fa حذف پاراکوات از محلول های آبی با استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته فنتون و شبه فنتون بهداشت محیط زیست Environmental Health پژوهشي-کامل Research(Original) <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:17.0pt;line-height:92%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;"><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="font-family:b zar;"> پاراکوات علف</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">کشی تماسی، غیرانتخابی، حلال در محلول</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">های آبی و مهم</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">ترین علف</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">کش از دسته بی</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">پیریدیل</span><span style="font-family:b zar;">‌‌</span><span style="font-family:b zar;">ها است.</span> <span style="font-family:b zar;">علاوه بر اثرات مخرب </span><span style="font-family:b zar;">زیست محیطی، این ترکیب کل سیستم بدن به خصوص سیستم ریوی، اعصاب مرکزی و غدد لنفاوی را درگیر می</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">کند. هدف از این</span> <span style="font-family:b zar;">مطالعه</span> <span style="font-family:b zar;">بررسی کارایی میزان تجزیه</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">پذیری سم پاراکوات با استفاده از فرآیندهای فنتون و شبه</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">فنتون بوده است.</span></p> <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:17.0pt;line-height:92%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;"><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 مطالعه تجربی حاضر اثر متغیرهای </span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">pH</span></span><span style="font-family:b zar;">،</span> <span style="font-family:b zar;">غلظت عامل</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">های فنتون </span><span style="font-family:b zar;">و شبه&shy;فنتون </span><span style="font-size:10.0pt;">(</span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">Fe²</span></span>^{<span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;"> +</span></span>}<span style="font-size:10.0pt;">، </span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">H₂O₂</span></span> <span style="background:white;">و</span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">Fe³</span></span>^{<span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">+</span></span>}<span style="font-size:10.0pt;">)</span><span style="font-family:b zar;"> و غلظت اولیه آلاینده مذکور <a name="OLE_LINK745"></a><a name="OLE_LINK744">بر راندمان حذف </a></span>سم پاراکوات در مقیاس آزمایشگاهی توسط راکتور یک لیتری به <span style="font-family:b zar;">روش</span> <span style="font-family:b zar;">ناپیوسته</span> <span style="font-family:b zar;">مورد</span> <span style="font-family:b zar;">بررسی</span> <span style="font-family:b zar;">قرار</span> <span style="font-family:b zar;">گرفت. غلظت پاراکوات باقی مانده</span> <span style="font-family:b zar;">و میزان حذف کربن آلی به</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">ترتیب با استفاده از دستگاه </span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">HPLC</span></span> <span style="font-family:b zar;">مجهز به دتکتور </span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">UV</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">-</span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">visible</span></span> <span style="font-family:b zar;">&nbsp;در طول موج </span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">259nm</span></span><span style="font-family:b zar;"> و </span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">TOC</span></span><span style="font-family:b zar;">سنج اندازه</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">گیری شد.</span></p> <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:17.0pt;line-height:92%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;"><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="font-family:b zar;">فرآیندهای شبه</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">فنتون و فنتون به</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">ترتیب قادر به </span><span style="font-family:b zar;">حذف </span><span style="font-family:b zar;">44/8</span><span style="font-family:b zar;">6 </span><span style="font-family:b zar;">درصد و 53/84درصد سم پاراکوات تحت شرایط بهینه </span>(<span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">pH</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">=3 </span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">H₂O₂</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">=</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">2</span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">9</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">.</span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">4mM</span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">,</span></span> <span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">Fe³</span></span>^{<span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:10.0pt;">+</span></span></span>}<span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:10.0pt;">=</span></span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">Fe²</span></span>^{<span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:10.0pt;">+</span></span></span>}<span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:10.0pt;">=0.