مناقشة طالب الدكتوراه حسنين عبد الزهرة سعد كلية الهندسة

تمت مناقشة اطروحة الدكتوراه الموسومة” الامتزاز التنافسي للعناصر الثقيله بواسطة الطحالب ومادة(Fe3O4) النانوية ” للطالب حسنين سعد عبد الزهرة الحارس.في قسم الهندسة البيئية بكلية الهندسة/جامعة بغداد وقد اشرف على إعداد الأطروحة أ.م.د. شهلاء اسماعيل ابراهيم.وتألفت لجنة المناقشة من ا.د عباس حميد سليمون (رئيسا), ا.م.د اياد عبد الحمزة فيصل (عضوا), ا.م.د نصير الحبوبي, ا.م.د عواطف سؤدد الصقار, د. طالب رشيد عباس.بعد امتحان لجنة المناقشة الطالب في محتويات الأطروحة,قررت اللجنة منح الطالب شهادة الدكتوراه.

ملخص بحث الطالب هو كالآتي:

تهدف الدراسة الحالية الى تقييم عملية الامتزاز و الامتزاز الحيوي التنافسي للمعادن الثقيلة(النحاس،النيكل، الكادميوم والزنك) من المياه الصناعية بواسطة الطحالب ومادة نانوية.

تم استخدام خليط من الطحالب الخضراء والخضراء-المزرقة كمادة ممتزة لهذه العناصروتم شراء مادة النانوالمازة وهي اوكسيد الحديد (Fe3O4) من الولايات المتحدة الامريكية. كذلك تم دراسة تغيير بعض العوامل المختبرية على عملية الامتزاز مثل الدالة الحامضية، التركيز الاولي، والحرارة لمادتي النانو والطحالب. وجد أن الكتلة الحيوية للطحالب الميتة أفضل من مادة النانو لإزالة المعادن الثقيلة من المياه الصناعية من خلال التجارب المختبرية.

وجد ان افضل نسب الازالةلمادة النانو تحصل عند قيمة الحامضية 6 لجميع الايونات . تم القيام بسلسلة من تجارب الدفعات (batch experiment) للملوثات بصورة منفردة وثنائية وثلاثية ورباعية لغرض الحصول على مخططات الامتزاز الحيوي لكل ملوث. وقد تم استخدام عدد من الموديلات الرياضية التي تصف عملية الامتزاز. وجد أن موديل (Freundlich) ، أفضل موديل رياضي يمثل النتائج العملية بالنسبه للمنفرده.اما بالنسبة الى التجارب الثنائية والثلاثية والرباعية، وجد ان موديل (Combination of Langmuir- Freundlich) افضل موديل رياضي يمثل النتائج العملية. وجد أن ايونات النحاس اعلى قدرة وملائمة على الامتزاز بواسطة مادة النانو بينما ايونات النيكل اقل قدرة من بقية الايونات . كما وجد ان طبيعية الامتزاز للمعادن الثقيلة هو ماص للحرارة من خلال التجارب الحرارية (thermodynamic study).

اجريت العديد من التجارب بطريقة الدفعات(batch experiment ) للملوثات بصورة منفردة وثنائية وثلاثية لغرض الحصول على مخططات الامتزاز الحيوي لكل ملوث. وجد ان عملية امتزاز العناصر الثقيلة باستخدام الطحالب تعتمد بصورة رئيسية على عملية التبادل الايوني المصحوبة باطلاق العناصر الخفيفة الموجودة على الطحالب مثل الكالسيوم، المغنيسيوم، البوتاسيوم و الصوديوم. وجد ان افضل نسب الازالة تحصل عند قيم الحامضية 5 للكادميوم والزنك، 4 للنيكل و للنحاس. وذلك لمعرفة المجاميع الفعالة (FTIR) تم استخدام تقنية تحليل المواد باستخدام الاشعة تحت الحمراء الموجودة على سطح الطحالب والمسؤولة عن عملية الامتزاز. اظهر النحاس اكبر تغير في خواص المجاميع الفعالة نتيجة للالفة الكبيرة بين هذا العنصر والطحالب. بينت النتائج ان موديل التبادل الايوني مناسب لوصف عملية الامتزاز. وكانت قيم ثابت الانجذاب KRM المحسوبة في النظام المنفرد للعناصر تعطي التسلسل KRCuR>KRCd>KZn>KRNiR حيث هذه القيم تناقصت بشكل واضح في النظام الثنائي، الثلاثي والرباعي. كذلك بينت النتائج العملية تطابق جيد مع النتائج النظرية المستحصلة من تطبيق الموديل الحركي من الدرجة الثانية. . كما وجد ان طبيعية الامتزال الحيوي للمعادن الثقيلة هو طارد للحرارة من خلال التجارب الحرارية (thermodynamic study).

تم اعتماد مفاعل الحشوة المتميعة كطريقة لعمل التجارب المستمرة لازالة العناصر. وجد ان التميع يساوي 0.501 ملم/ثا لحشوة ذات اقطار 0.25-0.125 ملم تم عمل سلسلة من التجارب في منظومة الحشوة المتميعة للحصول على مخططات الانفصال للملوثات بصورة منفرد، ثنائي ، ثلاثي ورباعي.حيث كان للنحاس اعلى قيمة وقت للوصول الى التشبع بينما كان للنيكل اقل قيمة وقت تم دراسة تغيير بعض العوامل مثل ارتفاع الحشوة، التركيز الاول وسرعة المائع. كان تسلسل سعة الازالة في حالة مزج العناصر الاربعة كالاتي: Cd2+>Cu2+>Zn2+>Ni2+ . اوضحت نتائج مخططات الانفصال تطابق جيد مع الموديل الرياضي(ion exchange reactor model in fluidized bed ) المستخدم لتمثيل عملية الازالة المستمرة.