طريقة صديقة للبيئة لازالة بعض العناصر الثقيلة من المياه: دراسة فيزيائية وتحليلية

المؤلفون

  • خالد الجندي قسم الكيمياء، كلية العلوم، جامعة الزقازيق، الزقازيق، مصر.
  • منير زكي قسم الكيمياء، كلية العلوم، جامعة الزقازيق، الزقازيق، مصر.
  • عاطف عامر قسم الكيمياء، كلية العلوم، جامعة الزقازيق، الزقازيق، مصر.
  • عبد الناصر محمد قسم الكيمياء، كلية العلوم، جامعة الزقازيق، الزقازيق، مصر.

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.8185

الكلمات المفتاحية:

الامتزاز، النفايات الزراعية، منحنيات الامتزاز الحرارية ، نبات البردي، المعادن الثقيلة، المواد الماصة النانوية.

الملخص

تهدف هذه الدراسة الي التحقق من امكانية ازالة بعض ايونات العناصر الفلزية من بعض المحاليل المائية باستخدام مادة ممتزة مصنوعة من مخلفات نبات البردي و مسحوق البردي في حجم جزيئات النانو, وبسبب تواجد العديد من مجموعة الهيدروكسيل فإن مسحوق البردي يعتبر مادة ممتزة واعدة لإزالة العناصر الثقيلة. تم التحقق من امكانية ازالة ايونات الالمنيوم والحديد والرصاص والكادميوم من محاليل مائية باستخدام نبات البردي. وكانت كفاءة الازالة بالترتيب الاتي ايونات الحديد > الرصاص > الكادميوم > الالمنيوم ..وفي طريقة اخري تم تحويل مسحوق نبات البردي الي مسحوق نانوي وتم دراسة تأثيرة علي ازالة ايونات الرصاص والكادميوم من محاليل مائية. وكانت كفاءة المسحوق النانوي افضل بكثير من مسحوق نبات البردي المجفف العادي.

وتم تطبيق استخدام مسحوق البردي المجفف العادي علي عينتين واحدة من مياه صرف صحي والاخري من مياه جوفية.حيث وجد ان تطبيق معادلة فريندليش مناسب لامتزاز العناصر المذكورة بواسطة البردي العادي واوضحت حدوث تبادل ايوني في طبقة الامتزاز السطحية.

ومن هنا كان لاستخدام مسحوق نبات  البردي له قدرة علي ازالة بعض ايونات الالمنيوم والحديد والرصاص والكادميوم من محاليل مائية وبدون استخدام مواد كيميائية اضافية مما يوحي ان هذه الطريقة صديقة للبيئة.

المراجع

Mishra S, Bhargava RN, More N, Yadav A, Zainith S, Mani S, et al. Heavy metal contamination: an alarming threat to environment and human health. Environ Biotechnol Sustain Futur. 2019; 103–25. https://doi.org/10.1007/978-981-10-7284-0_5

Sonone SS, Jadhav S, Sankhla MS, Kumar R. Water contamination by heavy metals and their toxic effect on aquaculture and human health through food Chain. Lett Appl NanoBioScience. 2020; 10(2): 2148-66. https://doi.org/10.33263/LIANBS102.21482166.

Abdullah N, Yusof N, Lau WJ, Jaafar J, Ismail AF. Recent trends of heavy metal removal from water/wastewater by membrane technologies. J Ind Eng Chem. 2019; 76: 17–38. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.03.029.

Qasem NAA, Mohammed RH, Lawal DU. Removal of heavy metal ions from wastewater: A comprehensive and critical review. Npj Clean Water. 2021; 4(1): 1-15?. https://doi.org/10.1038/s41545-021-00127-0.

Sheth Y, Dharaskar S, Chaudhary V, Khalid M, Walvekar R. Prospects of titanium carbide-based MXene in heavy metal ion and radionuclide adsorption for wastewater remediation: A review. Chemosphere. 2022; 133563. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.133563.