</span></span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">9mM</span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:10.0pt;">,</span></span></span> <span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">PQ</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">=0.</span></span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">194</span></span> <span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">mM</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">,</span></span><span style="font-size:10.0pt;">)</span><span style="font-family:b zar;"> در زمان 120 دقیقه می</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">باشند. میزان حذف </span><span dir="LTR" style="background:white;"><span style="font-size:10.0pt;">TOC</span></span><span style="font-family:b zar;"> در فرآیندهای شبه فنتون و فنتون به</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">ترتیب برابر 15/</span><span style="font-family:b zar;">52</span><span style="font-family:b zar;">درصد و 45درصد می</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">باشد. نتایج حاصله نشان داد که سینتیک فرآیند فنتون و شبه فنتون از واکنش درجه اول کاذب پیروی می</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">کند.</span></p> <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:17.0pt;line-height:92%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;"><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;"> فرآیند فنتون </span><span style="font-family:b zar;">و </span><span style="font-family:b zar;">شبه فنتون در حذف پاراکوات دارای عملکرد تقریباً مشابه بود با این تفاوت که در فرآیند شبه</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">فنتون معدنی</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">سازی بیش تری مشاهده شد. این فرآیند می</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">تواند به</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">عنوان پس تصفیه مناسب و قابل قبول جهت حذف سم پاراکوات محسوب گردد. برای رسیدن به استانداردهای موجود جهت تخلیه پساب باید</span> <span style="font-family:b zar;">به دنبال آن&nbsp; فرآیند تصفیه تکمیلی در نظر گرفته شود یا به عنوان تصفیه نهایی در زمان واکنش</span><span style="font-family:b zar;"> طولانی</span><span style="font-family:b zar;">‌</span><span style="font-family:b zar;">تر به کار گرفته شود.</span></p> <p><strong>Background and purpose:</strong> Paraquat (PQ) is a bipyridinium herbicide that is very soluble in water. This non-selective contact herbicide is widely used in agriculture for weed control. In addition to the environmental impact, paraquat affects the entire body, especially the respiratory system, central nervous system and lymph nodes. In this study degradation of paraquat was investigated using Fenton and Fenton like processes.</p> <p><strong>Materials and methods:</strong> This research was an experimental study in laboratory scale batch reactor (1L). During these processes, the effects of pH, Fenton and Fenton like agent concentrations (Fe^{2 +}, Fe³⁺and H₂O₂) and initial concentration of paraquat in the removal efficiency were studied. The residual PQ concentration and the amount of organic carbon removal were measured by HPLC (259nm) and TOC measurement device, respectively.</p> <p><strong>Results:</strong> Fenton like and Fenton processes could remove 86.44% and 84.53% of paraquat under optimal condition (pH=3, H₂O₂=29.4 mM, Fe=0.9 mM, PQ=0.194 mM) in 120 minutes, respectively. The TOC removal in Fenton like and Fenton processes was 52.15% and 45%, respectively. The PQ removal by Fenton and Fenton like process followed a pseudo-first order reaction kinetic model.</p> <p><strong>Conclusion:</strong> Fenton process showed better performance in removal of PQ than Fenton process. So, it can be used as an appropriate and a supplementary treatment process in removing PQ from aqueous solution or final purification in a longer reaction time.</p> اکسیداسیون پیشرفته, فنتون, شبه فنتون,آفت کش, پاراکوات, فاضلاب advanced oxidation, Fenton, Fenton like, Paraquat, wastewater 151 166 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-302-5&slc_lang=fa&sid=1 Sahar Mirzaei سحر میرزایی 100319475328460083660 100319475328460083660 No MSc Student in Environmental Health Engineering, School of Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran دانشجوی کارشناسی ارشد بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Mahdi Farzadkia مهدی فرزادکیا Mahdi.farzadkia@gmail.com 100319475328460083661 100319475328460083661 Yes Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Ahmad Jonidi Jafari احمد جنیدی جعفری 100319475328460083662 100319475328460083662 No Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Ali Esrafili علی اسرافیلی 100319475328460083663 100319475328460083663 No Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran دانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران