قاسم رحیمی

فلزات سنگین به واسطه سمیت ذاتی و پایداری بالا در محیط زیست، حتی در غلظت‌های بسیار کم، تهدیدی جدی برای سلامت انسان و موجودات زنده محسوب می‌شوند. لذا پایش مستمر این آلاینده‌ها در محیط زیست امری ضروری است. کادمیوم و سرب به عنوان دو فلز سنگین با سمیت مزمن، از جمله مهم‌ترین آلاینده‌های محیطی محسوب می‌شوند. با توجه به غلظت‌های بسیار پایین این فلزات در بسیاری از نمونه‌های محیطی، پیش‌تغلیظ به عنوان یک مرحله ضروری پیش از اندازه‌گیری آن‌ها مطرح می‌شود. استخراج فاز جامد (SPE) به عنوان یک تکنیک کارآمد، سریع، کم‌هزینه و سازگار با محیط زیست، به طور گسترده برای پیش‌تغلیظ فلزات سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد. جاذب‌های کربنی به دلیل ظرفیت جذب بالا و قیمت مناسب، از جمله جاذب‌های پرکاربرد در استخراج فاز جامد کادمیوم و سرب می‌باشند. در پژوهش حاضر، روشی نوین و کارآمد مبتنی بر گرماروغن برای سنتز کره‌های کربنی (CSs) از پیش‌ساز ساکارز به کار گرفته شد. با هدف افزایش ظرفیت جذب، کره‌های کربنی سنتز شده با ذرات کربن کوانتومی (CQDs) حاصل از عصاره موسیلاژ سیانوباکتری ترکیب شدند. جاذب‌های کربن دات آغشته به کربن دات حاصل (CDCSs) به همراه جاذب‌های CSs خالص به عنوان جاذب در فرایند استخراج فاز جامد کادمیوم و سرب از نمونه‌های آب مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از سنتز جاذب‌های CDCSs ، ویژگی‌های سطحی آن‌ها از جمله مورفولوژی (SEM)، گروه‌های عاملی سطحی (FTIR) و ترکیب عنصری (EDX-MAP) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین نشر فلورسانس ذرات CQDs در ساختار جاذب‌های جاذب‌های کربن دات آغشته به کربن دات با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس تایید شد. پس از ساخت جاذب‌ها سه تیمار غربال‌شده‌ی کره‌های کربنی با اندازه‌های کوچکتر از 200 میکرومتر و 200-300 میکرومتر و 300-400 میکرومتر (از این پس با اختصارات CSs300-400، CSs200-300 وCSs<200 ) و کره‌های کربنی ادغام شده با کربن دات (با اختصارات CDCSs300-400، CDCSs200-300 وCDCSs<200) و یک تیمار غربال‌نشده (CSsmix و CDCSsmix) برای اندازه‌گیری اثر اندازه نمونه‌ها بر روی پیش تغلیظی Cd و Pb موردآزمایش قرار گرفتند. در این پژوهش تاثیر آنالیز‌های پی‌اچ، هم‌دمای جذب، سینیتیک، تاثیر قدرت یونی فلز کادمیوم در حضور عناصر مختلف (سدیم (Na)، پتاسیم(K) ، کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، مس (Cu)، روی (Zn)، سرب(Pb) و جیوه (Hg)) و اثر غلظت و حجم شوینده اسید نیتریک بر جذب فلزات کادمیوم و سرب توسط هر دو جاذب ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی همبستگی مدل‌های هم‌دمای جذب، با استفاده از نرم افزار OriginPro داده‌های جذب با مدل‌های غیر خطی لنگمویر، فروندلیچ، تمکین و دوبینین-رادوشکوویچ و برای بررسی سینتیک جذب از معادلات مرتبه اول، دوم، وبر-موریس و الوویچ استفاده شد. همچنین آنالیزهای هم‌دمای جذب و سینتیک جذب فلز کادمیوم و سرب در گل اشباع انجام شد. مدت زمان هم‌دمای جذب و سینتیک در دو زمان کوتاه مدت به تر تیب در 24 ساعت و 7 ساعت (دمای 25 درجه سانتیگراد) و بلند مدت در 7 روز (دمای 4 درجه سانتیگراد) انجام شد. نتایج پژوهش نشان داد که جاذب‌های کربنی حاوی کربن دات (CDCSs) با اندازه ذرات کمتر از 200 میکرومتر (CDCSs<200) بیشترین ظرفیت جذب کادمیوم را در مقایسه با سایر اندازه‌های ذرات از خود نشان دادند