تنقية المياه الجوفية من الفلزات السامة بواسطة المتصلات المتعددة المثبتة و المعلقة

تهدف هذه الدراسة إلى تنقية المياه الجوفية من أيونات الفلزات الثقيلة السامّة بواسطة المُتصلات المتعددّة المُثبتة و المُعلقّة ؛ حيث أنّ المياه الجوفية المستخدمة في هذا البحث كانت من بلدة برقين في فلسطين ، في البداية تم تحضير محاليل معيارية معروفة التراكيز من أملاح مختلفة لكل من أيونات الكادميوم و الرصاص و النيكل، و بعدها تمت إزالة هذه العناصر السامّة بالإعتماد على طريقة الإمتزاز ، حيث حُضّرت ثلاثة بُوليمرات ذات خصائص سطحية ممتازة و هذه المواد هي: (Si-o-NO2)و (Si-m-NO2)و (Si-p-NO2)، و من ثم تم فحص صفات هذه المركبات و ثباتية كلٍ منها كيميائياً و حرارياً باستخدام تقنيات و أجهزة عديدة أثبتت أنّ هذه البوليمرات ذات قدرة كبيرة على إزالة الفلزات السامة من المياه الجوفية ، مما يعني كفاءتها كمواد مازة. تم اختبار العديد من الظروف المختلفة مثل : زمن التحريك ، درجة الحرارة ، درجة الحموضة ، التركيز الإبتدائي للمادة المُمتزة ، و كمية المادة المازة ، و ذلك من أجل معرفة الظروف المثالية التي تؤدي إلى أكبر نسبة إزالة للعناصر الفلزية السامّة بطريقة فعالة. أشارت النتائج أنّ عملية الإمتزاز كانت أفضل عند درجات الحرارة المنخفضة حيث أنّ درجة الحرارة المثالية لأغلب عمليات الإمتزاز كانت عند درجة حرارة الغرفة أو أقل من ذلك ؛ وبالنسبة لدرجة الحموضة المثالية فكانت تتراوح بشكل عام ما بين 5 و 8 ؛ أما بالنسبة لوقت الإتصال الأمثل ما بين المادة المازة و المُمتزة فكان قليل جداً لأغلب العمليات ، و كان الوقت الأطول هو 50 دقيقة و ذلك عند استخدام أيونات الكادميوم مع مادة (Si-o-NO2). أشارت النتائج النهائية أنّ أعلى نسبة إزالة لكل من أيونات النيكل و الكادميوم هي 98.99 % و ذلك بوجود المادة المازة (Si-m-NO2) ، أما بالنسبة لأيونات الرصاص فكانت النسبة %99.95 باستخدام المادة المازة .(Si-p-NO2) بعد ذلك ، تم تطبيق عمليات الإمتزاز المختلفة على نماذج الإمتزاز ثابتة الحرارة (Langmuir and Freundlich Isotherms) ، حيث تم ملاحظة أنّ كل عمليات الإمتزاز كانت تابعة لنموذج (Langmuir) و بالتالي فهي إمتزازات كيميائية ، مما يدل على وجود روابط كيميائية حقيقية بين كل من المادة المازة و المُمتزة. من أجل معرفة ميكانيكية كل من تفاعلات الإمتزاز ؛ تم تطبيق هذه العمليات على نماذج الإمتزاز الحركية و هي: (pseudo first-order, pseudo second-order and intra-particle diffusion kinetic adsorption models) و بالإعتماد على قيمة معامل الإرتباط لكل عملية إمتزاز ؛ كانت النتائج تشير أنّ كل تفاعلات الإمتزاز تابعة لنموذج.(pseudo second-order kinetics) و أيضاً تم رسم مخطط (Van’t Hoff) من أجل معرفة دلائل الديناميكا الحرارية لعمليات الإمتزاز المختلفة ، و أشارت النتائج أنّ جميع هذه العمليات ماصة للحرارة(∆H > 0) و لا تحدث بصورة تلقائية (∆S < 0) ، في النهاية تم إعادة استخدام المواد المازة مرة أخرى من أجل معرفة أثر ذلك على نسبة إزالة الأيونات الفلزية السامّة. بشكل عام ؛ أشارت نتائج هذا البحث أنّ المواد المازة التي تم تحضيرها كانت فعالة جداً في إزالة أيونات الكادميوم و الرصاص و النيكل من المياه الجوفية.