نحوه عملکرد میکرو ذرات کربن فعال و نانوذرات پراکسید کلسیم (cao2) در پاک‌سازی هیدروکربن‌های حلقوی از آب زیرزمینی

با ورود آلودگی هیدروکربنی به آب‌های زیرسطحی، بر اساس سرعت آب زیرزمینی، آلودگی این امکان را دارد که به نقاط پایین‌دست نفوذ کرده و مشکلاتی را برای مصرف‌کنندگان و نیز محیط‌زیست به وجود آورد. به‌این‌ترتیب، علاوه بر روش های پاک‌سازی این آلاینده ها، دستیابی به راهکاری جهت جلوگیری از گسترش آلودگی از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر، با سنتز نانوذرات پراکسید کلسیم و آماده‌سازی میکرو ذرات کربن فعال، آزمایش های ناپیوسته (batch) پاک‌سازی آلاینده‌های بنزن و تولوئن در ویال‌های100 ml  مورد بررسی عملکرد قرار گرفت. بررسی‌ها بامطالعه تغییرات اکسیژن محلول do)) و ph، جمعیت میکروبی و غلظت آلاینده در طول 60 روز مطالعه صورت گرفت. در ادامه جهت مطالعه جمیت میکروبی تشکیل شده بر روی کربن فعال به عنوان بستر جاذب آلودگی از میکروسکوپ الکترونی (sem) استفاده شد. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که با تلفیق دو روش تزریق ذرات کربن فعال جهت جذب و به دام انداختن آلودگی و افزودن نانوذرات پراکسید کلسیم به آب زیرزمینی می‌توان بازدهی حذف آلودگی از محیط را به میزان 20 درصد نسبت به به کارگیری نانوذرات به تنهایی و نیز 50 درصد نسبت به افزودن جاذب به تنهایی به بستر آب زیرزمینی افزایش داد. این درحالی بود که تصویر میکروسکوپ الکترونی گرفته شده از سطح کربن فعال حاکی از افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌ها و اتصال آن‌ها به سطح و تشکیل کلنی است که به بهبود شرایط پاک‌سازی کمک می‌کند. در مطالعات میکروبی به ازای هر میلی لیتر از محیط آبی، تعداد 1000 میکروارگانیسم بیشتر در بستر حاوی پراکسید کلسیم و نیز کربن فعال نسبت به نمونه شاهد رشد مشاهده شد. در نهایت مشخص شد که ترکیب روش تجزیه زیستی به کمک نانوذرات پراکسید کلسیم و جاذب کربن فعال موجب بهبود عملکرد نانوذرات cao2 شده و با تثبیت آلاینده در نهایت منجر به پاک‌سازی حداکثری آلودگی از آب زیرزمینی آلوده می‌شود.

the mechanism of action of activated carbon and calcium peroxide (cao2) nanoparticles in the remediation of aromatic hydrocarbons from groundwater

as hydrocarbon contamination enters subsurface waters, the contamination has the potential to penetrate downstream and cause problems for consumers and the environment, it is of great importance to find a solution to prevent the spread of contamination. so, the effects of carbon adsorbents on the removal of benzene and toluene pollutants were also examined. for this purpose, nine 100 ml vials containing 50 grams of sand were prepared, to which 70 ml of groundwater was added along with specified amounts of micro-sized activated carbon, calcium peroxide nanoparticles, and a combination of both. tests included measuring ph, dissolved oxygen concentration, microbial populations, and pollutant concentrations. the results indicated that calcium peroxide nanoparticles significantly increased the dissolved oxygen concentration and ph, while micro-sized activated carbon particles had little effect on these properties. combining two adsorbents led to a slight increase in oxygen concentration and a tenfold increase in microbial count, enhancing the ability of activated carbon to adsorb pollutants and provide a favorable environment for the growth of microorganisms. the significant impact of calcium peroxide nanoparticles and micro-sized activated carbon in the pollutant removal process from groundwater was also investigated. results showed that calcium peroxide nanoparticles were capable of removing 80% of pollutants, including toluene, due to its better degradability. the simultaneous use of carbon adsorbents and calcium peroxide nanoparticles increased efficiency and reduced cleanup time, allowing for the complete removal of pollutants within 60 days. moreover, combining these two adsorbents resulted in 20% improvement in remediation efficiency compared to the use of calcium peroxide nanoparticles alone. microscopic findings demonstrated that microorganisms attached well to the activated carbon surface and played a crucial role in the degradation of pollutants by forming colonies. ultimately, improved efficiency in removing hydrocarbon pollution from groundwater was observed by integrating calcium peroxide nanoparticles and activated carbon adsorbents.