حذف نیکل، کروم و سرب از خاک‌های آلوده به نفت خام با استفاده ازفعال کننده سطحی زیستی ساپونین

دولت زاده خیاوی, امیر حسین; حاج محمدی, رضا; امانی, حسین; سلطانی, هادی

حذف نیکل، کروم و سرب از خاک‌های آلوده به نفت خام با استفاده ازفعال کننده سطحی زیستی ساپونین

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی شیمی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران

² گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

خاک آلوده به نفت خام سنگین افزون بر اینکه زندگی گیاهان و جانوران خاکی را تحت تأثیر قرار می دهد بلکه زندگی آبزیان را نیز در برابر خطر قرارمی دهد. فلزهایی مانند نیکل، کروم، سرب، وانادیوم و کادمیوم در فرایندهای استخراج نفت خام وارد خاک شده و به این ترتیب اثرهای مخرب زیست محیطی با خود به دنبال دارد. در این پژوهش حذف فلزهای سنگین سرب، نیکل و کروم از خاک آلوده به نفت خام توسط فعال کننده سطحی زیستی ساپونین بررسی شد. نتیجه ها نشان داد با افزایش غلظت ساپونین درصد حذف فلزها افزایش پیدا کرد. به طوری که در غلظتg/L3 از ساپونین بازده حذف فلز نیکل، کروم و سرب به ترتیب 73% ، 58% و 43% بود. افزایش pH تا 10 و دما تا 75 درجه سلسیوس اثر منفی بر بازده حذف فلزها داشت. همچنین نتیجه ها نشان داد شرایط بهینه برای حذف فلزهای نیکل، کروم و سرب دمای ºC25، pH برابر عدد 4 و غلظت فعال کننده سطحی زیستی ساپونین g/L3 می باشد. در مقایسه با فعال کننده سطحی شیمیایی SDS در شرایط بهینه و در مش بزرگ با اندازه µm850 بازده ساپونین بیشتر از SDS برای فلزهای نیکل و کروم بود. با توجه به نتیجه های به دست آمده از این پژوهش می توان از فعال کننده سطحی زیستی ساپونین به جای استفاده از فعال کننده های سطحی شیمیایی از منظر فرایند های زیست محیطی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Smolders E., Oorts K., Van Sprang P., Schoeters I., Janssen C.R., McGrath S.P., McLaughlin, M.J., Toxicity of Trace Metals in Soil as Affected By Soil Type and Aging after Contamination: Using Calibrated Bioavailability Models to Set Ecological Soil Standards, Environmental Toxicology and Chemistry: An International Journal, 28(8): 1633-1642 (2009).

[2] Comte I., Davidson R., Lucotte M., de Carvalho C.J.R., de Assis Oliveira F., da Silva B.P., Rousseau G.X, Physicochemical Properties of soils in the Brazilian Amazon Following Fire-Free Land Preparation and Slash-and-Burn Practices, Agriculture, Ecosystems & Environment, 156:108- 115 (2012).

[3] Jien S.H., Wang C.S., Effects of Biochar on Soil Properties and Erosion Potential in a Highly Weathered Soil, Catena, 110: 225-233 (2013).

[4] Oomen A.G., Rompelberg C.J.M., Van de Kamp E., Pereboom, DPKH., De Zwart L.L., Sips A.J.A.M, Effect of Bile Type on the Bioaccessibility of Soil Contaminants in an in Vitro Digestion Model, Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 46(2): 183-188 (2004).

[5] Abramov O.V., Abramov V.O., Myasnikov S.K. Mullakaev M.S, Extraction of Bitumen, Crude Oil and its Products from Tar Sand and Contaminated Sandy Soil under Effect of Ultrasound, Ultrasonics Sonochemistry, 16(3): 408-416 (2009).

