مطالعه همدماهای جذب سطحی رقابتی و غیر رقابتی روی توسط گل سر شور در حضور و عدم حضور مس و هیومیک اسید

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری شیمی و حاصلخیزی خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

2 دانشگاه شیراز

چکیده

روی از جمله عناصر کم‌مصرف است که در غلظت‌های بالا ایجاد سمیت می-کند. یکی از روش‌های حذف فلزات سنگین از آبها و پساب‌ها، استفاده از پدیده جذب سطحی برروی جاذب است. بخش اعظم گل سرشور از کانی‌های انبساط-پذیر است؛ از این رو می‌تواند در حذف فلزات سنگین نظیر روی، مورد استفاده قرارگیرد. به منظور بررسی وضعیت جذب غیر رقابتی و رقابتی روی توسط گل سرشور، آزمایشی با 7 غلظت مختلف این عنصر در حضور و عدم حضور هیومیک‌اسید انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که همدمای جذبی فروندلیچ و پس از آن لانگمویر و ردلیچ – پیترسون بهترین مدل‌ها در توصیف روند جذب روی، بر سطح کانی گل سرشور بودند. اگر چه داده‌های جذب روی به‌خوبی با ایزوترم لانگمویر یک‌سطحی برازش شد اما، ایزوترم لانگمویر دو سطحی بهتر توانست روند جذب روی توسط گل‌سرشور را توضیح دهد. در تمام تیمارها مقدار KL′، ثابت معادله در رابطه با انرژی جذب برروی سطح اول، چندین برابر بزرگتر از KL′′، ثابت معادله در رابطه با انرژی جذب برروی سطح دوم بود؛ در حالیکه مقادیر b′′، حداکثر مقدار جذب تک‌لایه برروی سایت دوم، بزرگتر از b′، حداکثر مقدار جذب تک‌لایه برروی سایت اول بود. این بدان معنی است که اگر چه تمایل سایت اولیه برای جذب عنصر روی بیشتر بود، اما به‌سرعت توسط روی اشباع شد. با توجه به قیمت پایین گل‌سرشور، معادن فراوان در ایران و ظرفیت بالای آن در جذب فلزات سنگین، لازم است استفاده از این ماده در جذب فلزات سنگین به میزان بیشتری مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of Isotherms of Competitive and Non-competitive Zinc Adsorption Using Gel-E-Sarshour in Presence and Absence of Copper and Humic Acid

نویسندگان [English]

  • Pouya Ostovar 1
  • Zahra Zibaei 1
1 PhD student of soil science department, college of agriculture, Shiraz University
چکیده [English]

Zinc (Zn) is one of the micronutrients that is toxic in high concentrations. One of the best ways for removing heavy metals (HMs) from water and waste water is the adsorption of HMs by using different adsorbents. The main component of Gel-E-Sarshour (GES) is a Di-octahedral smectite with high layer charge. Therefore it can be used for removal of Zn from contaminated water. In order to study the competitive and non-competitive retention characteristics of Zn onto GES, a trial with 7 different concentrations of Zn in the absence or the presence of humic acid (HA) was conducted. Zn adsorption data onto GES the best fitted to the Freundlich model, followed by Langmuir and Redlich-Peterson models. Although, the Zn adsorption data showed a highly significant fit to the Langmuir isotherm, the fit of data to a two-surface Langmuir isotherm proved to be more desirable. In all treatments, bonding energy of the first surface criterion (KL′) was several times greater than bonding energy of the second surface criterion (KL′′), while, adsorption maxima for the second site (b′′) were higher than that of the first site (b′). This means that although, the first site had a much greater tendency for Zn adsorption, it was rapidly saturated with Zn. Since, GES has a low price, being natural and abundant in Iran and due to its high adsorption capacity for the removal of HMs, application of this substance is promising for the removal of HMs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption isotherms
  • Cu
  • Gel-E-Sarshour
  • Humic acid
  • Zn

