title

بررسی کارآیی فرآیندهای تبادل یونی و جذب سطحی در حذف اورانیم از منابع آب

مصباح, اشرف السادات and غیاثی نژاد, مهدی and ناصری, سیمین and محوی, امیرحسین and عالیقدری, مرتضی (1382) بررسی کارآیی فرآیندهای تبادل یونی و جذب سطحی در حذف اورانیم از منابع آب. PhD (پایان نامه) دانشگاه علوم پزشکی تهران.

This is the latest version of this item.




[img] Text
محدود به Repository staff only

11MB
[img]
Preview
Text
1MB
[img]
Preview
Text
220kB

Official URL: https://www.tums.ac.ir/

Persian Abstract

اورانیم یکی از مهم ترین و فراوان‌ترین رادیونوکلئیدهای موجود در پوسته زمین بوده و اغلب منابع آبی مخصوصاً آب های زیرزمینی و معدنی حاوی ترکیبات محلول از این ماده هستند. اهمیت بهداشتی و زیست محیطی این رادیونوکلئید و پرتوگیری انسان در اثر مصرف آب، احتمال بروز انواع سرطان ها و بیماری های کلیوی را بالا می‌برد. MCL تعیین شده توسط USEPA برای اورانیم در آب های آشامیدنی، ۲۰ میکروگرم در لیتر می‌باشد. از آنجایی که اورانیم یکی از رادیونوکلئیدهای مهم جهت آلودگی آب به شمار می‌رود، لذا زدایش آن از منابع آب از دیدگاه های علمی، تحقیقاتی و تأمین آب سالم برای صنایع غذایی، دارویی و آشامیدنی امری مهم محسوب می‌گردد. این مطالعه به منظور تعیین کارآیی فرآیندهای تبادل یونی و جذب سطحی در حذف اورانیم از منابع آب انجام گرفت که می‌تواند پایه‌ای برای مطالعات بعدی نیز باشد. پژوهش براساس مطالعه منابع مختلف به منظور بررسی فرآیندهای تبادل یونی و جذب سطحی، اندازه گیری اورانیم منابع آب (۱۱۳ نمونه)، طراحی ستون ها جهت عبور نمونه از آن ها، روش‌های اندازه گیری اورانیم نمونه‌ها، تهیه محلول های سنتتیک از اورانیم و انتخاب نوع رزین ها و جاذب‌ها بود. در این مطالعه از دو نوع رزین آنیونی قوی با نام های تجاری Dowex-X8 و Amberlite CG-400 و دو نوع کربن فعال دانه‌ای ایرانی و آلمانی جهت زدایش اورانیم از آب استفاده گردید. تعیین pH مناسب جهت حداکثر جذب اورانیم نمونه‌ها، تعیین ظرفیت، تعیین زمان تماس بهینه و رسم منحنی جذب، عملیات مشترک بر روی رزین ها و جاذب‌ها در نمونه‌ها، از اهداف این کار پژوهشی بود. همچنین آماده سازی رزین ها، تعیین درصد فضای خالی بین دانه‌های رزین و تعیین ایزوترم جذب برای کربن فعال‌ها، سایر عملیات این پژوهش بود. اورانیم نمونه‌ها به روش های (Laser Fluorimetry) LF و (Flow Injection Analysis) FLA اندازه گیری شد و تمامی عملیات آزمایشگاهی در سالهای ۱۳۸۰ و ۱۳۸۱ در سازمان انرژی اتمی ایران انجام گرفت. غلظت اورانیم در منابع آب در محدوده33-0.28 ppb اندازه گیری گردید. غلظت این رادیونوکلئید درآب های سطحی کمتر از آب های زیرزمینی و معدنی می‌باشد. فضای خالی بین دانه‌های رزین Dowex 50% بوده در حالیکه این فضا جهت رزین Amberlite، 45% محاسبه شد. ایزوترم جذب برای هر دو نوع کربن فعال (ایرانی و آلمانی) از مدل لانگمیر تبعیت کرده است (0/99=R). بیش ترین میزان جذب اورانیم توسط رزین ها و جاذب‌ها در3-1/5 pH به وقوع پیوست و قدرت جذب رزین Dowex 22/50 و این پارامتر برای رزین Amberlite 16/90 گرم اورانیم به ازای هر لیتر رزین به دست آمد. سرعت جذب اورانیم توسط رزین Amberlite در نمونه‌های مورد بررسی پس از ۶۰ دقیقه تماس حدود 94% برایml 15 محلول بود. در حالی که رزین Dowex پس از مدت زمان مذکور حدود 84% اورانیم محلول را جذب کرد. همچنین در آزمایشات جذب، حجم محلول عبوری بین نقاط شکست و اشباع در رزین Amberlite کمتر از رزین Dowex تعیین گردید. قدرت جذب در نمونه‌ها برای کربن فعال ایرانی 6/1 و برای کربن فعال آلمانی 4/5 میلی گرم به ازای هر میلی لیتر کربن فعال بود. سرعت جذب اورانیم در نمونه‌ها پس از ۶۰ دقیقه تماس در مورد کربن فعال نوع آلمانی 27% برایml 15 محلول بود در حالی که برای کربن فعال ایرانی پس از مدت زمان مذکور 23% تعیین گردید. همچنین در آزمایشات جذب، حجم محلول عبوری بین نقاط شکست و اشباع در کربن فعال آلمانی کمتر از کربن فعال ایرانی تعیین شد. به طور کلی راندمان حذف اورانیم توسط رزین‌ها نسبت به جاذب‌ها بیش از دو برابر تعیین گردید. در مقایسه رزین ها، رزین Amberlite نسبت به رزین Dowex و در مقایسه جاذب‌ها، کربن فعال آلمانی نسبت به کربن فعال ایرانی، دارای مطلوبیت بیشتری جهت حذف اورانیم از آب بود.

