Name: removal of arsenic using a cationic polymer gel impregnated with iron hydroxide
Uploaded: 2019-06-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Removal of Arsenic Using a Cationic Polymer Gel Impregnated with Iron Hydroxide at JoVE.com

وقد تم دعم هذا البحث من قبل JSPS KAKENHI رقم المنحة (26420764، JP17K06892). كما يُعترف بمساهمة وزارة الأراضي والهياكل التحتية والنقل والسياحة، حكومة اليابان في إطار "برنامج دعم البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا التشييد" في هذا البحث.  ونعترف أيضا بمساهمة السيد كيوتاكا سينموتو في هذا البحث. كما تم الإقرار بالسيدة أديل بيتكياثلي، زميلة استشارية أقدم في الكتابة من مركز الكتابة بجامعة هيروشيما، وللتصحيحات والاقتراحات المتعلقة باللغة الإنجليزية. تم اختيار هذا البحث للعرض الشفوي في المؤتمرالسابع للإيوا-أسباير، 2017 ومؤتمر تكنولوجيا المياه والبيئة، 2018.

تحذير: الزرنيخ سام للغاية. يرجى استخدام القفازات، والملابس طويلة الأكمام، ونظارات تجريبية في جميع الأوقات خلال التجربة لمنع أي اتصال محلول الزرنيخ مع الجلد والعينين. إذا كان الزرنيخ على اتصال مع أي جزء من الجسم، وغسله على الفور مع الصابون. بالإضافة إلى ذلك، يرجى تنظيف المناطق المحيطة الت?...

