حذف فلزات سنگین از پساب با کمک فرآیند نفوذ – تراوش و جذب روی کربن فعال

Removal of heavy metals from wastewater using infltration‑percolation process and adsorption on activated carbon

چکیده

مقدمه

موضوعات و روشها

نتایج و بحث

ارزیابی جذب فلزات سنگین بر روی پودر کربن فعال (PAC)

بررسی اثربخشی ترکیب نفوذ-تراوش و جذب بر روی پودر کربن فعال (PAC) در تصفیه فاضلاب شهری

شبیه سازی تعادل جذب

نتیجه گیری

منابع

چکیده

     امروزه، آلودگی فلزات سنگین به یکی از جدی‌ترین مشکلات زیست محیطی تبدیل شده است. حذف فلزات سنگین از فاضلابها با توجه به تأثیرات منفی که بر بهداشت عمومی و اکوسیستمها دارد، توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. هدف اصلی این کار، بررسی کارآیی ترکیب فرآیند نفوذ -تراوش با جذب بر روی کربن فعال به منظور حذف فلزات سنگین موجود در پساب فاضلاب شهری است. جذب فلزات سنگین بر روی یک نمونه تجاری از کربن فعال در یک حالت ایستا مورد بررسی قرار گرفت. انجام آزمایشات آزمایشگاهی متعدد این امکان را فراهم آورده تا از مقدار بهینه پودر کربن فعال مورد نیاز برای حذف طیف وسیعی از فلزات سنگین آگاه شویم. نتایج نشان دادند که تعادل جذب برای کادمیوم  (Cd2+) خیلی سریع بدست آمد، برای مثال پس از 15 دقیقه از تماس با کربن فعال. از سوی دیگر، تعادل روی (Zn2+)، سرب (Pb2+) و مس (Cu2+) پس از 45 دقیقه حاصل شد. سرعت حرکت به سمت بیرون برای Zn2+ 70.77%، برای Pb2+  64.75%، برای Cu2+ 67.07% و برای Cd2+ 78.42% بود. ایزوترمهای جذب تعیین شده برای Zn2+، Pb2+، Cu2+ از نوع I بودند درحالیکه شکل منحنی Cd2+ ایزوترمهای نوع II را نشان داد. این ایزوترمها ظرفیت پودر کربن فعال را در جذب کادمیوم، بهتر از سایر فلزات سنگین بررسی شده نشان می‌دهند.

موضوعات و روشها

     این مطالعه تجربی از ماه آوریل تا اکتبر 2016 به مدت 6 ماه به طول انجامید. این آزمایشات در آزمایشگاه علمی کاربردی آبی موسسه عالی علوم و فنون آب انجام شد (دانشگاه گابس، تونس).

به منظور تعیین بهترین فرآیند تصفیه فاضلاب برای از بین بردن فلزات سنگین، فاضلاب به صورت پی در پی توسط نفوذ-تراوش و جذب بر روی پودر کربن فعال تصفیه شده است.

     این آزمایشات بر روی یک ستون پلی وینیل کلرید (PVC) با ارتفاع200 سانتی متر و قطر 10 سانتی متر انجام شد (شکل1). انتهای این ستون یک لایه از دانه‌های درشت شن به ارتفاع 1.5 سانتی متر ریخته شد که متوسط اندازه دانه‌ها (d50) 0.26 میلی متر بود و از یکنواختی خیلی خوبی برخوردار بودند (Cu=1.93). آزمایشات نفوذ با استفاده از پساب ثانویه به دست آمده از تصفیه خانه فاضلاب شهر گابس انجام شد (جنوب شرقی تونس). بار هیدرولیکی اعمال شده، 27/0 m/day بود که طبق کارهای انجام شده توسط نویسندگان مختلف در یک ستون در مقیاس آزمایشگاه انتخاب شد (Guediri 2000؛ Bali و همکاران، 2016). این سیستم تراوش طبق یک حالت عملیاتی چرخان از طریق یک چرخه 7 روزه متشکل از یک دوره تغذیه 4 روزه و یک دوره خشک کردن 3 روزه برای جلوگیری از انسداد صافی شنی استفاده شده است. این عملیات امکان تنظیم زیست توده انباشته شده در صافی را فراهم می‌آورد که به تنفس درون زا نیز کمک می‌کند.

