Iranian Journal of Health and Environment

fa حذف همزمان نیترات و آلودگی میکروبی آب با استفاده از فعالیت الکتروکاتالیستی الکترود فوم نیکل پوشیده شده با نانوذرات آهن و مگنتیک Simultaneous removal of nitrate and microbial pollution from water by the electro-catalytic activity of iron and magnetic nanoparticles supported on nickel foam تصفیه آب تصفیه آب پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: مطالعه حاضر با هدف ارائه سیستم الکتروکاتالیستی مؤثر بر پایه کاتد Ni-Fe/Fe3O4 جهت کاهش نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌طور همزمان انجام‌ شده است. روش بررسی: در ابتدا الکترود Ni-Fe به‌وسیله فرایند رسوب الکتروشیمیایی سنتز و سپس خصوصیات فیزیکی آن توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدان (FESEM)، پراش اشعه ایکس (XRD)، آنالیز (Brunauer-Emmett-Teller) BET و طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش گندزدایی و احیای نیترات به‌صورت همزمان تحت شرایط: mg 15 نانو ذرات Fe3O4، pH برابر با 6/5، NaCl برابر با mM 10، mg/L 50 نیترات، CFU/mL 105 باکتری اشرشیاکلی و دانسیته جریان mA/cm2 4 انجام گرفت. یافته‌ها: براساس نتایج بدست ‌آمده در شرایط عدم حضور نیترات، 100 درصد باکتری‌های اشرشیاکلی بعد از min 12 گندزدایی شدند. در حضور نیترات، زمان گندزدایی کامل افزایش یافت و به  min120 رسید. در شرایط عدم حضور باکتری، 83 درصد نیترات در min 240 حذف گردید که در حضور باکتری راندمان احیای نیترات اندکی افزایش و به 88 درصد رسید. نیترات احیا شده در حالت اول منجر به تولید مقادیر ناچیز نیتریت با غلظت mg/L 0/22 و  mg/L 3/6 آمونیوم شد که در حضور باکتری مقادیر نیتریت و آمونیوم تولیدی به ترتیب به mg/L 0/42 و mg/L 7/3 افزایش یافت. نتیجه‌گیری: نتایج نشان‌دهنده توانایی بسیار مناسب الکترود Ni-Fe/Fe3O4 در کاهش الکتروکاتالیستی نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌صورت مجزا و همزمان با راندمان بالا و انتخاب پذیری بالا نسبت به نیتروژن است.</div> <div style="text-align: justify;">Background and Objective: This study aimed to provide an effective electro-catalytic system for the simultaneous reduction of nitrate and disinfection of contaminated water by the electro-catalytic performance of Ni-Fe/Fe3O4 cathode. Materials and Methods: At first, the Ni-Fe electrode was synthesized by the electro-deposition process. Then its physical properties were analyzed by scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, and photoelectron X-ray spectroscopy (XPS). Simultaneous disinfection and reduction of nitrate were performed under the following conditions: 15 mg Fe3O4 nanoparticles, pH 6.5, NaCl 10 mM, 50 mg/L nitrate, 105 CFU/mL and current density 4 mA/cm2. Results: According to the results obtained in the absence of nitrate, 100 % of Escherichia coli bacteria were disinfected after 12 minutes. In the presence of nitrate, the time of complete disinfection increased to 120 minutes. In the absence of bacteria, 83% of nitrate was removed in 240 minutes, and in the presence of bacteria, the nitrate reduction efficiency increased slightly to 88%. In the nitrate reduction process, nitrite (0.22 mg/L) and ammonium (3.6 mg/L) were produced. In the presence of bacteria, the amounts of nitrite and ammonium produced increased to 0.42 mg/L and 7.3 mg/L. Conclusion: The results show the outstanding ability of Ni-Fe/Fe3O4 electrode in electro-catalytic reduction of nitrate and disinfection of contaminated water separately and simultaneously with high efficiency and high selectivity to nitrogen.</div> احیای الکتروکاتالیستی نیترات, گندزدایی, اشرشیاکلی, فوم نیکل, نانو ذرات مگنتیک Electro-catalytic nitrate reduction, Disinfection, E. Coli, Nickel foam, Magnetic nanoparticles 331 344 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-466-2&slc_lang=fa&sid=1 Zohreh Akbari Jonoush زهره اکبری جونوش z_akbari1229@yahoo.com No Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Abbas Rezaee عباس رضایی rezaee@modares.ac.ir Yes Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Ali Ghaffarinejad علی غفاری نژاد ghaffarinejad@iust.ac.ir No Electroanalytical Chemistry Research Center, Faculty of Chemistry, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran گروه شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران