fa سنتز نانوکاتالیست اکسید روی/اکسید گرافن احیا شده و ارزیابی کارایی آن در تخریب فتوکاتالیستی آفت‌کش پاراکوات بهداشت محیط زیست Environmental Health پژوهشي-کامل Research(Original) <span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Koodak;">سابقه</span></span></span><span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Koodak;"> و هدف:</span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:B Zar;">پاراکوات </span></span><span style="font-family:B Zar;">سومین علف<span style="letter-spacing:-.2pt;">‌</span>کش از لحاظ گستردگی مصرف در جهان است. </span><span style="font-family:B Zar;">این علف</span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="font-family:B Zar;">کش پتانسیل آسیب به غشای سلولی را از طریق پراکسید‌کردن لیپید به واسطه حمله رادیکال</span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="font-family:B Zar;">های آزاد دارد. در این پژوهش، فتوکاتالیست هتروژن اکسید روی/اکسیدگرافن </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">ZnO/rGO</span></span><span style="font-family:B Zar;"> (</span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">ZG</span></span><span style="font-family:B Zar;">) برای اکسیداسیون آفت‌کش پاراکوات در محلول آبی و تحت نور فرابنفش مورد ‌استفاده قرار‌گرفت.<span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"></span></span></span><br> <span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Koodak;">مواد و روش</span></span></span><span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span></span><span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Koodak;">ها:</span></span></span> <span style="font-family:B Zar;">در این مطالعه تجربی، برای تعیین مشخصات کاتالیست سنتز‌شده آنالیزهای </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">EDS, FE-SEM, BET, XRD, FTIR</span></span><span style="font-family:B Zar;"> انجام شد. تاثیر پارامترهای بهره‌برداری شامل </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">pH</span></span><span style="font-family:B Zar;"> محلول، غلظت کاتالیست، درصد‌بارگذاری </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">rGO</span></span><span style="font-family:B Zar;">، غلظت پاراکوات و شدت نور فرابنفش بر تخریب پاراکوات در یک محیط ناپیوسته مطالعه شد. سنجش غلظت باقیمانده آفت‌کش و نوع و سمیت ترکیبات واسطه به‌ترتیب توسط آنالیز نمونه‌ها با دستگاه </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">HPLC</span></span><span style="font-family:B Zar;">، </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">GC-MS</span></span><span style="font-family:B Zar;"> و آزمون سمیت توسط دافنیا مگنا انجام شد. مطالعات مربوط به قابلیت استفاده ‌مجدد کاتالیست و تاثیر عوامل به‌دام‌انداز رادیکال و آنیون</span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="font-family:B Zar;">های معدنی نیز انجام گرفت.<span style="color:black;"></span></span><br> <span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Koodak;">یافته</span></span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Koodak;">ها:</span></span></span> <span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">در شرایط بهینه (7=</span></span><span dir="LTR" style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-size:10.0pt;">pH</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">، بارگذاری کاتالیست=۱۰درصد، غلظت کاتالیست=0/5گرم درلیتر، غلظت پاراکوات=10میلی</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">گرم در لیتر و شدت نور فرابنفش=</span></span><span dir="LTR" style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-size:10.0pt;"> mw/cm²</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">۲۲۰)، &nbsp;نرخ تخریب و معدنی</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">سازی به‌ترتیب 91/61 و ۵۱ درصد در مدت‌زمان 120 دقیقه بود. آزمایشات مربوط به ترکیبات به‌دام‌انداز رادیکال نشان داد که الکترون، موثرترین عامل در فرآیند اکسیداسیون پاراکوات در سیستم </span></span><span dir="LTR" style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-size:10.0pt;">ZG/UV</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;"> بوده است. در نمونه</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">های مربوط به زهاب کشاورزی، راندمان تخریب در مقایسه با نمونه</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">های سنتتیک برابر با 58/27 درصد بود.