قابلیت نانوجاذب آلی با پایه کمپوست (compost/fe3o4nps)در پاک سازی خاک های آلوده

فتالات ها از مهمترین آلاینده های نوظهور مطرح در چالش سلامت انسان، ایمنی غذایی و حفظ محیط زیست هستند. در این میان، آلودگی خاک های کشاورزی با ترکیب شیمیایی مختل کننده غدد درون ریز دی(2-اتیل هگزیل) فتالات در سطح جهانی تایید شده است. در این پژوهش قابلیت جذب کمپوست غنی شده با نانوذرهfe3o4، در حذف dehp شناسایی گردید. تاثیر پارامترهای دوز جاذب در بازه (5-2) گرم بر لیتر، ph(11-3) و غلظت آلاینده dehp در بازه (10-5) میلی گرم بر لیتر بر درصد کارایی جذب با روش سطح پاسخ در نرم افزار دیزاین اکسپرت (11.0.3.0) بهینه سازی شد. نتایج آزمایش های تعادلی سینتیک، فرآیند دو مرحله ای را با احتساب 6 ساعت زمان تعادلی، برای جذب اگزوترمیک dehp در دمای 25 درجه سانتی گراد نشان داد. ضمن آنکه فرآیند جذب با مدل سینتیک خطی و غیرخطی شبه درجه دوم کاذب (0/9932=r2) و شکل خطی ایزوترم فروندلیچ (0/9906=r2) به بهترین وجه برازش داده شد. در طراحی مرکب مرکزی، مدل معنی دار درجه دوم در پیش بینی برهم کنش متغیرها به خوبی برازش یافت (adjusted r2=0/9753 ،p-value<0/0001). شرایط بهینه کارایی جذب 74/173 درصد در شرایط دوز نانوجاذب 4/157 گرم بر لیتر، ph معادل 5/85، غلظت dehp معادل 4/88 میلی گرم بر لیتر و با مطلوبیت 0/987 حاصل شد. مقایسه طیف های جذبی ftir، مشارکت فعال باندهای o-h گروه های عاملی فنل، الکل، کربوکسیل و آمین نوع اول (n-h) جاذب را در جذب dehp از طریق برهم کنش با اکسیژن گروه استرفتالات (c = o) تایید کرد. بنابراین کاربرد جاذب compost/fe3o4 nps با پایه پسماندهای آلی به واسطه کارایی موثر و قابل قبول می تواند به عنوان روشی کم هزینه و دوست دار محیط زیست در حذف آلاینده مقاوم dehp از بوم سازگان های حساس و نیز با هدف بهبود کارآیی زیست پالایی در خاک های کشاورزی اصلاحی با کمپوست پیشنهاد گردد.

the potential of compost-based organic nano-adsorbent (compost/fe3o4nps) for contaminated soil remediation

one of the most important emerging pollutants in human health, food safety, and environmental protection challenges is phthalate esters. among these, the contamination of agricultural soils with the endocrine-disrupting chemical di (2-ethylhexyl) phthalate (dehp) has been confirmed globally. in this research, the dehp-absorption potential of compost enriched with fe3o4 nps was identified. the effects of the sorbent dose in the range of 2 -5 g.l-1, 3 -11 ph, and dehp concentration at 5 -10 mg.l-1 on absorption efficiency (%) were optimized via response surface methodology in design expert software. the kinetic equilibrium experiment results showed a two-step process, requiring 6 hours of equilibrium time for the exothermic adsorption process at 25ºc. the adsorption process of dehp fitted best to the pseudo-second-order kinetic (r2 = 0.9932) and the linear form of the freundlich isotherm models. in the central composite design, the significant quadratic model was validated and used to predict the interaction of variables (p-value <0.0001, adjusted r2 = 0.9753). the optimum conditions of absorption efficiency (74.173%) were obtained at a sorbent dosage of 4.157 g.l-1, ph 5.85, and a dehp concentration of 4.88 mg.l-1 with a desirability of 0.987. the comparison of ftir absorption spectra confirmed the active participation of o-h bands (functional groups of phenol, alcohol, and carboxyl) and primary amine (n-h) in the dehp absorption through interaction with the oxygen atom of the phthalate ester group (c=o). as a result of its successful and acceptable efficiency, using compost/fe3o4 np absorbent based on organic wastes is a low-cost and eco-friendly technique for dehp removal from sensitive ecosystems and also to improve the efficiency of bioremediation in agricultural soils amended by compost.