حذف سم ارگانوفسفره توسط فرایند فتوکاتالیزوری با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم: مکانیسم فرایند، تاثیر پارامترهای آزمایش و ترکیبات واسطه ای

یکی از پر مصرف ترین سموم فسفره آلی دیازینون می باشد که به طور گسترده در کشاورزی به کار می رود. این سم مقاوم به تجزیه بیولوژیکی بوده که در صورت نشت در پیکره های آبی مشکلات زیادی را برای محیط زیست ایجاد خواهد نمود. اخیراً تحقیقات برای تجزیه این سم بر روی فرایند های جدید مانند روش اولتراسونیک، تجزیه نوری، ازناسیون، پرتوهای رادیو اکتیو، اکسیداسیون شیمیایی، فرایند فنتون، H2O2/UV و تجزیه فتوکاتالیتیکی متمرکز گردیده است. در این تحقیق تجزیه فتوکاتالیتیکی دیازینون و COD آن، مکانیسم فرایند تجزیه و ترکیبات واسطه ای تولید شده با استفاده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روشها: برای تعیین پارامترهای تصفیه شامل وجود پرتوهای UV (+/-)، هوادهی (+/-)، pH (10 ≥ pH ≥4)، غلظت نانوذرات (2/0 تا 6/0 گرم در لیتر) و زمان تماس (صفر تا 90 دقیقه) از راکتور استوانه ای استیل با لامپ پرفشار UV 125 وات استفاده گردید. به منظور استخراج و سنجش دیازینون از نمونه ها از روش جدید میکرو استخراج مایع - مایع پخشی (DLLME) استفاده گردید و دستگاه کروماتوگراف گازی با دتکتور FID‌ استفاده گردید. پس از تعیین مقدار تجزیه سم، مقدار حذف COD‌ آن نیز با روش اکسیداسیون با دی کرومات پتاسیم مورد سنجش قرار گرفت. برای تعیین مکانیسم فرایند جذب pHzpc کاتالیست تعیین گردید و برای تعیین ترکیبات واسطه در شرایط بهینه حذف در سه زمان 10، 30 و 60 دقیقه از دستگاه GC/MS استفاده شد.نتایج و بحث: بر اساس مدل شبیه سازی نرم افزار(vre 7) Design Expert بهترین شرایط برای تجزیه سم (100%)، pH‌ معادل 6، غلظت نانوذرات g/l 5/5 و زمان 95 دقیقه تعیین گشت و بهترین شرایط برای حذف COD آن (7/65%)، pH‌ معادل 6، غلظت نانوذرات g/l 51/0 و زمان 92 دقیقه محاسبه گردید. بر اساس آزمون آنالیز واریانس یکطرفه (ANOVA)، پارامترهای غلظت نانوذرات، هوادهی و زمان واکنش دارای اثر مثبت در فرایند حذف بودند که سهم هر کدام از پارامترها در فرایند تجزیه سم و COD به ترتیب شامل پرتوهای UV (71% و 41%)، زمان واکنش (16% و 39%)، هوادهی (7% و 4%) و افزایش غلظت نانوذرات (4/0% و 2%) محاسبه گردید. مقدار pHzpc نانوذرات معادل 5/6 محاسبه گشت که با توجه به pKa دیازینون (6/2)، مقدار pH بهینه 6 در فرایند جذب ملکول های دیازینون به سطح کاتالیست تائید می شود. ترکیبات واسطه ای به صورت 2-ایزوپرپیل 6،متیل پیریمیدین 4،ال (IMP)، دیازوکسون وهیدروکسی دیازینون گزارش گردیدند.نتیجه گیری: نتایج نشان دادند که روش فتوکاتالیستی، دارای راندمان بالایی در مدت زمان مناسب برای حذف دیازینون از پساب های حاوی این سموم می باشد. پرتوهای UV‌ و هوادهی دارای اثر مثبت بر تجزیه دیازینون و COD بوده و بیشترین سهم حذف آنها به ترتیب به واسطه پرتوهای UV، زمان تماس، هوادهی و نانوذرات می باشد. شناسایی ترکیبات واسطه تولید شده در طی زمان واکنش اطلاعات خوبی را در جهت شناسایی مسیر تجزیه و کاهش سمیت پساب برای تخلیه به محیط یا تلفیق با فرایند بیولوژیکی در اختیار قرار خواهد داد