Title

The efficiency of ion exchange and adsorption processes in the removal of uranium from water resources

English Abstract

Uranium is one of the most important and plentiful radioelements present in the earth crust and, generally, water resources, especially, underground and mineral water resources contain compounds of this radionuclide in dissolved forms. The determined MCL for uranium by USEPA, in drinking water is about 20 ppb. Since uranium is considered as one of the important radionuclides in water pollution, therefore, its removal from water resources is an essential task from a scientific, and experimental standpoint, as well as, water supply for food, medical and beverage industries. The main objective of this research was to determine the efficiency of ion exchange and adsorption processes in uranium removal from water resources, which can be a basis for further research. The research was carried out on the basis of studying different sources verifying ion exchange and adsorption processes, uranium measurement of water resources (113 sample), designing columns, methods of uranium measurement in samples, preparing uranium synthetic solutions, and selecting resins and adsorbents. Two types of strong anionic resin (Dowex-X8 and Amberlite CG-400) and two kinds of GAC (synthesized in Iran and Germany) were used. The research focused on determining appropriate pH optimum, contact time, capacity measurement, resin preparation, and adsorption isotherm for GAC. Moreover, Lasier Fluorimery (LF) and Flow Injection Analysis (FIA) were used for measurement of concentration. All laboratory experimentations were carried out in Atomic Enery Organization of Iran within 2001-2002. Uranium concentration in water resources were between 0.28-33 ppb, while its concentration in surface water were less than that of underground and mineral water. Void fraction for Dowex and Amberlite were respectively 50% and 45%. Adsorption isotherm forboth GAC followed langmuir equation (based on correlation coefficient of R =0.99). Maximum uranium (absorption/adsorption) by the resins and GAC were in 1.5-3 pH. Absorption capacity of Dowex resin in samples were 22.50 and for Amberlite resin were 16.90 (gr. U/L.R). The rate of absorption of uranium by Amberlite resin in samples after 60 minutes of contact was about 94% for 15 ml solution. While the Dowex resin after this time absorbed about 84% of the soluble uranium. Also, in the absorption experiments, the volume of the solution passing through the breakdown and saturation points in the Amberlite resin was determined less than the Dowex resin. Adsorption capacity of GAC (Iranian) in samples were 6.1 and for GAC (Merck) were 4.5 (mg. U/ml.C). The rate of uranium uptake in the samples after 60 minutes of contact was about 27% for activated carbon (germanium) for 15 ml while for Iranian activated carbon after 23% of the time. Also, in the absorption experiments, the volume of the solution passing through the breakdown and saturation points in the activated carbon (germanium) was lower than that of the active Iranian activated carbon. Consequently, Uranium removal efficiency was twice more than that of adsorbents and Amberlite resin and GAC (Merck) showed more efficiency than Dowex resin and GAC (Iranian) for Uranium removal from water.

Item Type:Thesis (PhD)
زبان سند : فارسی
استاد راهنما :اشرف السادات مصباح
استاد راهنما :مهدی غیاثی نژاد
استاد مشاور :سیمین ناصری
استاد مشاور :امیرحسین محوی
دانشجو :مرتضی عالیقدری
Uncontrolled Keywords:اورانیم، تبادل یونی، جذب سطحی، آب
کلیدواژه ها (انگلیسی):Uranium, Ion exchange, Adsorption, Water
Subjects:WA Public Health > WA 30 Social, Economic, and Environmental factor in public health
WA Public Health > WA 30 Social, Economic, and Environmental factor in public health

WA Public Health
WA Public Health
Divisions:Faculty of Health > Department of Environmental health
ID Code:11534
Deposited By: Dr Morteza Alighadri
Deposited On:22 Dec 1397 17:37
Last Modified:22 Dec 1397 17:37

Available Versions of this Item

  • بررسی کارآیی فرآیندهای تبادل یونی و جذب سطحی در حذف اورانیم از منابع آب. (deposited 22 Dec 1397 17:37) [Currently Displayed]

Repository Staff Only: item control page

Document Downloads

More statistics for this item...