فرشید قربانی چقامارانی

فلزات سنگین یکی از آلاینده های مهم منابع آبی از جمله آب های سطحی می باشند که اثرات نامطلوبی بر حیات انسان دارند. در این میان فلزات سنگین به دلیل تجزیه ناپذیری، قابلیت تجمع در بدن موجودات زنده و اثرات زیست محیطی گسترده از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. پژوهش حاضر با هدف طراحی و ساخت نمونه بردار غیرفعال بر پایه کربن فعال و بررسی سطح فلزات سنگین (روی، کادمیوم، آرسنیک، کروم و نیکل) در سه ایستگاه سرآسیاب، الک و بیار به ترتیب بر روی رودخانه رازاور، سیروان و گاورود واقع در محدوده شهرستان کامیاران انجام شد. برای این منظور پس از طراحی و ساخته نمونه بردار، در شرایط آزمایشگاهی اعتبارسنجی (کالیبراسیون) انجام شد. در این راستا آزمایش های جذب در سیستم ناپیوسته جهت بررسی اثر متغیرهای pH، غلظت آنالیت (کادمیوم)، دما و زمان تماس نمونه بردار بر میزان جذب انجام شد. داده های تجربی به دست آمده در شرایط آزمایشگاهی با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسی شد و ثابت های سرعت جذب نمونه بردار مورد ارزیابی قرار گرفت. به علاوه کارآیی جذب فلزات سنگین توسط نمونه بردار طراحی شده در دماهای مختلف 20، 30، 40 و 50 درجه سانتی گراد بررسی شد و با استفاده از معادلات ترمودینامیک ارزیابی شد. بر اساس این داده ها نرخ نمونه برداری و میانگین غلظت وزنی-زمانی حاصل از آن نیز محاسبه شد. به منظور بررسی دقت و صحت داده های بدست آمده به ترتیب از آزمون های بازیابی و انحراف استاندارد نسبی استفاده شد. یافته ها حاکی از آن است که جذب کادمیوم با استفاده از کربن فعال با افزایش زمان تماس اولیه افزایش و با افزایش دما کاهش می یابد. شرایط بهینه جذب عبارتند از: pH 5 و زمان تماس 90 دقیقه و دمای 20 درجه سانتی گراد. نتایج حاصل از معادلات سینتیکی نیز نشان داد که رفتار جذب کادمیوم در واحد زمان از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تبعیت می کند. همچنین مقادیر به دست آمده از پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که جذب کادمیوم روی کربن فعال، طبیعتی گرماده و خود به خودی داشته است. درصد بازیابی کادمیوم با آنالیز نمونه های واقعی با روش آنالیت افزوده شده در دو ایستگاه سرآسیاب و بیار به ترتیب 18/87 و 52/127 درصد به دست آمد. انحراف استاندارد نسبی نیز در ایستگاه های مذکور به ترتیب 47/11 و 56/16 درصد حاصل شد. بر اساس نتایج به دست آمده از اعتبارسنجی نمونه بردار غیرفعال در شرایط آزمایشگاهی می توان اطمینان حاصل کرد که این نمونه بردار قالبیت کاربرد در شرایط میدانی و به دست آوردن میانگین غلظت وزنی-زمانی فلزات سنگین را دارد. بر اساس نتایج به دست آمده غلظت کادمیوم در سه ایستگاه سر آسیاب، الک و بیار به ترتیب برابر با 916/0، 021/1 و 642/0 میکروگرم بر لیتر بود. این مقدار به روش نمونه برداری لحظه ای برای سه ایستگاه مذکور به ترتیب برابر با 267/1، 387/1 و 987/0 میکروگرم بر لیتر بود.