مراجع

Alexander JA, Ahmad Zaini MA, Abdulsalam S, El-Nafaty UA and Omeiza Aroke U, 2019. Isotherm studies of lead(II), manganese(II), and cadmium(II) adsorption by Nigerian bentonite clay in single and multimetal solutions. Particulate Science and Technology 37(4): 403-413.
Alloway BJ, 2008. Zinc in Soils and Crop Nutrition. IZA and IFA Brussels, Belgium and Paris, France.
Baghernejad M, Javaheri F and Moosavi AA, 2015. Adsorption isotherms of copper and zinc in clay minerals of calcareous soils and their effects on x-ray diffraction. Archives of Agronomy and Soil Science 61(8): 1061-1077.
Bhattacharyya KG and Sen Gupta S, 2008. Adsorption of a few heavy metals on natural and modified kaolinite and montmorillonite: A review. Journal of Advances in Colloid and Interface science 140: 114-131.
Diana G, Beni C and Macroni S, 2010. Comparison of adsorption isotherm equations to describe Boron behavior in soils affected by organic and mineral fertilization. Communications in Soil Science and Plant Analysis 41: 1112-1128.
Ellis BG, Knezek BD, 1972. Adsorption reaction of micronutrients in soils. In Mortvedt J, Giordano J and Lindsay  WL (ed) Micronutrients in Agriculture (Pp. 59-78). Soil Science Society of America, Madison.
Erdem E, Karapinar N and Donat R, 2004. The removal of heavy metal cations by natural zeolites. Journal of Colloid and Interface Science 280: 309-314.
Farrah H, Hatton D and Pichering WF, 1980. The affinity of metal ions for clay surfaces. Journal of Chemical Geology 28: 55-68.
Harter RD, 1991. Micronutrient Adsorption-Desorption Reaction in Soils. Soil Science Society of America, Medison, WI 53711, USA.
Havlin JL, Beaton JD, Tisdale SA and Nelson WL, 2006. Soil Fertility and Fertilizers: An Introduction to Nutrient Management. Prentice Hall, Upper Saddle River, N J.
Holford ICR, Wedderburn RWM and Mattingly GEF, 1974. A Langmuir two-surface equation as a model for phosphate adsorption by soils. Journal of Soil Science 25(2): 242-255.
Kabata-Pendias A, 1980. Heavy metals sorption by clay minerals and oxides of iron and manganese. Mineralogia Polonica 11: 3-13.
Kabata-Pendias A and Pendias H, 1984. Trace Elements in Soils and Plants. CRC Press.
Lindsay WL, 1979. Chemical Equilibria in Soils. Blackburn Press.
Maftoun M, Karimian N and Moshiri F, 2002. Sorption characterization of copper (II) in selected calcareous soils of Iran in relation to soil properties. Communications in Soil Science and Plant Analysis 33(13&14): 2279-2289.
Maftoun M, Rassooli F, Ali Nejad Z and Karimain N, 2004. Cadmium sorption behavior in some highly calcareous soils of Iran. Communications in Soil Science and Plant Analysis 35: 1271-1282.
Mahjoory RA, 1996. Occurrence and mineralogy of a deposit of shampoo-clay in southern Iran. Applied Clay Science 11: 69-76.
Margaret A, Mclaughlin MJ, Kirby JK and Stacey SP, 2012. Adsorption and desorption of copper and zinc in tropical peat soils of Sarawak, Malaysia. Geoderma 175-176: 58-63.
Nguyen TC, Loganathan P, Nguyen TV, Vigeneswaran S, Kandasmy J and Naidu R, 2015. Simultaneous adsorption of Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn by an iron-coated Australian zeolite in batch and fix-bed column studies. Chemical Engineering Journal 270: 393-404.
Okazaki M, Takamidoh K and Yamane I, 1989. Adsorption of ions on synthetic amorphous alumina silicates with different SiO2/Al2O3 molar ratios and coordination numbers of aluminum. Soil Science and Plant Nutrition 35: 109-118.
Rafiei B, and Amini manesh A, 2007. Mineralogy of Shampoo-clay deposits in Tafresh area, central province. Geosciences 63: 180-183 (In Persian with English abstract).
Reyhanitabar A, Ardalan M, Gilkes RJ and Savaghebi G, 2010. Zinc sorption characteristics of some selected calcareous soils of Iran. Journal of Agricultural Science and Technology 12(1): 99-110.
Shahbeig H, Bagheri N, Ghorbanian SA, Hallajisani A and Poorkari S, 2013. A new adsorption isotherms model of aqueous solutions on granular activated carbon. World Journal of Modeling and Simulation 4: 243-254.
Shamohammadi-Khalagh SH, Babazadeh H, Nazemi AH and Manshouri M, 2011. Isotherm and kinetic studies on adsorption of Pb, Zn and Cu by kaolinite. Caspian Journal of Environmental Science 9: 243-255 (In Persian with English abstract).
Sipos P, 2009. Single element and competitive sorption of copper, zinc and lead onto a Luvisol profile. Central European Journal of Geosciences, 1(4): 404-415.
 
 
دانش آب و خاک
دوره 31، شماره 3
مهر 1400
صفحه 135-147

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار