کاربرد و نقش جاذب های زیست‌پایه در حذف فلزات سنگین از پساب‎های صنعتی

حذف فلزات سنگین از پساب‌ها به دلیل خطرات بهداشتی و زیست‌محیطی آن‌ها یک ضرورت جهانی است. این مقاله مروری، کارایی جاذب‌های طبیعی و کم‌هزینه‌ای مانند بیوچار (تولیدشده از ضایعات کشاورزی)، کیتوسان و کامپوزیت‌های مبتنی بر آن‌ها را در جذب این آلاینده‌ها مقایسه و بررسی می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که این جاذب‌ها به‌لطف ساختار متخلخل، سطح ویژه بالا و گروه‌های عاملی فعال، عملکرد قابل‌توجهی در حذف فلزاتی چون سرب، کادمیوم و کروم دارند. پارامترهای عملیاتی مختلفی بر کارایی جذب موثرند که در این میان ph به عنوان تاثیرگذارترین فاکتور شناسایی شد چرا که بر بار سطحی جاذب و گونه‌های شیمیایی فلزات تاثیر مستقیم دارد. تحلیل ایزوترم‌های جذب نشان داد که فرآیند جذب در بیشتر موارد از مدل لانگمویر (جذب تک‌لایه و همگن) پیروی می‌کند، در حالی که سینتیک جذب عمدتاً با مدل شبه-درجه دوم برازش بهتری دارد که حاکی از غلبه مکانیسم جذب شیمیایی است. برای غلبه بر چالش‌هایی مانند رقابت در سیستم‌های چندآلاینده و دشواری در جداسازی، جاذب‌های اصلاح‌شده و کامپوزیتی (مانند بیوچار-کیتوسان، کامپوزیت‌های مغناطیسی و بیوچار اصلاح‌شده با نانوذرات) به عنوان راهکاری برتر معرفی شدند که نه تنها کارایی جذب را افزایش می‌دهند، بلکه قابلیت بازیابی و استفاده مجدد را نیز بهبود می‌بخشند. این جاذب‌های پیشرفته امکان دستیابی به تصفیه پایدار و مقرون‌به‌صرفه پساب‌های صنعتی را فراهم می‌کنند.

application and role of bio-based adsorbents in the removal of heavy metals from industrial wastewater

the removal of heavy metals from wastewater is a global necessity due to their associated health andenvironmental hazards. this review article compares and investigates the efficiency of natural and low-costadsorbents such as biochar (produced from agricultural waste), chitosan, and their composites in adsorbingthese pollutants. results indicate that, thanks to their porous structure, high specific surface area, and activefunctional groups, these adsorbents exhibit significant performance in removing metals such as lead, cadmium,and chromium. various operational parameters affect the adsorption efficiency, among which ph wasidentified as the most influential factor, as it directly affects the surface charge of the adsorbent and thechemical species of the metals. analysis of adsorption isotherms revealed that the adsorption process in mostcases follows the langmuir model (monolayer and homogeneous adsorption), while the adsorption kineticsare predominantly better fitted by the pseudo-second-order model, suggesting the dominance of achemisorption mechanism. to overcome challenges such as competition in multi-pollutant systems andseparation difficulties, modified and composite adsorbents (e.g., biochar-chitosan, magnetic composites, andnanoparticle-modified biochar) were introduced as superior solutions. these not only enhance adsorptionefficiency but also improve recoverability and reusability. these advanced adsorbents make achievingsustainable and cost-effective treatment of industrial wastewater feasible.