     در مجرای خروج صافی شنی، نمونه‌های تصفیه شدۀ پساب‌ها با مقدار انتخاب شده از پودر کربن فعال (PAC) به روش زیر ترکیب شدند: یک لیتر از آبی که باید تصفیه می‌شد به منظور آزمایش مناسبترین مقدار برای از بین بردن طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها، در چهار لیوان آزمایشگاه پر شده با چهار مقدار مختلف از مواد جاذب (15 ، 25 ، 35 و 45 گرم) ریخته شد. سرعت همزنی در 300rpm تنظیم شد و نمونه‌های آب در بازه‌های 15 دقیقه‌ای گرفته شدند و سپس با یک صافی کاغذی صاف شدند و با تکنیکهای خاص الکترود برای اندازه گیری تراکم هر فلز نسبت به نمونه اولیه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. سپس، مقدار پودر کربن فعال (PAC) متناظر با بهترین میزان کاهش در فلزات سنگین، در فرایند ترکیب با فرایند نفوذ-تراوش مطابقت داده شد.

حذف فلزات سنگین از محلول های آبی با پودر سیلیکات کلسیم از خاکستر بادی زغال سنگ

Heavy metal removal from aqueous solutions by calcium silicate powder from waste coal fly-ash

چکیده

1 مقدمه

2 روش آزمایشی

3 جذب سطحی فلزات سنگین

4 منافع زیست‌محیطی و اقتصادی

5 نتیجه‌گیری

منابع

چکیده

حذف یون‌های Ni (II), Cu (II), Zn (II) و Co (II) با استفاده از پودر کلسیم سیلیکات از محلول‌های آبی شبیه‌سازی شده در این کار بررسی شده که پودر مذکور محصول فرعی حاصل از تولید اکسید آلومینیوم با استفاده از خاکستر زغالسنگ است. CPS بازدهی بالایی برای حذف این یون‌های فلزی دارد. جذب‌ سطحی حداکثر برای Ni(II), Cu (II), Zn(II)و Co(II) به ترتیب برابر 17/420، 93/680، 89/521 و 29/235 میلی‌گرم/گرم بود. حذف کامل (100 درصد) Ni (II) وقتی حاصل شد که غلظت اولیه به 100 میلی‌گرم/لیتر رسید که نشان می‌دهد CSP حتی در غلظت بسیار پایین بسیار کارآمد بود. هم‌دماهای جذب سطحی و سینتیک با استفاده از مدل‌های متفاوت مطالعه شده است. مشخص شده که هم‌دماهای جذب سطحی به بهترین شکل براساس مدل لانگ‌موایر توصیف می‌شوند و سینتیک جذب سطحی پروسه واکنش شبه مرتبه دوم را دنبال می‌کند. غلظت یون کلسیم قبل و بعد از جذب سطحی بررسی شد تا مکانیسم حذف یون‌های فلزی سنگین مطالعه شود. مشخص شد حذف یون‌های فلزات سنگین اساساً از طریق تبادل یون همراه با کمی جذب سطحی حاصل شد.

2. روش آزمایشی
2-1 مواد شیمیایی
     CSP توسط شرکت بین‌المللی توسعه منبع انرژی تجدید‌پذیر داتنگ مغولستان داخلی (هوهوت ، چین) تهیه شد و به همان صورت که دریافت شد استفاده گردید. نیکل (II) نیترات و کبالت (II) کلرید از موسسه تحقیقات شیمیایی دقیق تیانجین جینک (تیانجین، چین) خریداری شد. آمونیوم سیترات، دی‌متیل گلیوکسیم ، نمک اتیلن دی‌آمین تترا استیک اسید تتراسدیم، هیدروکسیل آمین هیدروکلرید، مس (II) سولفات، روی (II) نیترات و سدیم پیروفسفات از شرکت علمی شیلانگ (گوانگدانگ ، چین) خریداری شد. سولفوریک اسید، سدیم سیترات، استیک اسید، اورتوبوریک اسید، سدیم هیدروکسید و هیدروکلریک اسید از شرکت مواد شیمی پکن (پکن، چین) خریداری شد. 2،9-دی‌متیل-1،10-فنانترولین، نمک زینکون مونوسدیم ، 4-(5-کلرو-2پیریدیزالو)-1،3-دی‌آمینوبنزن، اتیلن دی‌آمین تترا استیک اسید و 2-هیدروکسیل-1-(2-هیورکسی-4-سولفو-1-نفتیلازو)-3-نفتوئیک اسید از شرکت واکنش‌دهنده شیمیایی سینوفارم پکن (پکن، چین) خریداری شد. همه واکنش‌دهنده‌ها خلوص آزمایشگاهی داشتند و بدون خالص‌سازی بیشتر به کار رفتند.