<ol>
	<li>Oremland, R. S., Stolz, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Ecology+of+Arsenic.">The Ecology of Arsenic.</a> Science. 300 (5621), 939-944 (2003).</li><li>Bibi, I., Icenhower, J., Niazi, N. K., Naz, T., Shahid, M., Bashir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+21+-+Clay+Minerals:+Structure,+Chemistry,+and+Significance+in+Contaminated+Environments+and+Geological+{CO2}+Sequestration.">Chapter 21 - Clay Minerals: Structure, Chemistry, and Significance in Contaminated Environments and Geological {CO2} Sequestration.</a> Environmental Materials and Waste. , 543-567 (2016).</li><li>He, R., Peng, Z., Lyu, H., Huang, H., Nan, Q., Tang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+an+iron-impregnated+biochar+for+aqueous+arsenic+removal.">Synthesis and characterization of an iron-impregnated biochar for aqueous arsenic removal.</a> Science of the Total Environment. 612, 1177-1186 (2018).</li><li>Niazi, N. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+removal+by+Japanese+oak+wood+biochar+in+aqueous+solutions+and+well+water:+Investigating+arsenic+fate+using+integrated+spectroscopic+and+microscopic+techniques.">Arsenic removal by Japanese oak wood biochar in aqueous solutions and well water: Investigating arsenic fate using integrated spectroscopic and microscopic techniques.</a> Science of the Total Environment. 621, 1642-1651 (2017).</li><li>Shaheen, S. M., Eissa, F. I., Ghanem, K. M., Gamal El-Din, H. M., Al Anany, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heavy+metals+removal+from+aqueous+solutions+and+wastewaters+by+using+various+byproducts.">Heavy metals removal from aqueous solutions and wastewaters by using various byproducts.</a> Journal of Environmental Management. 128, 514-521 (2013).</li><li>Shakoor, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remediation+of+arsenic-contaminated+water+using+agricultural+wastes+as+biosorbents.">Remediation of arsenic-contaminated water using agricultural wastes as biosorbents.</a> Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 46 (5), 467-499 (2016).</li><li>Vithanage, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+arsenic+with+biochar+in+soil+and+water:+A+critical+review.">Interaction of arsenic with biochar in soil and water: A critical review.</a> Carbon. 113, 219-230 (2017).</li><li>Hu, X., Ding, Z., Zimmerman, A. R., Wang, S., Gao, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Batch+and+column+sorption+of+arsenic+onto+iron-impregnated+biochar+synthesized+through+hydrolysis.">Batch and column sorption of arsenic onto iron-impregnated biochar synthesized through hydrolysis.</a> Water Research. 68, 206-216 (2015).</li><li>Saharan, P., Chaudhary, G. R., Mehta, S. K., Umar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+Water+Contaminants+by+Iron+Oxide+Nanomaterials.">Removal of Water Contaminants by Iron Oxide Nanomaterials.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 14 (1), 627-643 (2014).</li><li>Siddiqui, S. I., Chaudhry, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+oxide+and+its+modified+forms+as+an+adsorbent+for+arsenic+removal:+A+comprehensive+recent+advancement.">Iron oxide and its modified forms as an adsorbent for arsenic removal: A comprehensive recent advancement.</a> Process Safety and Environmental Protection. 111, 592-626 (2017).</li><li>Tuna, A. &. #. 2. 1. 4. ;. A., &#246;zdemir, E., &#351;im&#351;ek, E. B., Beker, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+As(V)+from+aqueous+solution+by+activated+carbon-based+hybrid+adsorbents:+Impact+of+experimental+conditions.">Removal of As(V) from aqueous solution by activated carbon-based hybrid adsorbents: Impact of experimental conditions.</a> Chemical Engineering Journal. 223, 116-128 (2013).</li><li>Sahiner, N., Demirci, S., Sahiner, M., Yilmaz, S., Al-Lohedan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+superporous+p(3-acrylamidopropyl)trimethyl+ammonium+chloride+cryogels+for+removal+of+toxic+arsenate+anions.">The use of superporous p(3-acrylamidopropyl)trimethyl ammonium chloride cryogels for removal of toxic arsenate anions.</a> Journal of Environmental Management. 152, 66-74 (2015).</li><li>Barakat, M. A. A., Sahiner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+hydrogels+for+toxic+arsenate+removal+from+aqueous+environment.">Cationic hydrogels for toxic arsenate removal from aqueous environment.</a> Journal of Environmental Management. 88 (4), 955-961 (2008).</li><li>ur Rehman, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+arsenate+and+dichromate+ions+from+different+aqueous+media+by+amine+based+p(TAEA-co-GDE)+microgels.">Removal of arsenate and dichromate ions from different aqueous media by amine based p(TAEA-co-GDE) microgels.</a> Journal of Environmental Management. 197, 631-641 (2017).</li><li>Safi, S. R., Gotoh, T., Iizawa, T., Nakai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+regeneration+of+composite+of+cationic+gel+and+iron+hydroxide+for+adsorbing+arsenic+from+ground+water.">Development and regeneration of composite of cationic gel and iron hydroxide for adsorbing arsenic from ground water.</a> Chemosphere. 217, 808-815 (2019).</li><li>Chaudhry, S. A., Ahmed, M., Siddiqui, S. I., Ahmed, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fe(III)-Sn(IV)+mixed+binary+oxide-coated+sand+preparation+and+its+use+for+the+removal+of+As(III)+and+As(V)+from+water:+Application+of+isotherm,+kinetic+and+thermodynamics.">Fe(III)-Sn(IV) mixed binary oxide-coated sand preparation and its use for the removal of As(III) and As(V) from water: Application of isotherm, kinetic and thermodynamics.</a> Journal of Molecular Liquids. 224, 431-441 (2016).</li><li>Chaudhry, S. A., Zaidi, Z., Siddiqui, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotherm,+kinetic+and+thermodynamics+of+arsenic+adsorption+onto+Iron-Zirconium+Binary+Oxide-Coated+Sand+(IZBOCS):+Modelling+and+process+optimization.">Isotherm, kinetic and thermodynamics of arsenic adsorption onto Iron-Zirconium Binary Oxide-Coated Sand (IZBOCS): Modelling and process optimization.</a> Journal of Molecular Liquids. 229, 230-240 (2017).</li><li>Lin, S., Yang, H., Na, Z., Lin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+biodegradable+arsenic+adsorbent+by+immobilization+of+iron+oxyhydroxide+(FeOOH)+on+the+root+powder+of+long-root+Eichhornia+crassipes.">A novel biodegradable arsenic adsorbent by immobilization of iron oxyhydroxide (FeOOH) on the root powder of long-root Eichhornia crassipes.</a> Chemosphere. 192, 258-266 (2018).</li><li>Allen, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hsp70+chaperones+as+modulators+of+prion+life+cycle:+Novel+effects+of+Ssa+and+Ssb+on+the+Saccharomyces+cerevisiae+prion+[PSI+].">Hsp70 chaperones as modulators of prion life cycle: Novel effects of Ssa and Ssb on the Saccharomyces cerevisiae prion [PSI+].</a> Genetics. 169 (3), 1227-1242 (2005).</li><li>Chaplin, B. P., Roundy, E., Guy, K. A., Shapley, J. R., Werth, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+natural+water+ions+and+humic+acid+on+catalytic+nitrate+reduction+kinetics+using+an+alumina+supported+Pd-Cu+catalyst.">Effects of natural water ions and humic acid on catalytic nitrate reduction kinetics using an alumina supported Pd-Cu catalyst.</a> Environmental Science and Technology. 40 (9), 3075-3081 (2006).</li><li>Zhang, Y., Cremer, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+between+macromolecules+and+ions:+the+Hofmeister+series.">Interactions between macromolecules and ions: the Hofmeister series.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 10 (6), 658-663 (2006).</li><li>Fawell, J. K., Ohanian, E., Giddings, M., Toft, P., Magara, Y., Jackson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfate+in+Drinking-water+Background+document+for+development+of+WHO+Guidelines+for+Drinking-water+Quality.">Sulfate in Drinking-water Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality.</a> World Health Organization. , 8 (2004).</li><li>ur Rehman, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+removal+of+high+quantities+of+toxic+arsenate+via+cationic+p(APTMACl)+microgels.">Fast removal of high quantities of toxic arsenate via cationic p(APTMACl) microgels.</a> Journal of Environmental Management. 166, 217-226 (2016).</li></ol>

التقدم الرئيسي لطريقة لدينا المتقدمة هي استراتيجية تصميم فريدة من نوعها من مركب هلام. وكان الغرض من طريقة إعداد هلام لدينا لتحقيق أقصى قدر من محتوى الحديد في هلام. خلال الإعداد، أضفنا FeCl3 وNaOH إلى "الحل البادئ" و "حل مونومر"، على التوالي. مرة واحدة تم خلط حل مونومر مع الحل البادئ، كان هن?...

تلوث المياه هو مصدر قلق بيئي كبير، وتحفيز الباحثين على تطوير أساليب لإزالة الملوثات مثل الزرنيخ من النفايات1. من بين جميع الطرق المبلغ عنها، وعمليات الامتزاز هينهج منخفض التكلفة نسبيا لإزالة المعادن الثقيلة 2،3،4،5،6،7. تعتبر مساحيق أوكسي هيدروكسيد الحديد واحدة من أكثر المواد الممتزة كفاءة لاستخراج الزرنيخ من الحلول المائية8،9. ومع ذلك، فإن هذه المواد تعاني من عدد من العيوب، بما في ذلك أوقات التشبع المبكر والسلائف الاصطناعية السامة. بالإضافة إلى ذلك، هناك تأثير سلبي شديد في نوعية المياه عندما يتم استخدام هذه الممتزات لفترة طويلة من الزمن10. ثم هناك حاجة إلى عملية فصل إضافية، مثل الترسيب أو الترشيح، لتنقية المياهالملوثة، مما يزيد من تكلفة الإنتاج أكثر 8،11.
في الآونة الأخيرة، طور الباحثون هلام البوليمر مثل هيدروجيلات الموجبة، microgels، وcryogels التي أظهرت خصائص الامتزاز فعالة. على سبيل المثال، تم تحقيق معدل إزالة الزرنيخ بنسبة 96٪ عن طريق cryogel الموجبة، بولي (3-أكريلاميدو بروبيل) كلوريد الأمونيوم ثلاثي الميثيل [ع (APTMACl)]12. بالإضافة إلى ذلك، في الحموضة 9، تم تحقيق ما يقرب من 99.7٪ كفاءة إزالة من قبل هذا هيدروجيل الموجبة13. في درجة الحموضة 4، 98.72 تم تحقيق 98.72 ملغ / غرام من القدرة القصوى لاستبتزاز الزرنيخ من قبل microgel، استنادا ً إلى تريس (2-أمينوإيثيل) أمين (TAEA) وغليرولديغليسيدل الأثير (GDE)، ع (TAEA-co-GDE)14. على الرغم من أن هذه المواد الهلامية أظهرت أداء الامتزاز جيدة، فإنها فشلت في إزالة الزرنيخ بشكل فعال من الماء عند مستويات درجة الحموضة المحايدة، ولم يتم الإبلاغ عن اختيارها في جميع البيئات المدروسة15. تم قياس قدرة الامتزاز القصوى البالغة 227 ملغم/غرام من عندما استخدمت في (III)-Sn(IV) وهى مادة صفراً ثنائية مختلطة مغلفة بأكسيد عند درجة حرارة 313 ك ودرجة الحموضة قدرها 716. بدلا من ذلك، في-Zr ثنائي أكسيد المغلفة بالخشب (IZBOCS) كما استخدمت لإزالة الزرنيخ وحققت قدرة الامتزاز القصوى من 84.75 ملغ / غرام في 318 K ودرجة الحموضة من 717. وتعاني المواد الممتزة الأخرى المبلغ عنها من انخفاض أداء الامتزاز، وعدم إمكانية إعادة التدوير، وانخفاضالاستقرار، وارتفاع تكاليف التشغيل والصيانة، واستخدام المواد الكيميائية الخطرة في عملية التوليف 4.
وقد سعينا إلى معالجة القيود المذكورة أعلاه من خلال تطوير مادة ذات أداء محسن لامتصاق الزرنيخ، وانتقائية عالية في البيئات المعقدة، والقدرة على إعادة التدوير، والنشاط الفعال على مستويات درجة الحموضة المحايدة. لذلك، قمنا بتطوير مركب هلام الموجبة من N،N-ثنائيميثيل أمينو بروبيريلاكريلاميد ميثيل كلوريد رباعي (DMAPAAQ) هلام والحديد (الثالث) هيدروكسيد (FeOOH) جزيئات كممتز لإزالة الزرنيخ. اخترنا الجمع بين FeOOH مع هلام لدينا لأن FeOOH يزيد من الامتزاز من كلا الشكلين من الزرنيخ18. في هذه الدراسة، تم تصميم مركب هلام لدينا لتكون غير مسامية وكان مشربة مع FeOOH أثناء التحضير. في القسم التالي، يتم مناقشة تفاصيل طريقة إعداد الجل، بما في ذلك استراتيجيتنا لتحقيق أقصى قدر من محتوى FeOOH.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>N,N&#8217;-dimethylamino propylacrylamide, methyl chloride quaternary (DMAPAAQ) (75% in H2O)</td>
			<td>KJ Chemicals Corporation, Japan</td>
			<td>150707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N&#8217;-Methylene bisacrylamide (MBAA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>1002040622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfite (Na2SO3)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>31922-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate (Na2SO4)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>31916-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Di-sodium hydrogenarsenate heptahydrate(Na2HAsO4.7H20)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>10048-95-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferric chloride(FeCl3)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>19432-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide(NaOH)</td>
			<td>Kishida Chemicals Corporation, Japan</td>
			<td>000-75165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium peroxodisulfate (APS)</td>
			<td>Kanto Chemical Co. Inc., Japan</td>
			<td>907W2052</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl)</td>
			<td>Kanto Chemical Co. Inc., Japan</td>
			<td>18078-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>31320-05</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

