تنقية المياه باستخدام أيونات الحديد النشطة عالية التأكسد
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.14031455الكلمات المفتاحية:
أيونات الحديد عالية التأكسد، تنقية المياه، اللوثات العضوية الطارئة، عمليات الأكسدةالملخص
لقد حظيت قضية تلوث المسطحات المائية بالملوثات العضوية الطارئة باهتمام كبير عالميا. وتمثل النفايات الكيميائية والمبيدات أبرز أشكال هذه الملوثات العضوية الطارئة، والتي لايمكن إزالتها بصورة فعالة - حتى وإن تواجدت في المياه بتركيزات ضئيلة - عن طريق عمليات المعالجة التقليدية المستعملة في معظم محطات معالجة مياه الصرف الصحي. لذا تم تطوير عمليات أكسدة أكثر تطورا باعتبارها من البدائل الواعدة وذلك عن طريق استخدام الجذور الكيميائية (مثل الجذور الهيدروكسيلية والجذور الكبريتيكية ), ودون الاعتماد على الجذور أيضا. ولكن ما ينقص هذه العناصر النشطة هو الخاصية الانتقائية لذا فإنها تتفاعل بصورة كبيرة مع المكونات الأساسية للماء مما يؤدي إلى الاستهلاك المفرط للمؤكسدات وإمكانية نشوء الملوثات الثانوية السامة. ومن ثم تزايد الاهتمام مؤخرا بدراسة المؤكسدات الانتقائية بما في ذلك الأكسجين الأحادي وأيونات الفلزات عالية التأكسد، حيث تقوم تلك المؤكسدات بمهاجمة الجزيئات المشبعة بالالكترونات وينتج عن ذلك التفكيك الانتقائي للملوثات العضوية الطارئة. وتعد الفيرات من أيونات الحديد النشطة عالية التأكسد، ومنها (الحديد السداسي والحديد الرباعي والحديد الخماسي) وغالبا ما تعرف بعناصر الحديدات النشطة، كما أنها تتمتع بخصائص كيميائية مميزة مما أدى إلى تزايد الاهتمام باستعمالها في عمليات الأكسدة المتقدمة كوسائط محفزة معتمدة على الحديد لإزالة الملوثات العضوية الطارئة أثناء عملية تنقية المياه.
التنزيلات
المراجع
Luo, C., Feng, M. B., Sharma, V. K., & Huang, C. H. (2020). Revelation of ferrate(VI) unimolecular decay under alkaline conditions: Investigation of involvement of Fe(IV) and Fe(V) species. Chemical Engineering Journal, 388, 1-24 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472030125X
Marbaniang, C. V., Sathiyan, K., McDonald, T. J., Lichtfouse, E., Mukherjee, P., & Sharma, V. K. (2023). Metal ion-induced enhanced oxidation of organic contaminants by ferrate: A review. Environmental Chemistry Letters, 21(3), 1729–1743. https://doi.org/10.1007/s10311-023-00598-9
Farinelli, G., Minella, M., Pazzi, M., Giannakis, S., Pulgarin, C., Vione, D., & others. (2020). Natural iron ligands promote a metal-based oxidation mechanism for the Fenton reaction in water environments. Journal of Hazardous Materials, 393. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122413
Bielski, H. J., & B. (1990). Generation of iron(IV) and iron(V) complexes in aqueous solutions. Methods in Enzymology, 186, 108–113. https://doi.org/10.1016/0076-6879(90)86012-O
Wang, J., Kim, J., Ashley, D. C., Sharma, V. K., & Huang, C. H. (2022). Peracetic acid enhances micropollutant degradation by ferrate(VI) through promotion of electron transfer efficiency. Environmental Science & Technology, 56(16), 11683–11693. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c01779
Wahl, K., Klemm, W., & Wehrmeyer, G. (1956). Über einige Oxokomplexe von Übergangselementen. Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie, 285(3-6), 322-336. https://doi.org/10.1002/zaac.19562850305
Lin, L., Wang, J., Zhao, Z., Zhu, J., Zhamaerding, A., Feng, L., & others. (2023). Multi-dimensional micro-nano scale manganese oxide catalysts induced chemical-based advanced oxidation processes (AOPs) in environmental applications: A critical review. Chemical Engineering Journal, 474. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145600