2-2 جذب سطحی
     محلول‌های حاوی Ni2+, Cu2+, Zn2+ و Co2+ به ترتیب با انحلال نیکل (II) نیترات، مس (II) سولفات، روی (II) نیترات و کبالت (II) کلرید در آب دیونیزه تهیه شدند. پساب‌های شبیه‌سازی‌شده حاوی غلظت‌های متفاوت این چهار یون تهیه شدند تا ظرفیت‌های جذب سطحی CSP تست شود. غلظت‌های ابتدایی Ni2+ و Cu2+ به ترتیب 200، 400، 600، 800، 900و 1000 میلی‌م/لیتر بود. غلظت‌های ابتدایی Zn2+ برابر 400، 600، 800 و 1000 میلی‌گرم/لیتر بود. غلظت‌های ابتدایی Co2+ برابر 100، 200، 300، 400، 500، 600 و 700 میلی‌گرم/لیتر است.

     آزمایش‌های جذب فلز در راکتورهای دسته‌ای (بالن‌های 250 میلی‌لیتر) انجام شد که در حمام قرارگرفته روی لرزاننده گذاشته شدند. هر آزمون جذب سطحی یون فلزی با استفاده از شش بالن انجام شد که هر یک حاوی 1/0 گرم CSP و 100 میلی‌لیتر محلول بود. فرایند جذب سطحی در فواصل زمانی ازپیش‌تعیین‌شده در یکی از بالن‌ها متوقف شده و محلول صاف می‌شد تا غلظت یون فلزی تحلیل شود. هر بالن تنها یک بار به کار می‌رفت که داده‌ها را تنها برای یک فاصله زمانی بازیابی می‌کرد تا از خطای احتمالی حاصل از تغییرات در نسبت بین ماده جاذب و محلول که از حذف محلول نمونه از تحلیل حاصل شده، پرهیز شود. محتوای Ni2+, Cu2+, Zn2+ و Co2+ به ترتیب با طیف‌سنجی با استفاده از دی‌متیل گلیوکسیم (استاندارد ملی جمهوری خلق چین، GB/T 11910-1989، تعیین کیفیت آب با استفاده از روش طیف‌سنجی دی‌متیل گلیوکسیم)، 2،9- دی‌متیل-1،10- فنان ترولین (استاندارد ملی حفاظت زیست‌محیطی جمهوری خلق چین، HJ486-2009، تعیین کیفیت آب با روش طیف‌سنجی مس-2،9-دی‌متیل-1،10-فنانترولین)، نمک زینکون مونوسدیم (استاندارد ملی جمهوری خلق چین، تحلیل آب مورد استفاده در دیگ بخار و خنک‌سازی- تعیین طیف‌سنجی روی-زینکون) و 4-(5-کلرو-2-پیریدیلازو)-1،3-دی‌آمینو بنزن (استاندارد ملی حفاظت زیست‌محیطی جمهوری خلق چین، HJ 550-2015، تعیین کیفیت آب طیف‌سنجی کبالت-5-Cl-PADAB) تحلیل شد. غلظت Ca2+ از طریق روش تیتراسیون EDTA تحلیل شد (استاندارد ملی جمهوری خلق چین، GB 7476/87، تعیین کیفیت آب با روش تیتراسیون کلسیم-EDTA).

پیش بینی حذف بلند مدت فلزات سنگین از روسازی های نفوذپذیر برای تصفیه پساب

Predicting long term removal of heavy metals from porous pavements for stormwater treatment

چکیده

1 مقدمه

2 روش ها

2-1 موقعیت تجربی

2-2 روش تجربی

2-3 توسعه مدل آزمایش طولانی مدت

3 نتایج و بحث

3-1 عملکرد آزمایش

3-2 نتایج آزمایش مدل

4 نتیجه گیری ها

چکیده

روساز های نفوذ پذیر معمولا در سیستم های مدیریت پساب استفاده می شوند. به هر حال ، اطلاعات مربوط به قابلیت های طولانی مدت این روسازها برای نگه داشتن مواد سنگین محدود است . هدف این تحقیق ، بررسی حذف طولانی مدت فلزات سنگین در سه روساز نفوذ پذیر مختلف – آسفالت متخلخل PA، هیدرو روسازhydropave (HP) و permapave(PP) پرما روساز در سرعت های مختلف تصفیه است که نشان دهنده 26 سال با شرایط هیدرولوژیکی ( دوره های خشک / مرطوب و میزان جریان ) مختلف هستند. مدل تصفیه که جذب و واجذب را شبیه سازی می کند برای اولین بار برای پیش بینی حذف طولانی مدت فلزات سنگین توسط روساز های نفوذپذیر مطرح شد. جای تعجب نیست بگوئیم که تمام روسازهای نفوذ پذیر عملکرد بهتری در حذف فلزات چسبیده به ذرات جامد ( مثل سرب, آلومینیوم , آهن ) در مقایسه با ذرات قابل حل ( مثل مس, روی و منیزیم ) می باشند. افزایش کلی در غلظت فلزات سنگین در خروجی روسازها در طول زمان و در نتیجه کاهش ظرفیت جذب سیستم ها و به خصوص بعد از مسدود شدن مشاهده می شود . حذف فلزات سنگین همراه با کاهش در سرعت جریان کاهش می یابد که دلیل آن می تواند زمان بیشتر برای واجذب فلزات و تجزیه رسوبات انباشته باشد. مدل مطرح شده این روند را شبیه سازی می کند و با شبیه سازی بسیار خوب، حداکثر غلظت فلزات سنگین به مقدار 0.53 تا 0.68 برای ضریب ناش- ساتکلیف در مدل محاسبه مدل می رسد. این مدل در پیش بینی رها سازی آلومینیوم و مس از روسازهای نفوذپذیر ( 91-50% اطلاعات مشاهده شده در بازه تردید 90% ، NSE=0.44-0.74) و سپس برای فروس , سرب ( 77-27% مشاهدات در بازه تردید می باشند و, NSE=0.20-0.69) مناسب می باشد. ارتقای مدل برای استفاده جهت روی ,منیزیم لازم است.

4- نتیجه گیری ها

این تحقیق به بررسی عملکرد حذف طولانی مدت فلزات سنگین در سه روساز نفوذ پذیر مختلف – آسفالت متخلخل PA، هیدرو روسازhydropave (HP) و permapave(PP) پرما روساز در سرعت های مختلف تصفیه است که نشان دهنده 26 سال با شرایط هیدرولوژیکی ( دوره های خشک / مرطوب و میزان جریان ) مختلف هستند. شرایط مختلف خشکی / رطوبت نیز شبیه سازی شده اند و تنوع شرایط نشانگر واقعی بودن موقعیت ها و طراحی می باشند. مدل کیفیت آب که شامل فرایندهای جذب و واجذب هستند مطرح شده اندو با استفاده از اطلاعات تجربی آزمایش شده اند. نتایج اصلی به صورت زیر هستند: • هر سه روساز نفوذپذیر در حذف فلزات سنگین عملکرد خوبی داشته اند : میانگین سرعت حذف مواد انباشته در بیش از 26 سال فعالیت عبارتند از 84±14% برای سرب – 79±13% برای آلومینیوم – 77±13% برای آهن – 68±19% برای آهن – 66±20% برای روی و 35±35% برای منگنز و فلزات دارای حجم ذرات ریز بیشتر ( سرب – آلومینیوم و آهن ) معمولا راخت تر توسط روساز ها در مقایسه با ذرات قابل حل ( مثل مس ، روی و منگنز )می مانند.

Abstract

Porous pavements are commonly used stormwater management systems. However, the understanding of their long-term capacity to retain heavy metals is limited. This study aims to investigate the long-term removal of heavy metals in three different porous pavements – Porous Asphalt (PA), Hydrapave (HP) and Permapave (PP) over accelerated laboratory experiments representing 26 years with varying hydrological conditions (drying/wetting periods and flow rates). A treatment model that simulates adsorption and desorption processes was developed for the first time to predict the long-term heavy metal removal by porous pavements. Unsurprisingly, all tested porous pavements performed better in removing metals that tend to attach to solid particles (e.g. Pb, Al, Fe) than more soluble ones (e.g. Cu, Zn, and Mn). There was a general increase of heavy metal concentrations at the outlet of the pavements over time as a result of a decrease in adsorption capacity of the systems, especially after the occurrence of clogging; the soluble heavy metals removal decreased with a reduction in flow rates which was speculated to be due to more time being available for desorption of metals and breakdown of accumulated sediments. The proposed model simulated the trend, fluctuations and peaks of heavy metal concentrations reasonably well, achieving the Nash-Sutcliffe coefficient (NSE) values of 0.53–0.68 during model calibration. The model was most promising in predicting Al and Cu release from porous pavements (50%–91% of the observed data within the 90% uncertainty bands, NSE = 0.44–0.74), followed by Fe and Pb (27–77% observations within the bands, NSE = 0.20–0.69). Further improvements of the model are needed for it to be applicable for Zn and Mn.

4- Conclusions

This study tested the long-term treatment performance of three porous pavements – Porous Asphalt (PA), Hydrapave (HP) and Permapave (PP) in removing heavy metals, using accelerated laboratory experiments spanning over 1 year simulating 26 years of operations. Intermittent dry/wetting periods were also simulated with varying flow conditions to represent a realistic operational scheme. A water quality model that includes adsorption and desorption processes was proposed and tested using experimental data. The main findings are: • All three porous pavements were good in removing heavy metals, with average cumulative removal rates over 26 years of operations being: 84±14% for Pb, 79±13% for Al, 77±13% for Fe, 68±19% for Fe, 66±20% for Zn, and 35±35% for Mn; metals with higher particulate fractions (Pb, Al and Fe) usually were easier to be retained by the pavements compared to soluble ones (e.g. Cu, Zn and Mn);

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پیش بینی حذف بلند مدت فلزات سنگین از روسازی های نفوذپذیر برای تصفیه پساب

Predicting long term removal of heavy metals from porous pavements for stormwater treatment

 تولید غلظت ‌های بسیار متغیر و بالای فلزات سنگین در رودخانه Red Deer در پی فرسایش زمین های سنگلاخی آلبرتا

Erosion of the Alberta badlands produces highly variable and elevated heavy metal concentrations in the Red Deer River, Alberta

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

 تولید غلظت های متغیر و بالای فلزات سنگین در رودخانه Red Deer به دنبال فرسایش زمین های سنگلاخی آلبرتا

Erosion of the Alberta badlands produces highly variable and elevated heavy metal concentrations in the Red Deer River, Alberta

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مروری بر روش های موثر جهت حذف فلزات سنگین سمی از محیط آبی

Efficient techniques for the removal of toxic heavy metals from aquatic environment: A review

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مروری بر روش های موثر جهت حذف فلزات سنگین سمی از محیط آبی

Efficient techniques for the removal of toxic heavy metals from aquatic environment: A review

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

بررسی حذف فلزات سنگین توسط نانو جاذب ها

Removal of heavy metals by nanoadsorbents: A review

Abstract

Discharge of heavy metals from industrial, municipal, agricultural and domestic wastewater has become a serious threat for the ecosystem. New class of adsorbents developed during past couple of decades has helped to overcome this growing threat. They have gained popularity due to their distinct characteristic and have shown excellent potential in treatment of wastewater and industrial effluents to be reused for various purposes for the sustainable development of growing society. This paper presents a scientific review of the nanoadsorbents used in recent times in the removal of heavy metals from wastewater, highlighting their efficiency, advantages and the mechanism involved in the removal.

1 Introduction

Lead, mercury, nickel, chromium, thallium, zinc, copper, cobalt, selenium, arsenic and cadmium are the heavy metals known for their toxicity and persistency. Unlike organic pollutants, they do not easily degrade, but are mostly non-biodegradable. They find their way into water bodies through refineries, sludge disposal, mining operations, manufacturing industries such as paints, electronic and electrical devices, batteries, fertilizers, pesticides etc. Their presence in water may pose serious threats to all forms of life, because they may be mutagenic and carcinogenic. Their presence above prescribed limits in body can cause severe damages to vital organs of the body, such as kidney, liver and brain, reproductive and nervous system (Goel, 2006). The conventional methods of wastewater treatment employed since decades, such as ion exchange, lime coagulation, evaporation, reverse osmosis, electrochemical treatment methods, solvent extraction chemical precipitation and filtration, redox reactions resulted in low metal removal efficiencies for high operational costs and hence these are reported as expensive and inadequate.

Adsorption is a known phenomenon in water treatment since ancient times. It is a common phenomenon in gaseous phase, but is used effectively in treatment of wastewater. Granular activated carbon (GAC) has been used for treatment of wastewaters for decades because of its properties, such as adsorption capacity, ion selectivity, thermal stability, ease of activation and regeneration and resistance to transportation losses. Red mud, green sand, slags are the industrial waste found effective adsorbents for organic and inorganic materials including heavy metals from wastewater (Vigneswaran and Moon, 1999). Living or dead cells produced by sea bacteria used for biosorption of trace heavy metals helped in detoxification of wastewater (Lopez-Cortes and Ochoa, 1999). Low cost adsorbents prepared from agricultural waste were proved very effective in removal of heavy metals from wastewater even at very low concentrations. Also, these adsorbents have found to be promising in long terms as there are many materials available locally and abundantly which can be utilized as low cost adsorbents (Babel and Kurniawan, 2003). Polymeric membranes used in wastewater treatment are cross linked polyamide, poly sulfone and cellulose acetate materials and exhibit special characteristics such as chemical stability, high flux rate, better metal ion binding with chelating mechanism and resistance to ultraviolet radiations, ozone and chlorine (Lakshmanan, 2013). During last few decades, new classes of materials have been developed, such as derivatives of carbon, carbonaceous nanoporous materials, inorganic nano materials, magnetic and nano-magnetic materials, microporous glasses, molecular sieves, polymers, ceramics, silica nanoparticles etc. (Kumar, 2009). They have gained interest of new generation of researchers due to vast scope of research in treatment of wastewater using materials with distinct characteristics of reuse for the sustainable development of growing society. They also have been reported to exhibit high adsorption capacity for heavy metals from wastewater as compared to the materials used traditionally and commercially as adsorbents.

کیفیت اصلاح شده گیاهان ریحان توسط سلنیوم و یا اسید اسکوربیک

The modified qualities of basil plants by selenium and/or ascorbic acid

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کیفیت اصلاح شده گیاهان ریحان توسط سلنیوم و یا اسید اسکوربیک

The modified qualities of basil plants by selenium and/or ascorbic acid

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

نگاشت از آلودگی های فلزات سنگین در رسوبات رودخانه با ژئوشیمی ترکیبی، طیف سنجی میدان و سنجش از دور ابرطیفی: مطالعه موردی منطقه معدن رودالکیلار، SE اسپانیا

Mapping of heavy metal pollution in stream sediments using combined geochemistry, field spectroscopy, and hyperspectral remote sensing: A case study of the Rodalquilar mining area, SE Spain