[6] Pannu J.K., Singh A., Ward O.P., Vegetable Oil as a Contaminated Soil Remediation Amendment: Application of Peanut Oil for Extraction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Soil, Process biochemistry, 39(10): 1211-1216 (2004).

[7] Khan S., Cao Q., Zheng Y.M., Huang Y.Z., Zhu Y.G., Health Risks of Heavy Metals in Contaminated Soils and Food Crops Irrigated with Wastewater in Beijing, China, Environmental Pollution, 152(3):686-692(2008).

[8] Wuana R.A., Okieimen F.E., Heavy Metals in Contaminated Soils: A Review of Sources, Chemistry, Risks and Best Available Strategies for Remediation, Isrn Ecology, 1: 23-34 (2011).

[9] Tang J., He J., Liu T., Xin X., Removal of Heavy Metals with Sequential Sludge Washing Techniques Using Saponin: Optimization Conditions, Kinetics, Removal Effectiveness, Binding Intensity, Mobility and Mechanism, RSC Advances, 7(53): 33385-33401 (2017).

[10] Singh A.K., Cameotra S.S., Efficiency of Lipopeptide Biosurfactants in Removal of Petroleum Hydrocarbons and Heavy Metals from Contaminated Soil, Environmental Science and Pollution Research, 20(10): 7367-7376 (2013).

[11] Luo C., Shen Z., Li X., Enhanced phytoextraction of Cu, Pb, Zn and Cd with EDTA and EDDS, Chemosphere, 59(1):1-11(2005).

[12] Meunier N., Drogui P., Montané C., Hausler R., Mercier G., Blais J.F., Comparison Between Electrocoagulation and Chemical Precipitation for Metals Removal from Acidic Soil Leachate, Journal of Hazardous Materials, 137(1): 581-590(2006).

[13] Maity J.P., Huang Y.M., Fan C.W., Chen C.C., Li C.Y., Hsu C.M., Chang Y.F., Wu C.I., Chen C.Y., Jean J.S., Evaluation of Remediation Process with Soapberry Derived Saponin for Removal of Heavy Metals from Contaminated Soils in Hai-Pu, Taiwan, Journal of Environmental Sciences, 25(6): 1180-1185 (2013).

[14] Franzetti A., Gandolfi I., Fracchia L., Van Hamme J., Gkorezis P., Marchant R., Banat I.M., Biosurfactant Use in Heavy Metal Removal from Industrial Effluents and Contaminated Sites. Biosurfactants: Production and Utilization—Processes, Technologies, and Economics, 3;159:361 (2014).

[15] Liu S., Cui M., Liu Z., Song F., Mo W., Structural Analysis of Saponins from Medicinal Herbs Using Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry, Journal of the American Society for Mass Spectrometry, 15(2): 133-141 (2004).

[16] Reichert C.L., Salminen H., Weiss J., Quillaja Saponin Characteristics and Functional Properties. Annual Review of Food Science and Technology, 25: 10 (2019).

[17] Shah A., Niaz A., Ullah N., Rehman A., Akhlaq M., Zakir M., Suleman Khan M., Comparative Study of Heavy Metals in Soil and Selected Medicinal Plants, Journal of Chemistry. 18; 2013 (2013).

[18] Maity J.P., Huang Y.M., Hsu C.M., Wu C.I., Chen C.C., Li C.Y., Jean J.S., Chang Y.F., Chen C.Y., Removal of Cu, Pb and Zn by foam Fractionation and a Soil Washing Process from Contaminated Industrial Soils Using Soapberry-Derived Saponin: a Comparative Effectiveness Assessment, Chemosphere, 92(10):1286-1293 (2013).

[19] Faustino C.M., Serafim C.S., Ferreira I.N., Branco M.A., Calado A.R., Garcia-Rio L., Mixed Micelle Formation Between an Amino Acid-Based Anionic Gemini Surfactant and Bile Salts, Industrial & Engineering Chemistry Research. ,10;53(24): 10112-10118 (2014).