حذف فتوکاتالیستی ترکیبات‌ نفتی از خاک‌های آلوده با استفاده از نانوذرات و تابش نور فرابنفش

خاک‌های آلوده به ترکیبات نفتی بالاخص هیدروکربن‌های پلی آروماتیک یکی از معضلات محیط‌ زیست محسوب می‌شود. این گروه از هیدروکربن‌های نفتی با ترکیبات پیچیده دو حلقه‌ای یا چند‌ حلقه‌ای، از کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند. روش‌های زیادی برای پاک‌سازی خاک‌های آلوده ارائه شده است که اکثراً پر هزینه بوده و دارای فرآیندی پیچیده و دشوارند. هدف از انجام این تحقیق، نحوه استفاده از فرآیند فتوکاتالیستی جهت حذف پایرن از هیدروکربن‌های پلی‌آروماتیک از خاک‌ آلوده است. در این تحقیق، با استفاده از روش رویه پاسخ، نمونه خاک به‌طور مصنوعی با غلظت mg/kg 40 پایرن آلوده گردید و با کمک طراحی آزمایش بر سطح آنها غلظت‌های 2، 4، 6، 8 و10 % وزنی از کاتالیست‌های tio2ا، zno و sno2 نشانده شد. نمونه‌های آلوده به مدت 10، 15 و20 ساعت در معرض تابش لامپ uvc در داخل فتوراکتور تخریب قرار گرفتند. غلظت اولیه پایرن در خاک و همچنین غلظت‌های متفاوت از کاتالیست‌های مصرفی نشان داد، استفاده از 10 % وزنی کاتالیست tio2 طی 20 ساعت، منجر به حذف 71 % پایرن از خاک شد. میزان کاهش پایرن از خاک با استفاده از روش استاندارد 5520d توسط دستگاه طیف‌سنجی uv فلورسانس تعیین گردید. ادامه فرآیند حذف فتوکاتالیستی هیدروکربن‌های پلی‌آروماتیک با استفاده از نانو فتوکاتالیزورهای مختلف و تاثیر عواملی نظیر نوع و غلظت کاتالیست و زمان تابش uv بررسی شد. همچنین درصد راندمان حذف پایرن از خاک آلوده تعیین گردید و طیف‌های جذبی مربوط به آن‌ ارائه شد.

Photocatalytic Removal of Petroleum Hydrocarbon Contaminated Soils Using Nanoparticles and UV Light

Soils contaminated with petroleum compounds, especially polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH’s), are one of the major environmental problems that threats the ecosystem and human life. This complex mixture of petroleum hydrocarbons is fused and contains various isomers of carbon and hydrogen, which are composed of a double rings or more loops. Today, many welldeveloped methods have been proposed for the remediation of contaminated soil, which, regardless of the complexity of the process, are very difficult and costly. The aim of this study was to decontaminate polluted soils from pyrene as an index of poly aromatic hydrocarbons (PAH’s). The remediation of PAH compounds like pyrene was carried out by using nanophotocatalysts. In this study, the response surface methodology (RSM) is performed for the formulation of catalyst concentration and UV exposure time. Under laboratory conditions, artificially clean soil samples were sterilized and contaminated with 40 mg/kg pyrene. Then, 5 grams of the soil contaminated with a solution of 40 ppm pyrene (PAH’s compounds) were well mixed with different nanophotocatalyst concentrations of 2, 4, 6, 8, and 10 wt%. of TiO2, ZnO, and SnO2. The soil samples were exposed to UVC light (15 Watt at a wavelength of 254 nm) in a photodegradation reactor for 10, 15, and 20 hrs of exposure. Under the photooxidation reactions, the removal of pyrene from the soil samples was calculated according to a standard method (ASTM D5520) of fluorescence UV spectroscopy. The results showed that the degradation of pyrene by the mentioned nanophotocatalysts were possible and the highest rate of degradation (71%) was obtained at a TiO2 catalyst concentration of 10 wt.% during 20 hrs of UV exposure. In this paper, the photocatalytic removal of hydrocarbons was studied by using a nanophotocatalytic degradation process having various factors such as the effect of catalyst type, catalyst concentration, and UV irradiation exposure time. Finally,  the removal of pyrene from soil was determined and the corresponding absorption spectra were presented