کاربرد پوسته برنج در حذف هیدروکربن های نفتی از محیط آبی
چکیده
یکی از معضلات زیست محیطی جدی که می تواند خسارت های اقتصادی و اکولوژیکی غیر قابل جبرانی به محیط زیست وارد سازد آلودگی نفتی است. روش های مختلفی برای پاکسازی محیط های آبی آلوده به نفت استفاده می شود که این روش ها در سه دسته کلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی دسته بندی می شوند. هرکدام از این روش ها مزایا و محدودیت هایی دارند. اخیراً کاربرد مواد جاذب برای حذف انواع آلاینده ها به خصوص ترکیبات نفتی و مشتقات آن از محیط های آبی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در بسیاری از کشورها از جمله ایران پوسته برنج به عنوان یک ماده زاید کشاورزی محسوب می شود که در اغلب موارد سوزانده می شود و باعث آلودگی هوا می گردد. در این مطالعه، پوسته برنج خام و تیمار شده حرارتی به عنوان جاذب برای حذف سه نوع ترکیب نفتی از محیط آبی شامل نفت خام، روغن موتور و روغن موتورمصرف شده با ویسکوزیته متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است. پوسته های برنج در دو محیط خنثی و در حضور اکسیژن در دمای ?600 به مدت 1 ساعت مورد تیمار حرارتی قرار گرفتند. میزان جذب ترکیبات نفتی به روش وزنی تعیین گردید. برخی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مرفولوژی جاذب ها به کمک آنالیز عنصری (chnso)، آنالیز حرارتی(tga)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه(ft-ir) ومیکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) تعیین گردید. اثر پارامترهای مختلف شامل ph، زمان تماس، دانه بندی، غلظت اولیه ترکیب نفتی و میزان جاذب بر میزان جذب بررسی شد. نتایج نشان داد سرعت جذب هر سه ترکیب نفتی سریع بوده و از معادله سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت کرد. تغییر در میزان ph محلول نفتی از 1 تا 10 اثری بر میزان جذب ترکیبات نفتی نداشت. با کاهش اندازه ذره پوسته برنج خام، درصد جذب کاهش یافت، اما دانه بندی جاذب های تیمار شده به جز برای جذب روغن موتور مصرف شده بر سایر ترکیبات نفتی اثر نداشت. جاذب خام و خاکستر پوسته برنج ظرفیت مشخصی برای جذب ترکیبات نفتی نشان دادند و بعد از جذب مشخصی از ترکیب نفتی، جذب ثابت ماند و حتی افزایش میزان جاذب در غلظت مشخص، تاثیرقابل ملاحظه ای در عملکرد جذب آنها نداشت. اما جاذب پیرولیز شده ظرفیت بالایی برای جذب ترکیبات نفتی از خود نشان داد زیرا برای حذف کامل روغن موتور، روغن موتور مصرف شده و نفت خام از محیط آبی به ترتیب 2، 3 و6-5 برابر ترکیب نفتی، جاذب پیرولیز شده نیاز بود. جذب نفت خام و روغن موتور مصرف شده توسط جاذب خام و خاکستر پوسته برنج با مدل فروندلیچ و برای جاذب پیرولیز شده با مدل لانگمویر برازش بهتری داشت. اما جذب روغن موتور توسط جاذب خام و پیرولیز شده از مدل لانگمویر و جذب آن توسط خاکستر پوسته برنج از مدل فروندلیچ تبعیت کرد. مقدارqmax برای جاذب پیرولیز شده به ترتیب برای روغن موتور، روغن موتور مصرف شده ونفت خام 2000، 1250 و 1000 میلی گرم بر گرم به دست آمد. جاذب حرارت داده شده در محیط ازت عملکرد بالاتری نسبت به جاذب حرارت داده شده در حضور هوا در جذب هر سه ترکیب نفتی داشت. به طور کلی استفاده از پوسته برنج به عنوان جاذب علاوه بر اینکه باعث حذف آلاینده های محیطی می گردد به کاهش آلودگی های ناشی از سوزاندن و دفع مواد زاید کشاورزی نیز کمک خواهد کرد.