removal of arsenic using a cationic polymer gel impregnated with iron hydroxide

في هذا العمل، قمنا بإعداد ممتز يتكون من هلام البوليمر الموجبة التي تحتوي على هيدروكسيد الحديد في هيكلها مصممة لامتصاص الزرنيخ من المياه الجوفية. وكان هلام اخترنا N،N-ثنائي ميثيل أمينو بروبيريلاكريلاميد كلوريد الميثيل رباعي (DMAPAAQ) هلام. وكان الهدف من طريقة إعداد لدينا لضمان الحد الأقصى لمحتوى هيدروكسيد الحديد في هيكل هلام. هذا النهج التصميم تمكين الامتزاز في وقت واحد من قبل كل من هيكل البوليمر من هلام وعنصر هيدروكسيد الحديد، وبالتالي، وتعزيز قدرة الامتزاز من المواد. لفحص أداء الجل، قمنا بقياس حركية التفاعل، وقمنا بتحليلات حساسية درجة الحموضة والانتقائية، وراقبنا أداء الامتزاز بالزرنيخ، وأجرينا تجارب تجديد. قررنا أن الجل يخضع لعملية تشيميزوربتيون ويصل إلى التوازن في 10 ساعة. وعلاوة على ذلك، فإن الزرنيخ الهلامي الامتزاز بشكل فعال عند مستويات درجة الحموضة المحايدة وبشكل انتقائي في بيئات أيون معقدة، محققاً أقصى حجم الامتزاز قدره 1.63 مليون متر/غرام. ويمكن تجديد هلام مع كفاءة 87.6٪ ويمكن استخدام هاكل لdesorption بدلا من هيدروكسيد الصوديوم الضارة. إذا ما أُخذت معاً، فإن طريقة التصميم المستندة إلى الجل هي نهج فعال لبناء ممتزات الزرنيخ عالية الأداء.

يصف الشكل 1 الإعداد التجريبي لإعداد جل DMAPAAQ+FeOOH. ويوضح الجدول 1 تركيبات المواد التي ينطوي عليها إعداد الجل.
ويبين الشكل 2 علاقة وقت الاتصال بامتصاص الزرنيخ بواسطة جل DMAPAAQ+FeOOH. وفي هذا الرقم، تم فحص كم?...

Watch this Scientific Journal Video about Removal of Arsenic Using a Cationic Polymer Gel Impregnated with Iron Hydroxide at JoVE.com

Removal of Arsenic Using a Cationic Polymer Gel Impregnated with Iron Hydroxide

في هذا العمل، قمنا بإعداد ممتز يتكون من N الموجبة، N-dimethylamino بروبيلاكريلاميد ميثيل كلوريد رباعي (DMAPAAQ) هلام البوليمر وهيدروكسيد الحديد لامتصاص الزرنيخ من المياه الجوفية. تم إعداد الجل من خلال طريقة جديدة مصممة لضمان أقصى محتوى لجزيئات الحديد في هيكلها.

إزالة الزرنيخ باستخدام جل البوليمر الموجبة مشربة مع هيدروكسيد الحديد

In this work, we prepared an adsorbent composed of a cationic polymer gel containing iron hydroxide in its structure designed to adsorb arsenic from ...