Wu, Q. Y., Yang, Z. W., Wang, Z. W., & Wang, W. L. (2023). Oxygen doping of cobalt-single-atom coordination enhances peroxymonosulfate activation and high-valent cobalt-oxo species formation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 120(16). https://doi.org/10.1073/pnas.2219923120
Liang, S., Zhu, L. Y., Hua, J., Duan, W. J., Yang, P. T., Wang, S. L., & others. (2020). Fe²⁺/HClO reaction produces (FeO₂⁺)−O⁴: An enhanced advanced oxidation process. Environmental Science & Technology, 54(10), 6406–6414. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c00142
Wang, S., Shao, B., Qiao, J., & Guan, X. (2021). Application of Fe(VI) in abating contaminants in water: State of art and knowledge gaps. Frontiers in Environmental Science and Engineering, 15(5), 80. https://doi.org/10.1007/s11783-021-1416-5
Wang, S., Lin, Y., Shao, B., Dong, H., Ma, J., & Guan, X. (2023). Selective removal of emerging organic contaminants from water using electrogenerated Fe(IV) and Fe(V) under near-neutral conditions. Environmental Science & Technology, 57(25), 9332–9341. https://doi.org/10.1021/acs.est.3c04212
Sharma, V. K., Feng, M. B., Dionysiou, D. D., Zhou, H. C., Jinadatha, C., Manoli, K., & others. (2022). Reactive high-valent iron intermediates in enhancing treatment of water by ferrate. Environmental Science & Technology, 56(1), 30–47. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c05051
Bao, Y., Lian, C., Huang, K., Yu, H., Liu, W., Zhang, J., & others. (2022). Generating high-valent iron-oxo (FeIV=O) complexes in neutral microenvironments through peroxymonosulfate activation by Zn-Fe layered double hydroxides. Angewandte Chemie International Edition, 61(42). https://doi.org/10.1002/anie.202209542
Wang, Z., Qiu, W., Pang, S. Y., Guo, Q., Guan, C., & Jiang, J. (2022). Aqueous iron(IV)-oxo complex: An emerging powerful reactive oxidant formed by iron(II)-based advanced oxidation processes for oxidative water treatment. Environmental Science & Technology, 56(3), 1492-1509. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c05772
Wu, Z., Liu, A., Yang, B., Hu, X., Repo, E., Xiao, K., & others. (2023). Cost-effective FeIVO₂⁺ generation for antibiotics removal in electrochlorination of mariculture wastewater. ACS ES&T Water, 3(8), 2512–2521. https://doi.org/10.1021/acsestwater.3c00154
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة

هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
يتأطرُ نَشَاطَا النشر والتوزيع الخَاصَّيْنِ بمقالات المجلة برخصة المشاع الإبداعي اللاتجارية والحافظة للنسب CC BY-NC 4.0، والتي تنص على الآتي:
- لك كقارئ أو زائر مُطْلَقُ الحرية في:
- المشاركة: نسخ وتوزيع ونقل العمل لأي مكان أو تحويله لأي شكل.
- التعديل:المزج، التحويل، والإضافة على العمل.
لا يمكن لنا كجهة مُرَخِّصَة إلغاء هذه الصلاحيات طالما اتبعتَ شروط الرخصة.
- يتوجب عليك في المقابل احترام الشروط التالية:
- نَسب المُصنَّف (المقالة):يجب عليك نَسب العمل لصاحبه بطريقة مناسبة، وتوفير رابط للترخيص، وبيانُ إذا ما قد أُجريت أي تعديلات على العمل. يُمْكِنُكَ القيام بهذا بأي طريقة مناسبة، ولكن على ألا يتم ذلك بطريقة توحي بأن المُؤَلِّف أو المُرَخِّص مُؤَيِّد لك أو لعملك.
- غير تجاري:لا يمكنك استخدام هذا العمل لأغراض تجارية.
- منع القيود الإضافية: يجب عليك ألا تُطَبِّقَ أي شروط قانونية أو تدابير تكنولوجية تقيد الآخرين من ممارسة الصلاحيات التي تَسْمَحُ بها الرخصة.