ازالة أيونات النترات والنتريت من المحاليل المائية بوساطة الكربون المنشّط المحضر من نوى الزيتون

يواجه العديد من مناطق العالم مشكلة تلوث المياه السطحية والجوفية بأيونات النترات والنتريت. ويعتبر الاستخدام المفرط للأسمدة الكيميائية مصدراً أساسيا لهذا التلوث. يهدف هذا البحث الى المساهمة في ازالة أيونات النترات والنتريت من مياه الشرب باستخدام طريقة اقتصادية وعملية يمكن تطبيقها في المناطق النائية. ولتحقيق هذا الهدف تم القيام بالعديد من التجارب المخبرية على امتزاز أيونات النترات والنتريت بوساطة الكربون المنشّط . في بحثنا هذا حاولنا تقليل سعر الكربون المنشّط عن طريق تحضيره بالاعتماد على مادة أولية متوفرة ورخيصة وهي الجفت، كما تم اختيار طرق تحضير قليلة الكلفة. بالاضافة لكون الجفت مادة رخيصة ومتوفرة في البيئة فان اختيارها كمادة أولية لتحضير الكربون يقلل من النفايات الصلبة ومن اثار الجفت السلبية على البيئة. تم في هذه الدراسة تحضير عدة أنواع من الكربون المنشط من أجل الحصول على نوع ذي كفاءة عالية في امتزاز أيونات النترات و النتريت. ولتحقيق ذلك تم دراسة استخدام أكثر من مادة لتنشيط الكربون المحضر من نوى الزيتون، مثل كلوريد الخارصين وحمض الفوسفوريك وبايكربونات الصوديوم، بحيث كانت النسبة يبن كتلة نوى الزيتون وكتلة العامل المنشّط (1:1). وتمت عملية التنشيط باكثر من طريقة تطعيم، كما وتمت عملية التفحيم على درجات حرارة مختلفة تتراوح بين 450-750°س. وجد أن الكربون المحضر باستخدام كلوريد الخارصين كعامل منشّط هو الأفضل في امتزاز النترات والنتريت، كما أنه أعطى نتائج أفضل من الكربون المنشط التجاري عندما تمت المقارنة بينهما. كشفت صور مسح المجهر الإلكتروني (SEM) أن الكربون الذي تنشيطه باستخدام كلوريد الخارصين يحتوي على كمية أعلى من التجاويف مقارنة بالأنواع المحضرة باستخدام عوامل منشطة أخرى. وكانت أعلى مساحة سطح تم حسابها باستخدام طريقة امتزاز حمض الخليك، للكربون المنشّط باستخدام كلوريد الخارصين( AC No.7) هي1482.57م2/غم. تم التحقق من خصائص الإمتزاز بوساطة الكربون المنشّط والكربون المحضر من نوى الزيتون المنشّط باستخدام كلوريد الخارصين من خلال دراسة أثر كمية الكربون و درجة الحموضة ودرجة الحرارة و زمن التعريض وتركيز الملوثات. وتشير النتائج إلى أن فعالية الامتزاز للكربون المنشط OSC/ZnCl2C/450 (AC No. 7) كانت أعلى من تلك الخاصة بالكربون التجاري. حيث كانت كفاءة الامتزاز للكربون ((AC No. 7، 7.00 و 5.53 ملغ/غم لأيونات النتريت والنترات على التوالي. وحين خفض الرقم الهيدروجيني لوحظت زيادة كبيرة في امتزاز النتريت والنترات. وتم أيضا دراسة تأثير درجة الحرارة على الامتزاز بوساطة الكربون التجاري و (AC No.7) على درجات حرارة تتراوح بين 10-40 درجة مئوية. وتشير النتائج إلى أن درجة الحرارة تؤثر قليلا على فعالية(AC No. 7) في الامتزاز. هذه الحقيقة تشير إلى أنه يمكن استخدام هذا الكربون في ازالة أيونات النتريت والنترات من المياه السطحية والجوفية دون أن تتاثر كفاءته. تم تفسير نتائج عملية الامتزاز التي تم الحصول عليها عند الاتزان باستخدام معادلة لانجموير وفرندليش. حيث كان نموذج فرندليش أنسب لتفسير امتزاز النتريت على (AC No. 7) عند 30 درجة مئوية. من ناحية أخرى كان نموذج لانجموير هو الأنسب لتفسير امتزاز النترات على (AC No. 7) عند 20 درجة مئوية. من أجل التحقق من آليات الامتزاز، تم تطبيق النتائج على ثلاثة نماذج مبسطة للحركة هي: نموذج الاعتماد من الدرجة الأولى ظاهريا ونموذج الاعتماد من الدرجة الثانية ظاهريا ونموذج تدفق الدقائق الى داخل الجسيمات. هذا وقد اتفقت البيانات التي تم الحصول عليها لامتزاز النتريت من قبل الكربون التجاري و(AC No. 7) مع نموذج الاعتماد من الدرجة الثانية ظاهريا. أما امتزاز النترات من قبل الكربون التجاري فاتفق مع نموذج الاعتماد من الدرجة الأولى ظاهريا بينما كان امتزاز النترات من قبل (AC No. 7) اكثر اتفاقا مع الاعتماد من الدرجة الثانية ظاهريا. تم أيضا حساب بعض ثوابت الثيرموديناميك لامتزاز النترات على الكربون التجاري و ((AC No. 7 مثل المحتوى الحراري ΔH° وطاقة غيبسΔG ° والتغير