چکیده

1- مقدمه

2- سابقه و هدف

2-1 مکانیزم اتصال فلزات سنگین بر روی مواد معدنی

3- شرح منطقه مورد مطالعه

4- مواد و روش ها

4-1 مجموعه داده های زمینی

4-1-1 داده های تجربی

4-1-2 استنتاج پارامترهای طیفی

4-1-3 پردازش آماری

4-1-4 نقشه برداری مجموعه داده های زمین

4-2 مجموعه داده تصویر

4-2-1 تصویر HyMAP

4-2-2 درجه تشابه طیفی بین تصویر HyMAP و داده های طیف سنج میدانی

4-2-3 شباهت پارامترهای طیفی بین تصویر و مجموعه داده های زمین

4-2-4 طبقه بندی تصویر HyMAP بر اساس پارامترهای طیفی

5- نتایج و بحث

5-1 رابطه بین پارامترهای طیفی و غلظت های فلز سنگین

5-1-1 غلظت های فلز سنگین

5-1-2 پارامترهای طیفی

5-1-3 همبستگی آماری با مقادیر ژئوشیمیایی و پارامترهای طیفی

5-1-4 مقایسه الگوهای توزیع مکانی

5-1-5 روابط کمیتی

5-2 کاربرد پارامترهای طیفی برای یک تصویر HyMAP

5-2-1 شباهت طیفی

5-2-2 مقایسه بین پارامتر طیفی زمینی و به دست آمده از- تصویر

5-2-3 الگوهای توزیع مکانی پیکسل های تصویر طبقه بندی شده

6- نتیجه گیری

چکیده

هدف از این مطالعه، استخراج پارامترها از تغییرات طیفی مرتبط با فلزات سنگین در خاک و بررسی امکان گسترش استفاده از این پارامترها برای تصاویر ابرطیفی و نقشه برداری از توزیع مناطق تحت تاثیر فلزات سنگین بر اساس داده های HyMAP است. تغییرات در ویژگی های جذب طیفی شبکه OH و اکسیژن در سطح مواد معدنی ناشی از ترکیبی از فلزات مختلف سنگین به غلظت های واقعی فلزات سنگین مرتبط بوند. نسبت 610 به 500 نانومتر (R610،500 nm) در طیف مرئی و نزدیک-مادون قرمز (VNIR) ، منطقه جذب در 2200 نانومتر (Area2200 nm)، و عدم تقارن ویژگی جذب در 2200 نانومتر (Asym2200nm), ارتباط های معنی داری را به ترتیب با غلظت های سرب، روی، و آرسنیک نشان دادند. نقشه های شیب طیفی حاصل, الگوهای فضایی مشابه با نقشه های شیب ژئوشیمیایی را نشان دادند. پارامترهای طیفی استنتاج شده از-زمین, یک رابطه کمیتی قابل اعتماد با سطوح فلزات سنگین را بر اساس رگرسیون خطی چندگانه نشان دادند. برای بررسی امکان سنجی استفاده از این پارامترها برای یک تصویر HyMAP، پارامترهای طیفی به دست آمده از- تصویر با پارامترهای به دست آمده از-زمین از نظر R2، آنالیز واریانس یک طرفه، و الگوهای فضایی در نقشه شیب مقایسه شدند. پارامترهای R1344،778nm و Area2200 nm, ارتباط ضعیفی بین دو مجموعه داده (R2 >0.5) را نشان دادند و جمعیت های مقادیر پارامتر طیفی، Depth500nm ، R1344،778nm و Area2200nm به دست آمده از پیکسل های تصویر, با جمعیت های پارامترهای طیفی به دست آمده از-زمین در امتداد یک بخش از کانال جریان قابل مقایسه بودند. پیکسل های طبقه بندی شده در تصویر قاعده Depth500 nm، R1344،778nm وnm Area2200 به دست آمده از یک تصویر HyMAP, الگوهای فضایی شبیه به نقشه های شیب پارامترهای طیفی به دست آمده از-زمین را نشان دادند. نتایج, قابلیت کاربرد بالقوه پارامترهای به دست آمده از ویژگی های جذب طیفی را در غربالگری و نقشه برداری توزیع فلزات سنگین نشان می دهند. اصلاح تفاوت ها در قدرت تفکیک طیفی و مکانی بین زمین و طیف تصویر باید برای نقشه برداری کمیتی و بازیابی غلظت فلزات سنگین از تصاویردر HyMAP نظر گرفته شود.

6- نتیجه گیری

در برآورد فلزات سنگین، و همچنین گسترش استفاده از آنها برای داده های تصویر در نقشه برداری توزیع فلزات سنگین به عنوان یک گام اولیه برای بازیابی فلزات سنگین از پارامترهای طیفی به دست آمده از-تصویر و نقشه برداری کمیتی توزیع آنها, این مطالعه, امکان استفاده از شاخص های طیفی به دست آمده از نمونه میدانی را مورد بررسی قرار داد. پارامترهای به دست آمده از طیف های نمونه های رسوبات به فلزات سنگین در ارتباط بودند و برای تصاویر HyMAP گسترش یافتند. از تغییرات در ویژگی های جذب طیفی از ROH (R: Al, Si, Mn, Fe, etc.) و RO (یعنی FeO) در سطوح معدنی، Depth500 nm, R610,500 nm, and R1344,778 nm در طیف VNIR و Depth2200 nm, Area2200 nm, and Asym2200 nm در محدوده SWIR به عنوان پارامترهای طیفی مرتبط با فلزات سنگین، بر اساس نظریه واکنش های فلزی متصل کننده استخراج شدند. پارامترهای طیفی به دست آمده از-زمین R610,500 nm, Asym2200 nm, و Area2200 nm به ترتیب ارتباطات آماری معنی دار را با سرب، آرسنیک، و روی و نیز الگوهای مکانی مشابه بر روی نقشه وارد شده را نشان دادند. این نتیجه نشان می دهد که مقادیر پارامتر طیفی به طور مستقیم به فلزات سنگین مرتبط می شوند و می توان آنها را برای نمایش بر روی نقشه استفاده نمود. علاوه بر این، ماهیت قابل اطمینان نتایج به دست آمده توسط رگرسیون های خطی چندگانه (به طور کلی، R2 >0.5, RPDN1.3 و SEE<0.4) بین پارامترهای طیفی به دست آمده از-زمین و غلظت های فلز سنگین, امکان بازیابی غلظت های فلز سنگین از پارامتی های ویژگی جذب طیفی را نشان می دهند.