Abd Mousa S. The A Comparative Study of the Adsorption of Crystal Violet Dye from Aqueous Solution on Rice Husk and Charcoal. Baghdad Sci J. 2020; 17(1 (Suppl.)): 295. https://doi.org/10.21123/bsj.2020.17.1(Suppl.).0295

James A, Yadav D. Valorization of coconut waste for facile treatment of contaminated water: a comprehensive review (2010–2021). Environ Technol Innov. 2021; 24: 102075. https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.102075.

Wang H, Zhang M, Lv Q. Removal efficiency and mechanism of Cr (VI) from aqueous solution by maize straw biochars derived at different pyrolysis temperatures. Water. 2019; 11(4): 78.https://doi.org/10.3390/w11040781.

Sireesha S, Upadhyay U, Sreedhar I. Comparative studies of heavy metal removal from aqueous solution using novel biomass and biochar-based adsorbents: characterization, process optimization, and regeneration. Biomass Convers Biorefinery. 2022; 1–13. https://doi.org/10.1007/s13399-021-02186-2

Taha AA, Hameed NJ, Rashid FH. Preparation and characterization of (hyacinth plant/chitosan) composite as a heavy metal removal. Baghdad Sci J. 2019; 16(4): 865–70. https://doi.org/10.21123/bsj.2019.16.4.0865.

Hassanein HD, Nazif NM, Shahat AA, Hammouda FM, Aboutable E-SA, Saleh MA. Chemical diversity of essential oils from Cyperus articulatus, Cyperus esculentus and Cyperus papyrus. J Essent Oil Bear Plants. 2014; 17(2): 251–64. https://doi.org/10.1080/0972060X.2013.813288.

Taha AS, Salem MZM, Abo Elgat WAA, Ali HM, Hatamleh AA, Abdel-Salam EM. Assessment of the impact of different treatments on the technological and antifungal properties of papyrus (Cyperus papyrus L.) sheets. Materials (Basel). 2019; 12(4): 620.https://doi.org/10.3390/ma12040620.

Hamad MTMH. Comparative study on the performance of Typha latifolia and Cyperus Papyrus on the removal of heavy metals and enteric bacteria from wastewater by surface constructed wetlands. Chemosphere. 2020; 127551. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127551.

Jiang W, Han G, Zhang Y, Wang M. Fast compositional analysis of ramie using near-infrared spectroscopy. Carbohydr Polym. 2010; 81(4): 937–41.https://doi.org/10.1111/gcbb.12392.

Rosado MJ, Bausch F, Rencoret J, Marques G, Gutiérrez A, Rosenau T, et al. Differences in the content, composition and structure of the lignins from rind and pith of papyrus (Cyperus papyrus L.) culms. Ind Crops Prod. 2021; 174: 114226.https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114226.

Muthuri FM, Jones MB, Imbamba SK. Primary productivity of papyrus (Cyperus papyrus) in a tropical swamp; Lake Naivasha, Kenya. Biomass. 1989; 18(1): 1–14.https://doi.org/10.1016/0144-4565(89)90077-2.

Gaudet J. Papyrus and the Pharaoh's Treasure: An Ecological Perspective. Near East Archaeol. 2019; 82(4): 248–55. https://doi.org/10.1086/704258.

Karlen SD, Free HCA, Padmakshan D, Smith BG, Ralph J, Harris PJ. Commelinid monocotyledon lignins are acylated by p-coumarate. Plant Physiol. 2018; 177(2): 513–21.https://doi.org/10.1104/pp.18.00298.

Elnaggar A, Fitzsimons P, Nevin A, Watkins K, Strlič M. Viability of laser cleaning of papyrus: conservation and scientific assessment. Stud Conserv. 2015; 60(sup1): S73–81.https://doi.org/10.1179/0039363015Z.000000000211.

Menei E. Use of East Asian materials and techniques on papyrus: Inspiration and adaptation. In: International Conference of the Icon Book & Paper Group. 2015. p. 10.

Katuscak S, Polovka M, Vrska M, Tino R, Jablonsky M. The effect of paper degradation on uncertainty of determination of initial lignin content. e-Preservation Sci. 2006; 3: 69–72.