المزايا الرئيسية لهذا الإجراء هي أن هلام الامتزاز انتقائي الزرنيخ من المياه الجوفية في تركيزات الزرنيخ أعلى من التقنيات الأخرى ويمكن تجديد الجل. إن عرض هذه الطريقة أمر بالغ الأهمية لأن إعداد الجل وتجارب الامتصاص يحتاج إلى تصور لتكرار التجارب. يوجد الزرنيخ في المياه الجوفية لأكثر من 20 بلدا.ويمكن توسيع نطاق تأثير هذه التقنية على التحدي المتمثل في إزالة الزرنيخ من المياه الملوثة. ويمكن أيضاً تطبيق هذه الطريقة على معالجة النفايات الصناعية السائلة الملوثة بالزرنيخ. عند تجربة هذه التقنية لأول مرة، اتبع الاحتياطات بدقة في جميع الأوقات.قد يكون تشكيل كتلة هلام تحديا إذا لم يتم خلط الحلول بشكل صحيح ومتناسب. الجافة اثنين من 20 ملليلتر قياس قوارير واثنين من 20 ملليمتر من القارور مجهزة قضبان ضجة المغناطيسي. نقل 4.13 غرام من DMAPAAQ، 0.31 غرام من N، N'prime methylenebisacrylamide، 0.5 غرام من كبريتيت الصوديوم، و 3.36 غرام من هيدروكسيد الصوديوم إلى كوب واحد 20 ملليلتر.حل المحلول كليا في الماء المقطر كما المذيبات، واثارة لمدة 30 دقيقة مع شريط ضجة المغناطيسي. نقل الخليط من القارض إلى قارورة قياس 20 ملليلتر واحد، وإضافة الماء المقطر لتوليد محلول 20 ملليلتر. تسمية الحل كحل أحادي.وبالمثل، خذ 0.54 غراماً من بيروكسوديسلفات الأمونيوم و7.57 غراماً من كلوريد الحديد في بيكنر 20 ملليلتر آخر. يُحلّ المحلّل تماماً في الماء المقطر، ويُحرّكه لمدّة 30 دقيقة مع بار ممغنطّ. نقل الخليط من القارش إلى آخر 20 ملليلتر قياس قارورة.وإضافة الماء المقطر ليؤلف حل 20 ملليلتر. تسمية الحل كحل البادئ. بعد إعداد الإعداد التجريبي كما رسم تخطيطي في بروتوكول النص، نقل الحلول إلى مسارل فصل 20 ملليلتر.اطهر الحلول باستخدام غاز النيتروجين لمدة 30 دقيقة. اخلط الحلول معًا، وحركها في أنبوب اختبار 50 ملليلتر مع مُحرك كهربائي. ثم ضع الخليط في مبرد يحافظ عليه عند 10 درجات مئوية لمدة أربع ساعات.أخرج كتلة الجل من أنبوب الاختبار ووضعها على لوحة قطع مسطحة. الحصول على كتلة هلام في شكل مكعب خمسة ملليمترات في الطول. نقع شرائح هلام مع المياه الأيونية لمدة 24 ساعة لإزالة الشوائب.في اليوم التالي، نشر شرائح هلام على طبق بيتري وتجفيفها في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة. ضع طبق بيتري مع شرائح الجل في الفرن عند درجة حرارة 50 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. الجافة خمسة 40 ملليلتر حاويات بلاستيكية.ثم، وقياس ووضع 20 ملليغرام من هلام المجفف في كل حاوية بلاستيكية 40 ملليلتر. إضافة 40 ملليلتر من الصوديوم الهيدروجين ارنيخ heptahydrate حل لكل حاوية بتركيز مختلف. إبقاء الحاويات في المحرك في 20 درجة مئوية و 120 دورة في الدقيقة لمدة 24 ساعة.جمع عينة خمسة ملليلتر من كل حاوية ووضعها في أنبوب من البلاستيك باستخدام ماصة صغيرة. قياس مستويات الزرنيخ التوازن في الحلول باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء، أو HPLC. استخدم عمود تحليلي 4 في 200 مليمتر، وعمود حراسة من أربعة في 50 ملليمتر، وواكمم أربعة ملليمترات.لتحليل الامتزاز، إضافة 20 ملليغرام من هلام المجففة إلى وعاء من البلاستيك المجفف 40 ملليلتر. ثم، إضافة 40 ملليلتر من 0.2 ميليمولار الصوديوم الهيدروجين ارسينيت محلول heptahydrate للحاوية. إبقاء الحاوية في المحرك في 20 درجة مئوية و 120 دورة في الدقيقة لمدة 24 ساعة.ثم، جمع عينة خمسة ملليلتر في أنبوب من البلاستيك باستخدام ماصة صغيرة. تقييم مستوى الزرنيخ التوازن في الحل باستخدام HPLC كما كان من قبل. لتنظيف الجل، أولا الحصول على منخل شبكة.جمع بعناية قطعة هلام الهشة، واحد في وقت واحد بحيث لا كسر، ووضعها في غربال شبكة. اغسل الجل لمدة لا تقل عن خمس مرات ، باستخدام الماء الأيوني ، بحيث يتم غسل أي الزرنيخ المتبقي على سطح الجل. لتحليلات desorption، نقل بعناية قطع هلام الهشة في وعاء من البلاستيك المجفف 40 ملليلتر.إضافة 40 ملليلتر من محلول كلوريد الصوديوم 0.5 المولر إلى الحاوية. إبقاء الحاوية في المحرك في 20 درجة مئوية و 120 دورة في الدقيقة لمدة 24 ساعة. جمع عينة خمسة ملليلتر في أنبوب من البلاستيك باستخدام ماصة صغيرة، وتقييم مستوى الزرنيخ التوازن في الحل باستخدام HPLC كما كان من قبل.كرر العملية لثماني دورات كاملة، مع كل دورة بما في ذلك جولتين من خطوات تحليل الامتصاص و desorption، مفصولة خطوات تنظيف هلام. تم رسم كمية امتصاص الزرنيخ بواسطة جل البوليمر الموجب الذي يحتوي على هيدروكسيد الحديد بتركيزات مختلفة من الزرنيخ. وتبين النتائج أن أقصى قدرة على امتصاص الزرنيخ للجل كانت 1.36 ملليمول لكل غرام.وتنسجم البيانات مع نموذج الـ Langmuir isotherm. تم فحص الامتزاز الانتقائي للزرنيخ مع أنيون كبريتات متعايش. تظهر النتائج أنه حتى لو كان أنيون كبريتات موجود في محلول الجل ، فإن DMAPAAQ بالإضافة إلى أكسيد الحديد الممتزاز الزرنيخ بشكل انتقائي بسبب مكونات أكسيد الحديد في بنية الجل.تم فحص قابلية استخدام الجل لمدة ثمانية أيام متواصلة باستخدام محلول الزرنيخ للامتزاز وكلوريد الصوديوم لعمليات الاحتياز. تم حساب كفاءة التجديد بنسبة 87.6٪من كفاءة التجديد من بيانات الامتزاز في اليوم الأول واليوم السابع. الزرنيخ خطير للغاية.يرجى استخدام القفازات والملابس ذات الأكمام الطويلة والنظارات الواقية التجريبية في جميع الأوقات أثناء التجربة لمنع أي اتصال بمحلول الزرنيخ مع الجلد والعينين.