Abstract

The aim of this study is to derive parameters from spectral variations associated with heavy metals in soil and to explore the possibility of extending the use of these parameters to hyperspectral images and to map the distribution of areas affected by heavy metals on HyMAP data. Variations in the spectral absorption features of lattice OH and oxygen on the mineral surface due to the combination of different heavy metals were linked to actual concentrations of heavy metals. The ratio of 610 to 500 nm (R610,500 nm) in the visible and near-infrared (VNIR) range, absorption area at 2200 nm (Area2200 nm), and asymmetry of the absorption feature at 2200 nm (Asym2200 nm) showed significant correlations with concentrations of Pb, Zn, and As, respectively. The resulting spectral gradient maps showed similar spatial patterns to geochemical gradient maps. The ground-derived spectral parameters showed a reliable quantitative relationship with heavy metal levels based on multiple linear regression. To examine the feasibility to applying these parameters to a HyMAP image, image-derived spectral parameters were compared with ground-derived parameters in terms of R2, one-way ANOVA, and spatial patterns in the gradient map. The R1344,778 nm and Area2200 nm parameters showed a weak relationship between the two datasets (R2 > 0.5), and populations of spectral parameter values, Depth500 nm, R1344,778 nm, and Area2200 nm derived from the image pixels were comparable with those of ground-derived spectral parameters along a section of the stream channel. The pixels classified in the rule image of Depth500 nm, R1344,778 nm, and Area2200 nm derived from a HyMAP image showed similar spatial patterns to the gradient maps of ground-derived spectral parameters. The results indicate the potential applicability of the parameters derived from spectral absorption features in screening and mapping the distribution of heavy metals. Correcting for differences in spectral and spatial resolution between ground and image spectra should be considered for quantitative mapping and the retrieval of heavy metal concentrations from HyMAP images.

6- Conclusions

This study examined the possible use of spectral indicators obtained from a field sample in estimating heavy metals, as well as extending their use to image data in mapping heavy metal distributions as an initial step to retrieving heavy metals from image-derived spectral parameters and quantitatively mapping their distribution. Parameters derived from the spectra of sediment samples were linked to heavy metals and extended to HyMAP images. From variations in the spectral absorption features of ROH (R: Al, Si, Mn, Fe, etc.) and RO (i.e., FeO) at mineral surfaces, Depth500 nm, R610,500 nm, and R1344,778 nm in the VNIR range and Depth2200 nm, Area2200 nm, and Asym2200 nm in the SWIR range were derived as spectral parameters associated with heavy metals, based on the theory of metal binding reactions. The ground-derived spectral parameters R610,500 nm, Asym2200 nm, and Area2200 nm showed statistically significant relationships with Pb, As, and Zn, respectively, as well as similar spatial patterns on the compiled maps. This result indicates that spectral parameter values are directly related to heavy metals, and can be used to screen them on a map. Moreover, the reliable nature of results obtained by multiple linear regressions (generally, R2 N0.5, RPDN1.3, and SEEb0.4) between the ground-derived spectral parameters and heavy metal concentrations indicates the feasibility of retrieving heavy metal concentrations from spectral absorption feature parameters.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نگاشت از آلودگی های فلزات سنگین در رسوبات رودخانه با ژئوشیمی ترکیبی، طیف سنجی میدان و سنجش از دور ابرطیفی: مطالعه موردی منطقه معدن رودالکیلار، SE اسپانیا

Mapping of heavy metal pollution in stream sediments using combined geochemistry, field spectroscopy, and hyperspectral remote sensing: A case study of the Rodalquilar mining area, SE Spain

مطالعه فلزات سنگین در رواناب شهری

Study of heavy metals in urban runoff

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مجله بین المللی علوم و فن آوری محیط زیست 

International Journal of Environmental Science & Technology

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مطالعه فلزات سنگین در رواناب شهری

Study of heavy metals in urban runoff

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

رویکردهای جدید در حذف فلزات سنگین از فاضلاب صنعتی

New trends in removing heavy metals from industrial wastewater

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

رویکردهای جدید در حذف فلزات سنگین از فاضلاب صنعتی

New trends in removing heavy metals from industrial wastewater

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.