Hassan RRA, Mahmoud SMA, Nessem MA, Aty RTA, Ramzy MG, Dessoky ES, et al. Hydroxypropyl cellulose loaded with ZnO nanoparticles for enhancing the mechanical properties of Papyrus (Cyperus papyrus L.) Strips. BioResources. 2021; 16(2): 2607–25. https://doi.org/10.15376/biores.16.2.2607-2625.

Bausch F, Rosado MJ, Rencoret J, Marques G, Gutiérrez A, Graf J, et al. Papyrus production revisited: differences between ancient and modern production modes. Cellulose. 2022; 29(9): 4931–50. https://doi.org/10.1007/s10570-022-04573-y.

Scora PE, Scora RW. Some observations on the nature of Papyrus bonding. J Ethnobiol. 1991; 11(2): 193–202. https://doi.org/10.1080/14786435708243833.

Basile C.A method making papyrus and fixing and preserving it by means of a chemical treatment . Stud Conserv.1972;17(sup1):901–905.https://doi.org/10.1179/sic.1972.17.s1.019i.

Baird R, Rice EW, Eaton AD, Bridgewater L, Federation WE. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association; 2017.

Thirunarayanan G. Ultrasonicated synthesis of bio-potent sulphonamides. World Sci News. 2019; 119: 125–38.

Zhao F, Repo E, Song Y, Yin D, Hammouda S Ben, Chen L, et al. Polyethylenimine-cross-linked cellulose nanocrystals for highly efficient recovery of rare earth elements from water and a mechanism study. Green Chem. 2017; 19(20): 4816–28.http://dx.doi.org/10.1039/C7GC01770G.

Ingham B, Toney M F. 1 - X-ray diffraction for characterizing metallic films (K. Barmak & K. B. T.-M. F. for E. Coffey Optical and Magnetic Applications (eds.). 2014; 3–38. Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1533/9780857096296.1.3

Ramirez, L. M. F., Rihouey, C., Chaubet, F., Le Cerf, D., & Picton, L. Characterization of dextran particle size: How frit-inlet asymmetrical flow field-flow fractionation (FI-AF4) coupled online with dynamic light scattering (DLS) leads to enhanced size distribution. J Chromatogr A. 2021; 1653: 462404. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2021.462404.

Saravanan A, Karishma S, Kumar PS, Varjani S, Yaashikaa PR, Jeevanantham S, et al. Simultaneous removal of Cu(II) and reactive green 6 dye from wastewater using immobilized mixed fungal biomass and its recovery. Chemosphere. 2021; 271: 129519. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.129519.

Darian D, Marholm S, Mortensen M, Miloch WJ. Theory and simulations of spherical and cylindrical Langmuir probes in non-Maxwellian plasmas. Plasma Phys. Control. Fusion. 2019; 61(8): 85025. https://doi.org/10.1088/1361-6587/ab27ff.

Togue Kamga F. Modeling adsorption mechanism of paraquat onto Ayous (Triplochiton scleroxylon) wood sawdust. Appl Water Sci. 2018; 9(1): 1-7 https://doi.org/10.1007/s13201-018-0879-3.

Al-Ghouti MA, Da'ana DA. Guidelines for the use and interpretation of adsorption isotherm models: A review. J Hazard Mater. 2020; 393: 122383.https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122383.

Chen X, Hossain MF, Duan C, Lu J, Tsang YF, Islam MS, et al. Isotherm models for adsorption of heavy metals from water - A review. Chemosphere. 2022; 307: 135545.https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135545.

Chu KH. Revisiting the Temkin Isotherm: Dimensional Inconsistency and Approximate Forms. Ind Eng Chem Res. 2021; 60(35): 13140–7.https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c01788.

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
طريقة صديقة للبيئة لازالة بعض العناصر الثقيلة من المياه: دراسة فيزيائية وتحليلية. Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 27 سبتمبر، 2024];22(3). موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/8185