علیرغم اینکهمعرف های جیوهمعمولاً برای مکان یابی و بررسی جیوه استفاده می شود، معرف های خاصی این توانایی را دارند که با شکل دادن به ساختمان های مرکب، جیوه را از آب خارج کرده یا از آن خارج کنند. با وجود این پتانسیل برای اصلاح، معرف های جیوه هنگام استفاده در برنامه های تصفیه آب، به ویژه در مقایسه با جاذب های جیوه ای خاص، موارد ضروری را نشان می دهد.
استفاده ازمعرف های جیوهدر فرآیندهای تصفیه آب بیشتر اوقات توسط چند عنصر ناامید می شود. انتخابپذیری و مهارت معرفهای جیوه، قبل از هر چیز، در حذف جیوه از منابع آب ممکن است در واقع به اندازه جاذبهای جیوه اختصاصیافته که به صراحت به این دلیل در نظر گرفته شده است، نباشد. این جاذبها به گونهای طراحی شدهاند که دارای علاقه بالا و محدودیت محدودکننده نسبت به ذرات جیوه هستند و خروج موفقیتآمیز از شرایط آبی را تضمین میکنند.
علاوه بر این، استفاده از معرفهای جیوه برای تصفیه آب میتواند نگرانیهایی را با توجه به سن نتایج مخرب یا ارائه آلایندههای اضافی به منبع آب ایجاد کند. اثر زیست محیطی مورد انتظار و تفکرات امنیتی مربوط به استفاده از جیوه حاوی میزان شکست بیشتر پذیرش گسترده آنها در تمرینات تصفیه آب را تشدید می کند.
علاوه بر این، کفایت هزینه و تطبیق پذیری استفاده از معرفهای جیوه برای فعالیتهای وسیع تصفیه آب ممکن است مشکلاتی را ایجاد کند، بهویژه زمانی که گزینههای مؤثرتر و تعیینشده دیگری مانند جاذبهای جیوه در دسترس باشند.
در خلاصه، در حالی که معرفهای جیوه پتانسیل خروج جیوه از آب را از طریق اتصالات مواد ارائه میدهند، محدودیتهای آنها در مورد انتخابپذیری، اثر طبیعی و عقل سلیم در تضاد با جاذبهای جیوه متعهد، اهمیت استفاده از جاذبهای خاص را برای ترتیبات تصفیه آب موفق و قابل پشتیبانی نشان میدهد.
معرف های جیوه چگونه جیوه را از آب می چسبانند و حذف می کنند؟
مسلم - قطعیمعرف های جیوهمی تواند یون های جیوه محلول را با اتصال انتخابی جیوه برای تشکیل ترکیبات نامحلول از آب استخراج کند. معرف های رایج مورد استفاده عبارتند از:
سولفید - با جیوه واکنش می دهد و رسوب سیاه سولفید جیوه را تشکیل می دهد. منابع متداول سولفید عبارتند از سولفید سدیم، سولفید آمونیوم و گاز سولفید هیدروژن.
دیتیوکاربامات - یون های جیوه را به هم متصل می کند تا یک کمپلکس زرد پایدار ایجاد کند که رسوب می کند. دی اتیل دی تیوکاربامات سدیم بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
سیلیس عامل دار شده با تیول - جیوه میل ترکیبی قوی برای گوگرد نشان می دهد و به گروه های تیول روی سطوح سیلیس متصل می شود.
فروسیانید - یک مجتمع فروسیانید آبی نامحلول با یون های جیوه تشکیل می دهد.
رزین های پلی تیول - حاوی چندین گروه عملکردی تیول هستند که می توانند جیوه را جذب کنند.
سپس ترکیبات جیوه رسوب شده یا جیوه متصل به رزین را می توان فیلتر یا از آب جدا کرد. این باعث کاهش غلظت جیوه محلول می شود. برخی از معرف ها برای حداکثر راندمان حذف جیوه بهینه شده اند.
با این حال، معرف های جیوه اغلب قادر به کاهش جیوه به سطوح بسیار پایین مورد نیاز برای آب آشامیدنی نیستند. برنامه های متعدد برای حذف بالا مورد نیاز است. واکنش های متقاطع با فلزات دیگر نیز ممکن است رخ دهد که انتخاب پذیری را کاهش می دهد.
محدودیت های استفاده از معرف های جیوه ای برای تصفیه آب چیست؟
در حالی که معرفهای جیوه میتوانند جیوه را تا حدی از آب استخراج کنند، معایب خاصی دارند که کاربرد آن را برای تصفیه آب محدود میکند:
برای حداکثر راندمان حذف طراحی نشده است - در درجه اول برای واکنش پذیری تحلیلی به جای ظرفیت جاذب بهینه شده است.
ظرفیت حذف محدود - ممکن است 30-70٪ حذف شود اما نمی تواند استانداردهای آب آشامیدنی را برآورده کند.
تداخل سایر اجزای نمونه - معرف ها ممکن است ترجیحاً اجزای ماتریس را متصل کنند و حذف جیوه را کاهش دهند.
جداسازی دشوار - فیلتراسیون آهسته به دلیل تشکیل رسوبات ریز که به مواد منعقد کننده نیاز دارد.
مصرف معرف - اضافه کردن مداوم برای حفظ عملکرد حذف مورد نیاز است.
آلودگی ثانویه - معرف های مصرف شده و ترکیبات جیوه نیاز به دفع دقیق دارند.
هزینه - نسبت به کربن فعال یا جاذب های دیگر نسبتاً گران است.
عدم انتخاب پذیری - ممکن است فلزات دیگر را همراه با جیوه حذف کند مگر اینکه بسیار خاص باشد.
با توجه به چنین محدودیتهایی، معرفهای جیوه به تنهایی برای تصفیه آب آشامیدنی یا تصفیه فاضلاب آلوده به جیوه برای برآوردن محدودیتهای تخلیه کافی نیستند.
چه فناوری های جایگزین برای حذف جیوه از آب بهتر است؟
جاذب های تخصصی و سیستم های فیلتراسیون غشایی معمولاً برای کاهش مؤثر جیوه در آب برای استفاده مجدد یا تخلیه ایمن مناسب تر از معرف های جیوه هستند.
کربن فعال آغشته به گروه های گوگرد، کلرید یا آمین به طور انتخابی جیوه را جذب می کند. ظرفیت بالا و سینتیک سریع را ارائه می دهد.
رزینهای تبادل یونی با گروههای عامل تیول میتوانند جیوه را تا سطوح در میلیارد پایین بیاورند.
نانو جاذب ها مانند کیتوزان اصلاح شده سطح بالایی برای جذب جیوه دارند.
غشاهایی مانند کامپوزیت های لایه نازک و غشاهای اصلاح شده با سولفید یون های جیوه را فیلتر می کنند.
جاذبهای زیستی نوظهور از باکتریها یا جلبکهایی با گیرندههای سطحی استفاده میکنند که به طور محکم به جیوه یونی متصل میشوند.
این فناوریهای اختصاصی حذف جیوه میتوانند حجم زیادی از آب را با کمترین آلودگی ثانویه به صورت مقرونبهصرفه درمان کنند. آنها برای سازگاری بهینه ماتریس، سینتیک، ظرفیت جذب و سهولت بازسازی طراحی شده اند.
چه زمانی معرف های جیوه می توانند برای استخراج جیوه از آب مفید باشند؟
در حالی که برای تصفیه آب حجیم مناسب نیست، معرف های جیوه را می توان برای موارد زیر استفاده کرد:
استخراج نمونه های جیوه آبی قبل از تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی - برای تعیین کمیت دقیق، جیوه را از ماتریس نمونه حذف می کند.
درمان پولیش پس از سیستم های جاذب اولیه - سطوح پایین باقیمانده جیوه را از طریق واکنش شیمیایی کاهش می دهد.
آزمایش راندمان حذف جیوه در محل - معرف ها سطوح جیوه باقیمانده را پس از درمان برای بهینه سازی فرآیند شناسایی می کنند.
اصلاح دستی نشتهای کوچک جیوه - با استفاده از کیتهای معرف قابل حمل، نشت و رسوب جیوه را کنترل کنید.
تثبیت جیوه در ضایعات - معرف ها شسته شدن از لجن های جامد شده و سایر ضایعات حاوی جیوه را کاهش می دهند.
نظارت بر جریانهای پساب - اطمینان حاصل کنید که سطوح تخلیه از طریق اندازهگیری مداوم جیوه مطابق با مقررات است.
با درک توانایی ها و محدودیت های آنها،معرف های جیوهمی تواند نقش حمایتی مفیدی را در کنار فرآیندهای تصفیه مهندسی شده برای مدیریت آب های آلوده به جیوه ایفا کند.
نتیجه
در حالی که برخی از معرفهای جیوه میتوانند جیوه را از طریق اتصال انتخابی و بارندگی استخراج کنند، اما دارای اشکالاتی هستند که کارایی آنها را برای تصفیه آب به استانداردهای آشامیدنی محدود میکند. جاذب ها و غشاهای اختصاصی که به طور خاص برای حذف جیوه طراحی شده اند برای تصفیه جیوه قابل اعتماد و مقرون به صرفه در مقیاس بزرگ مناسب تر هستند. با این حال، معرفهای جیوه میتوانند نقش مکمل مفیدی برای استخراج، پرداخت نهایی، نظارت، تمیز کردن نشت و تثبیت زمانی که عاقلانه اعمال شوند، ایفا کنند. با پیشرفت در گروه ها و مواد اتصال دهنده، اشکال مهندسی شده از معرف های جیوه ممکن است به عنوان گزینه های درمانی مناسب تر در آینده ظاهر شوند.
منابع
1. آبی، LY، ون الستین، MA، Matlock، M.، و اتوود، DA (2008). حذف جیوه سطح پایین از آب های زیرزمینی با استفاده از لیگاند کیلیت مصنوعی. تحقیقات آب، 42(8-9)، 2025-2028.
2. Fu, F., & Wang, Q. (2011). حذف یون های فلزات سنگین از فاضلاب: بررسی مجله مدیریت محیط زیست، 92(3)، 407-418.
3. Li, YH, Li, DQ, Zhang, L., Chen, JP, He, YS, & Yin, JJ (2003). حذف اثر جیوه (II) از محلول آبی توسط سیلیکات منیزیم عاملدار شده با تیول در محل تولید و گرما فعال می شود. تحقیقات آب، 37(19)، 4943-4950.
4. نلسون، اچ دی، ون الستین، ام.، سادووسکی، سی، و اتوود، دی (2009). تشکیل و پایداری سولفید جیوه در فیلترهای سیستم های تصفیه AMD مجله مهندسی محیط زیست، 136(2)، 209-216.
5. Song, S., Lopez-Valdivieso, A., Hernandez-Campos, DJ, Peng, C., Monroy-Fernandez, MG, & Razo-Soto, I. (2006). حذف آرسنیک از آب با آرسنیک بالا با افزایش انعقاد با یونهای آهن و کلسیت درشت. تحقیقات آب، 40(2)، 364-372.