التركيز المسبق والتقييم الكمي للملوثات الكيميائية في مياه الصرف بطريقة الاستخلاص بنقطة الغيمة

رسالة ماجستير

اسم الباحث : محمد ناصر حسين الرماحي

اسم المشرف : أ.م.د احمد فاضل خضير

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية العلوم

الاختصاص : علوم الكيمياء

سنة نشر البحث : 2024

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

يعد التلوث من أهم المشاكل التي تواجه الإنسان على وجه الأرض والذي يسبب العديد من الأمراض، وهذا يتطلب منا العمل على إيجاد طرق للحد منه. يتضمن البحث دراسة تأثير مياه الصرف الصحي في عشر محطات مختلفة. ثماني محطات رفع ومحطتان معالجة في مركز وقضاء الحر في محافظة كربلاء المقدسة. هدف الدراسة هو تحديد الفعالية التشغيلية لمشروع وحدة المعالجة الرئيسية ووحدة معالجة الحر في كربلاء وتأثيرها على نوعية المياه العادمة، والكشف عن الخصائص النوعية للمياه العادمة في منطقة الدراسة. تمت دراسة عدة عوامل لعينات مياه الصرف الصحي، بما في ذلك الخواص الفيزيائية والكيميائية لجودة مياه الصرف الصحي، مثل درجة الحرارة، الرقم الهيدروجيني، والمواد الصلبة الذائبة الكلية، والموصلية الكهربائية، والمواد الصلبة العالقة الكلية، وتقدير تركيز بعض الأنيونات (الكلوريدات والكبريتات والفوسفات والنترات) باستخدام الطرق القياسية. وكذلك تقدير تركيز العناصر النزرة ولأكثر من 70 عنصراً في عينات مياه الصرف الصحي باستخدام تقنية كتلة البلازما المقترنة حثيا. بالإضافة إلى ذلك، تم إنشاء تقنية مقترحة لتقدير كمية بعض الملوثات الكيميائية في مياه الصرف الصحي التي تعتمد على فصل الطور بوساطة الميسيلار لتركيز مستويات الرصاص والحديد في مياه الصرف الصحي مسبقًا وقياسها باستخدام مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية. تعتمد الطريقة على استخلاص الرصاص والحديد بواسطة يوديد البوتاسيوم و1-نيتروزو-2-نفثول ككواشف وتريتون X-114كمادة خافضة للتوتر السطحي. وتتميز هذه الطريقة بأنها رخيصة الثمن وسهلة وصديقة للبيئة. كما أنها حساسة للغاية حيث تصل إلى أدنى حد للكشف. حد الكشف عن الرصاص والحديد في الطريقة المقترحة هو 0.1 و0.05 ميكروغرام. مل-1، ونسبة RSD% هي 3.100 و3.658 للرصاص والحديد، تم الحفاظ على الخطية في نطاق تركيز الرصاص والحديد من 1.0 إلى 16 ومن 0.25 إلى 16 ميكروغرام. مل-1 على التوالي. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن التقنية المقترحة تم تطبيقها بنجاح لتحديد أيونات الرصاص والحديد في مياه الصرف الصحي. وتمت مقارنة تركيز العناصر المقاسة بالطريقة الجديدة مع تركيز نفس العناصر باستخدام تقنية كتلة البلازما المقترنة حثياً، وتم إجراء التحليل الإحصائي للطريقتين من خلال إجراء الاختبارات المعنوية. شهدت محطات رفع ومعالجة المياه العادمة ارتفاعا في مستويات TDS وEC بشكل تجاوز الحدود المقبولة وفقا لمعايير الجودة العراقية 2012 ومنظمة الصحة العالمية 2011. كشف فحص الأنيونات الرئيسية عن زيادة في تركيز أيونات الكلوريد والكبريتات في جميع محطات الرفع والمعالجة والتي تجاوزت الحدود المقبولة. وكان تركيز النترات ضمن الحدود المقبولة في جميع محطات الرفع والمعالجة، بينما كان تركيز الفوسفات أعلى من الحدود المقبولة في بعض محطات الرفع. فيما يتعلق بتحليل العناصر النزرة كانت غالبية تراكيز العناصر النزرة في عينات مياه الصرف الصحي غير المعالجة في محطات الرفع أعلى من تركيز نفس العناصر في عينات مياه الصرف الصحي المعالجة. وكان تركيز بعض العناصر مثل (As,Pb,Al,B,Mg,Na,S,Ca,Cl) خارج الحدود المقبولة حسب معايير الجودة العراقية 2012 ومنظمة الصحة العالمية 2011. علاوة على ذلك، فإن محطات معالجة مياه الصرف الصحي عادة ما تكون ناجحة في معالجة مياه الصرف الصحي، إلا أنها قصرت في معالجة بعض الملوثات الكيميائية، حيث أن تراكيزها كانت خارج المستويات المقبولة وتتطلب معالجة إضافية، كما ان مياه الصرف الصحي ملوثة ومالحة ولا يمكن استخدامها للري، ويمكن استخدامها في بعض مجالات الزراعة المقيدة.

