جداسازی فلزات سنگین از جمله سرب و کادمیوم از محیط آبی با استفاده از پلی‌پیرول و کامپوزیتهای آن و مقایسه با جاذبهای متداول

-۱- مقدمه

فاضلابهای صنایع معدنی[۱۱]، نساجی، چرم، دباغی، آبکاری فلزات با روی یا گالوانیزه‌کردن، مواد رنگی و رنگرزی، ذوب و استخراج فلزات و سایر فرایندهای فلزات و تصفیه آنها[۱۲]، ساخت تجهیزات الکتریکی، آلیاژها، باطری، حشره‌کشها، لجن تصفیه خانه فاضلاب، خاکستر حاصل از زباله‌سوزها و فرایندهای مواد رادیواکتیو[۱۱]، در مقیاس کوچک یا بزرگ حاوی مقادیر قابل توجهی از یونهای فلزات سمی می‌باشند[۱۲]. فلزات سنگین مثل روی، سرب، کروم، کاربردهای زیادی در کارهای پایه مهندسی مثل تولید کاغذ، دباغی چرم مواد آلی شیمیایی و کودهای حاصل از مواد شیمیایی نفتی و غیره دارند. یونهای فلزات سمی خطرات بالقوه‌ای بر‌ سلامت انسان دارند و سبب ناراحتی‌های جسمی و در بعضی اوقات بیماریهای تهدید کننده شامل خسارت برگشت ناپذیر سیستم حیاتی بدن می‌شوند[۱۳].فلزات سنگین با ایجاد مکانیسمهای متعدد باعث به هم خوردن تعادل در موجودات زنده به ویژه انسان شده و طیف وسیعی از عوارض و اختلالات را به وجود می‌آورند[۱].از مهمترین این عوارض می‌توان به سرطان‌زائی، اثر بر سیستم اعصاب مرکزی و محیطی، تأثیر بر پوست، اثر بر خونسازی، اثر برسیستم قلب و عروق، آسیب کلیه‌ها و تجمع در بافتها اشاره کرد. از نقطه نظر سم‌شناسی، خطرناکترین فلزات جیوه، سرب، کادمیوم، و کروم(VI) می‌باشند. در بسیاری از موارد اثر فلزات سنگین بر انسان به خوبی شناخته نشده است. یونهای فلزات در محیط زیست تجمع پیدا کرده و وارد زنجیره غذایی می‌شوند

-۲- کادمیوم

کادمیوم با روی و جیوه هم‌گروه می‌باشد. از فلزات نسبتاً نادر در طبیعت بوده و شصت و هفتمین عنصر از نظر فراوانی می‌باشد. نیمه عمر آن ۳۰-۱۰ سال می‌باشد. میانگین غلظت آن در پوسته زمین ۲/۰، فراوانی در خاک ۷/۰-۰۱/۰ و به طور متوسط ۰۶/۰ میلی‌گرم در کیلوگرم  تخمین زده شده است. غلظت مجاز در آب آشامیدنی ۰۵/۰mg/l  است. به طور طبیعی سالیانه حدود ۲۵۰۰۰ تن کادمیوم وارد محیط زیست می‌شود. حدود نیمی از این کادمیوم از طریق هوازدگی سنگ‌ها وارد رودخانه‌ها می‌شود. آتش‌سوزی جنگلها و آتشفشانها، فعالیت‌های بشری مانند شیرابه‌های زباله‌های صنعتی، تولید کودهای فسفاته مصنوعی از منابع مهم منتشر کننده کادمیوم هستند[۱۵].مهمترین منبع آن در طبیعت سنگ معدن روی، مانند سولفید روی و کانیهای ثانویه مثل کربنات روی است. همچنین فسفریت و میشل سیاه غنی از کادمیوم هستند. نقش بیولوژیکی مفیدی نیز برای آن شناخته نشده است و در صنعت به عنوان ماده ضد اصطکاک، ضد زنگ و در آلیاژها به کار می‌رود. در نیمه رساناها، محافظ میله در راکتورهای هسته‌ای، آبکاری فلزات، سرامیک سازی، کارخانجات و صنایع پلاستیک، تولید باطریهای PVC، رنگدانه‌های رنگ، ترکیبات قارچ کش، روغن موتور، لاستیک اتومبیل و عکاسی کاربرد دارد. در زمینهای کشاورزی که از فسفاتهای غنی از کادمیوم به عنوان کود استفاده می‌شود، غلظت آن در خاک ۵ تا ۱۴ برابر افزوده می‌شود