جذب نیترات از محلول آبی توسط بیوچار و بیوچار دارای پوشش آهن

در حال حاضر بسیاری از کشورها از جمله ایران با مشکل بالا بودن غلظت نیترات در آب آشامیدنی مواجه هستند، که مهم ترین علت آن ورود رواناب های کشاورزی و فاضلاب های شهری و صنعتی به منابع آبی بخصوص آب های زیرزمینی می باشد. اگر غلظت نیترات در آب آشامیدنی بیش از حد مجاز باشد (۵۰ میلی گرم بر لیتر)، باعث ایجاد سمیت در آب می شود. تا کنون روش های گوناگونی برای حذف نیترات مطرح شده است، که اکثر آن ها، پر هزینه می باشند. بنابراین هدف از این مطالعه استفاده از بیوچار به عنوان جاذب ارزان قیمت جهت حذف نیترات از منابع آبی می باشد. در این تحقیق از چهار نوع ماده خام کاه و پوسته برنج، باگاس نیشکر و خرده چوب نراد استفاده گردید، و بیوچار در دو شرایط دمایی ۳۰۰ و ۶۰۰ درجه سانتی گراد تولید شد. جهت تعیین بهترین جاذب با حداکثر مقدار جذب نیترات، ابتدا تمام جاذب ها در یک زمان ثابت (۶۰ دقیقه) با غلظت اولیه ۵۰ میلی گرم بر لیتر محلول نیترات تماس داده شد، سپس آزمایش های سینتیک جهت تعیین زمان تعادل، pH بهینه و مقدار جاذب انجام گرفت. پس از تعیین جاذب با حداکثر جذب و شرایط بهینه، جاذب مورد نظر با کلریدآهن پوشش داده شد. ایزوترم های جذب نیترات توسط بهترین بیوچار تعیین شد. نتایج نشان داد که که از بین بیوچارهای موجود، بیوچار کاه برنج در دمای (۳۰۰ درجه سانتیگراد) بیشترین توانایی جذب نیترات را داشت. حداکثر جذب نیترات با غلظت اولیه ۵۰ میلی گرم بر لیتر در زمان تعادل ۹۰ دقیقه، pH بهینه ۷ و جرم جاذب ۲۵/۱ گرم بر لیتر، ۲۳۵۸۰ گرم بر کیلوگرم بدست آمد. همچنین فرایند جذب نیترات، بیوچار کاه برنج ۳۰۰ درجه سانتیگراد (ب. ک. ۳۰۰) و بیوچار کاه برنج۳۰۰ درجه سانتی گراد پوشش داده شده با آهن (ب. ک. ۳۰۰. آ) با مدل خطی ایزوترم لانگمویر مطابقت داشت. حداکثر ظرفیت جذب نیترات برای (ب. ک. ۳۰۰) و (ب. ک. ۳۰۰. آ)، به ترتیب ۱۶/۳۸، ۶۶/۴۳، میلی گرم بر گرم بدست آمد. بر مبنای نتایج حاصل، می توان اظهار نمود که پوشش دار کردن بیوچار با آهن به دلیل داشتن بار مثبت، مانند پل روی سطح بیوچار با بار منفی قرار گرفته، در نتیجه جذب نیترات را روی سطح بیوچار افزایش می دهد.