Pre-concentration and Quantitative Evaluation of Chemical Pollutants in Wastewater by Cloud Point Extraction Method

abstract

Pollution is one of the most important problems facing human beings on earth. Which causes many diseases, and this requires us to work on finding ways to reduce it. The research includes studying the impact of wastewater in ten different stations. Eight lifting stations and two treatment stations in the Center and District of Al-Hurr in the Holy Karbala Governorate. The aim of the study is to determine the operational effectiveness of the main treatment unit project and Al-Hurr treatment unit in Karbala and its impact on the quality of wastewater, detecting the qualitative properties of wastewater in the study area. Several factors were studied for wastewater samples, including the Physical and Chemical properties of wastewater quality, such as Temperature pH, Total Dissolved Solids, Electrical Conductivity, and Total Suspended Solids, and estimating the concentration of some anions (Chlorides, Sulphates, Phosphates, and Nitrates) using standard methods. As well as estimating the concentration of trace elements of more than 70 elements in wastewater samples using inductively coupled plasma mass technology. In addition, a proposed technique has been established for the quantification of some chemical pollutants in wastewater that depends on micellar-mediated phase separation to preconcentrate Lead and Iron levels in wastewater and measuring them using a UV-Vis spectrophotometer. The method is based on the extraction of Lead and Iron by potassium iodide and 1-Nitroso-2-naphthol as a reagent and Triton X-114 as a surfactant. This method is characterized by being cheap, easy and environmentally friendly. It is also very sensitive by reaching the lowest detection limit. The detection limit for Lead and Iron in the proposed method is 0.1 and 0.05 µg. mL-1, and the RSD% is 3.100 and 3.658 for Lead and Iron, linearity was maintained in the range of Lead and Iron concentration from 1.0 to 16 and from 0.25 to 16 µg. mL-1 respectively. The results obtained showed that the proposed technique was successfully applied to determine Lead and Iron ions in wastewater. The concentration of the elements measured by the proposed method was compared with the concentration of the same elements using inductively coupled plasma mass technology, and statistical analysis of the two methods was performed by conducting significant tests. Wastewater lifting and treatment stations saw an increase in the levels of TDS and EC exceeding the acceptable limits according to the Iraq Quality Standards 2012 and the World Health Organization 2011. Examination of the major anions revealed an increase in the concentration of Chloride and Sulfate ions in all lifting and treatment stations, which exceeded the acceptable limits. And the concentration of Nitrate was within the acceptable limits in all lifting and treatment stations, while the concentration of Phosphate was higher than the acceptable limits in some lifting stations. Regarding the analysis of trace elements. The majority of trace element concentrations in untreated wastewater samples at lifting stations were higher than the concentration of the same elements in treated wastewater samples. The concentration of some elements such as (As, Pb, Al, B, Mg, Na, S, Ca and Cl) was outside the acceptable limits according to the Iraq Quality Standards 2012 and the World Health Organization 2011. Furthermore, the wastewater treatment stations were usually successful in treating wastewater, they fell short in treating some chemical pollutants, as concentrations were outside acceptable levels and required additional treatment, as well as wastewater polluted and salty and cannot be used for irrigation, and can be used in some areas of restricted agriculture.