیاه پالایی»، نهمین همایش ملی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، سال 1385.
[22] Meharg AA. Mechanisms of plant resistance to metal and metalloid ions and potential biotechnological applications. Plant and Soil. 2005 Jul 1;274(1-2):163-74.
[23] Dixit S, Hering JG. Sorption of Fe (II) and As (III) on goethite in single-and dual-sorbate systems. Chemical geology. 2006 Apr 16;228(1-3):6-15.
[24] Nicomel NR, Leus K, Folens K, Van Der Voort P, Du Laing G. Technologies for arsenic removal from water: current status and future perspectives. International journal of environmental research and public health. 2015 Dec 22;13(1):62.
[25] Oliveira LC, Petkowicz DI, Smaniotto A, Pergher SB. Magnetic zeolites: a new adsorbent for removal of metallic contaminants from water. Water Research. 2004 Oct 1;38(17):3699-704.
[26] Nieto-Delgado C, Rangel-Mendez JR. Anchorage of iron hydro (oxide) nanoparticles onto activated carbon to remove As (V) from water. Water research. 2012 Jun 1;46(9):2973-82.
[27] Obare SO, Meyer GJ. Nanostructured materials for environmental remediation of organic contaminants in water. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2004 Dec 27;39(10):2549-82.
[28] Biswas BK, Inoue JI, Inoue K, Ghimire KN, Harada H, Ohto K, Kawakita H. Adsorptive removal of As (V) and As (III) from water by a Zr (IV)-loaded orange waste gel. Journal of Hazardous Materials. 2008 Jun 15;154(1-3):1066-74.
[29] Xu W, Wang J, Wang L, Sheng G, Liu J, Yu H, Huang XJ. Enhanced arsenic removal from water by hierarchically porous CeO2–ZrO2 nanospheres: role of surface-and structure-dependent properties. Journal of hazardous materials. 2013 Sep 15;260:498-507.
[30] Ansari R, Hassanzadeh M, Ostovar F. Arsenic Removal from Water Samples Using CeO2/Fe2O3 Nanocomposite. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2017 Nov 1;13(4):335-45.
[31] Hasanzadeh M, Ansari R, Ostovar F. Synthesis and application of CeO2/sawdust nanocomposite for removal of As (III) ions from aqueous solutions using a fixed bed column system. Global Nest Journal. 2017 Jan 1;19(1):7-16.
[32] Li Z, Deng S, Yu G, Huang J, Lim VC. As (V) and As (III) removal from water by a Ce–Ti oxide adsorbent: behavior and mechanism. Chemical Engineering Journal. 2010 Jul 1;161(1-2):106-13.
[33] Mohan D, Pittman Jr CU. Arsenic removal from water/wastewater using adsorbents—a critical review. Journal of hazardous materials. 2007 Apr 2;142(1-2):1-53.
[34] Martinson CA, Reddy KJ. Adsorption of arsenic (III) and arsenic (V) by cupric oxide nanoparticles. Journal of Colloid and Interface Science. 2009 Aug 15;336(2):406-11.
[35] Guo H, Stüben D, Berner Z. Adsorption of arsenic (III) and arsenic (V) from groundwater using natural siderite as the adsorbent. Journal of Colloid and Interface Science. 2007 Nov 1;315(1):47-53.
[36] Goswami A, Raul PK, Purkait MK. Arsenic adsorption using copper (II) oxide nanoparticles. Chemical Engineering Research and Design. 2012 Sep 1;90(9):1387-96.
[37] Han DS, Abdel-Wahab A, Batchelor B. Surface complexation modeling of arsenic (III) and arsenic (V) adsorption onto nanoporous titania adsorbents (NTAs). Journal of colloid and interface science. 2010 Aug 15;348(2):591-9.
[38] Zade PD, Dharmadhikari DM. Removal of arsenic as arsenite from groundwater/wastewater as stable metal ferrite. Journal of Environmental Science and Health Part A. 2007 Jul 4;42(8):1073-9.
[39] Ramos MA, Yan W, Li XQ, Koel BE, Zhang WX. Simultaneous oxidation and reduction of arsenic by zero-valent iron nanoparticles: understanding the significance of the core− shell structure. The Journal of Physical Chemistry C. 2009 Jul 27;113(33):14591-4.
]40[ علیایی، احسان؛ بانژاد، حسين؛ رحماني، عليرضا؛ افخمي، عباس و خداويسي، جواد؛ «امکان¬سنجي استفاده از نانوذرات پراکسيد¬کلسيم در حذف آرسنيک ¬(III) از آب¬هاي آلوده در کشاورزي و تاثير آن بر پارامترهاي کيفي آبياري»، مجله سلامت و محيط¬زیست، فصلنامه¬ي علمي پژوهشي انجمن علمي بهداشت محيط ايران، دوره پنجم، شماره سوم، پاييز ، صفحات 319 تا 330.