</span></span> <span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">بر طبق نتایج تست سمیت زیستی، واحد سمیت در نمونه‌های حاوی آفت‌کش بعد از مدت‌زمان 96 ساعت، از 61/72 در نمونه</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">‌</span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="font-family:B Zar;">های خام به19/12 در نمونه‌های تصفیه‌شده کاهش یافت.<span style="color:black;"></span></span></span><br> <span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Koodak;">استنتاج:</span></span></span> <span style="font-family:B Zar;">فرایند </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">ZG/UV</span></span><span style="font-family:B Zar;"> به‌علت راندمان بالا و فعالیت کاتالیستی عالی می‌تواند به‌طور موفقیت‌آمیزی برای تخریب آلاینده‌های آلی به‌ویژه آفت‌کش‌ها در فاضلاب استفاده شود.</span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:B Zar;"></span></span></span> <strong>Background and purpose:</strong> Paraquat (PQ) is the third most widely used herbicide in the world. This herbicide has the potential to damage cell membranes by lipid peroxidation and free radical attack. In this study, ZnO /rGO (ZG) heterogeneous photocatalyst was used for oxidation of PQ herbicide in aqueous solution under ultraviolet light irradiation.<br> <strong>Materials and methods:</strong> In this experimental study, EDS, FE-SEM, BET, XRD, and FTIR analyzes were performed to determine the characteristics of synthesized catalyst. Effect of operating parameters, including solution pH, catalyst concentration, rGO percentage loading, PQ concentration, and UV-light intensity on degradation of PQ was studied in batch mode. Residual concentration of PQ and type and toxicity of intermediate compounds were measured by HPLC and GC-MS, respectively and toxicity test was done by Daphnia Magna. Studies on reusability of catalysts, effect of radical scavengers, and inorganic anions were also performed.<br> <strong>Results:</strong> Under optimum conditions (pH=7, catalyst loading=10%, catalyst concentration=0.5 g/l, PQ concentration= 10mg/l, and UV-light intensity=220 mw/cm²), degradation and mineralization rate were 91.61% and 51% in 120 minutes, respectively. Radical scavenger experiments showed electron as the most effective factor in PQ oxidation process in ZG/UV system. In samples of agricultural run-off, degradation efficiency was 58.27%. Biotoxicity test also showed that toxic unit in pesticide-containing samples was 61.72 in raw samples that decreased to 12.19 in treated samples after 96 hours.<br> <strong>Conclusion:</strong> ZG/UV process has high efficiency and excellent catalytic activity, so, it the can be successfully used to degrade organic pollutants, especially pesticides, in wastewater. پاراکوات, کاتالیست,/rGO ZnO, تخریب فتوکاتالیستی Paraquat, catalyst, ZnO/rGO, photocatalytic degradation 39 58 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-5255-5&slc_lang=fa&sid=1 Samaneh Dehghan سمانه دهقان sdehghan2010@gmail.com 1003194753284600137508 1003194753284600137508 Yes Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Public Health, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, Iran .Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ایران . گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Alireza Shakeri علیرضا شاکری alireza.shakeri@ut.ac.ir 1003194753284600137509 1003194753284600137509 No Professor, School of Chemistry, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran استاد، دانشکده شیمی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران Mahsa Tahergoorabi مهسا طاهرگورابی tahergorabi.m@gmail.com 1003194753284600137510 1003194753284600137510 No Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Jiroft University of Medical Sciences, Jiroft, Iran استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی جیرفت، جیرفت، ایران Yousef Dadban Shahamat یوسف دادبان شهامت Ydadban@gmail.com 1003194753284600137511 1003194753284600137511 No Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Public Health, Golestan University of Medical Sciences, Gorgan, Iran . Environmental Health Research Center, Golestan University of Medical Sciences, Gorgan, Iran دانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی گلستان، گرگان، ایران . مرکز تحقیقات بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی گلستان، گرگان، ایران