Research

JoVE Journal

Environment

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples

جل الآلي الحجم التحديد لتحسين نوعية المكتبات تسلسل الجيل المقبل من إعداد من عينات المياه البيئة

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA ...

Laboratory Simulation of an Iron(II)-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Laboratory Simulation of an IronII-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

محاكاة المختبر من الحديد (II) الغنية نظام الموجات المتقلبة عصر ما قبل الكمبري البحرية لاستكشاف نمو البكتيريا الضوئي

A conventional concept for the deposition of some Precambrian Banded Iron Formations (BIF) proceeds on the assumption that ferrous iron [Fe(II)] upwelling ...

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

إزالة بيوفيلم عن طريق بخاخات ثاني أكسيد الكربون دون النيتروجين تطهير

Biofilms can cause serious concerns in many applications. Not only can they cause economic losses, but they can also present a public health hazard. ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

بروتوكول للجزيئات البلاستيك الصغيرة أخذ العينات على سطح البحر وتحليل عينة

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Determination of Inorganic Arsenic in a Wide Range of Food Matrices using Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry.

تصميم الزرنيخ "غير العضوي" في "واسعة النطاق للأغذية مصفوفات" استخدام "هيدريد جيل"-قياس الطيف الكتلي الامتصاص الذري.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

إعداد العمود التجريبية لدراسة التفاعلات الكيميائية الأرضية الأحيائية اللاهوائية بين هيدروكسيدات الحديد (أوكسي)، والعناصر النزرة، والبكتيريا

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

On-Site Molecular Detection of Soil-Borne Phytopathogens Using a Portable Real-Time PCR System

الكشف الجزيئي في الموقع من فيتوباثوجينس المنقولة بالتربة باستخدام نظام PCR الوقت الحقيقي المحمولة

On-site diagnosis of plant diseases can be a useful tool for growers for timely decisions enabling the earlier implementation of disease management ...

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method

الإجراء الأمثل لتحديد "الامتزاز فوسفوناتيس" على "هيدروكسيد الحديديك الحبيبية" باستخدام "أسلوب تحديد الفوسفور المنمنمة"

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

تقييم قدرات إزالة الجسيمات من شجرة يترك

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar

التحديد الكمي لمصنع البروتين للذوبان والهضم الكربوهيدرات المحتوى، استخدام الذرة (ميس زيا) كأنموذج

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of ...