إزالة الرصاص والنحاس من المياه الصناعية باستخدام الفوسفات الخام السورية

درست تغيرات معامل توزع الرصاص والنحاس في منظومةٍ ذات طورين سائل )مياه ملوثة بالرصاص والنحاس( صلب)فوسفات خام سورية (وذلك بتابعية العوامل التالية: زمن خلط الطورين، الحجم الحبيبي للطور الصلب، تركيز العنصر الملوث، تركيز عنصر الكالسيوم كعنصر منافس للمواقع المتاحة ، تغير قيم الأس الهيدروجيني كنسبة تمثل حجم الطور المائي، على كتلة الطور الصلب.

جرى تطبيق الشروط المثالية، التي تم الحصول عملياً مخبرياً على عينات مأخوذة من مياه الدخل لوحدة

المعالجة في شركة مصفاة بانياس، ومياه دريناج مأخوذةً من الشركة السورية لنقل النفط. 

تدفق المواد المعدنية في البيئة

أدى التطور السريع للصناعات المختلفة، بما فيها عمليات التعدين، وصناعة صقل السطوح وإنتاج الطاقة والنفط وصناعة الأسمدة والمبيدات، وصناعة التطبيقات الكهربائية وغيرها إلى طرح النفايات في البيئة وتحرر المعادن السامة بشكل مباشر، أو غير مباشر، مما أدى إلى تلوث مكونات البيئة المختلفة وقد أدت الزيادة الهائلة في استخدام المعادن الثقيلة، على مدى العقود القليلة الماضية في نهاية المطاف إلى زيادة تدفق المواد المعدنية في البيئة حيث تثير العناصر الثقيلة قلقاً خاصاً لأنها تتراكم وغير قابلة للتحلل وقد ثبت أن التعرض لهذه الملوثات الموجودة في البيئة، حتى بتركيز منخفض يمكن أن يكون ضاراً للإنسان إذ تعد العناصر الثقيلة من أكبر الملوثات البيئية. وتعرف بأنها تلك العناصر التي تزيد كثافتها على خمسة أضعاف كثافة الماء ولها تأثيرات سلبية على البيئة عند الإفراط في استخدامها.

 وهذه المعادن جميعها تشترك كثيراً في صفاتها الطبيعية إلا أن تفاعلاتها الكيميائية مختلفة، حيث يعتبر الرصاص أحد أنواع العناصر الثقيلة الخطيرة الملوثة للبيئة، وله قابلية على التراكم خلال السلسلة الغذائية ونتيجة استخداماته الواسعة، ومن خلال النشاطات البشرية، فقد ازداد تركيز الرصاص وخصوصاً في النظام البيئي المائي، أما معدن النحاس فيعد أقل سميةً من الرصاص، ويعتبر من العناصر المغذية، لكن عندما يتجاوز التركيز المسموح به يصبح ساماً  نتيجة تداخله في تفاعلات البناء والهدم، وبشكل أساسي التفاعلات الأنزيمية، ونتيجةً للأثر السمي التراكمي لعنصري الرصاص والنحاس على البيئة والإنسان، ونتيجةً للاستخدامات الواسعة للعناصر الثقيلة، فقد أجريت دراسات عالمية مفصلة، حول إزالة هذه العناصر من مياه الصرف الصناعي بطرائق عديدة، كالترسيب الكيميائي والتبادل الأيوني والمعالجة الكهروكيميائية، وتقنيات الأغشية والامتزاز على الكربون الفعال وغيرها وبينت نتائج هذه الدراسات عدم جدوى الترسيب الكيميائي والمعالجة الكهروكيميائية في حال التراكيز المنخفضة، فضلاً عن إنتاج كميات كبيرة من النفايات والتي تكون معالجتها أكثر صعوبةً.

الامتزاز على الكربون

 فإن طرائق التبادل الأيوني والأغشية الرقيقة والامتزاز على الكربون الفعال مكلفة جداً وبالأخص عندما يراد معالجة كميات كبيرة من المياه، ولهذا سعى الباحثون إلى إيجاد طرائق عملية كامتزاز أيونات المعادن على الكتل الحيوية والتي تتميز بشكل فعال بخاصية احتجاز الأيونات من محاليل معقدة التركيب، وذات التمديد العالي والحجوم الكبيرة.

فضلاً عن ذلك استخدمت المواد الطبيعية، في إزالة المعادن الثقيلة كالغضار المعدني والبيريت والزيوليت، وحققت نتائج جيدةً وأيضاً استخدمت الفوسفات الخام في إزالة الرصاص والنحاس، من الأطوار المائية التي توجد فيها وحققت نتائج عاليةً في الإزالة.

الفوسفات الخام

إن الفوسفات الخام هي مادة طبيعية تتكون أساساً من فوسفات ثلاثية الكالسيوم، ومن أهم أنواعها فوسفات من أصل رسوبي-  فوسفات من أصل ناري )أباتيت(  فوسفات الجوانو)مخلفات الطيور البحرية فوق الصخور الكلسية( .

توجد الفوسفات الخام في مناطق مختلفة من العالم، وتحتل سورية المرتبة الثالثة عالمياً، وتتواجد بمناطق متعددة من الجمهورية العربية السورية منها السلسلة التدمرية ومنطقة الحماد والمنطقة الساحلية.  

تملك الفوسفات الخام القدرة على إزالة الكثير من العناصر الثقيلة، مثل: )الرصاص، النحاس، الكادميوم، الزرنيخ)  في مجال واسع من درجات PH حيث أجريت دراسات كثيرة حول ذلك، استخدمت فيها الفوسفات الخام من أماكن مختلفة من العالم بنجاح وكفاءة عالية، وحددت الشروط المثلى لتنقية المياه من تلك المعادن، باستخدام الفوسفات الخام .

ولهذا الغرض، ومن أجل هذه الدراسة، درست تغيرات معامل توزع النحاس والرصاص، ونسبة إزالتهما في منظومة ذات طورين سائل)مياه حاوية رصاص –نحاس( صُلب) الفوسفات الخام السورية(.

تم إجراء هذا البحث في مخابر المعهد العالي لبحوث البيئة والمعهد العالي للبحوث البحرية، وكلية العلوم.

الاستنتاجات والتوصيات

الاستنتاجات:

من خلال النتائج التي تم التوصل إليها خلال البحث تبين الآتي:

- تعد الطريقة المقترحة ناجحةً لإزالة الرصاص والنحاس من المحاليل المائية وتعتبر حلاً بيئياً آمناً للمشكلة

وجود الرصاص والنحاس في الصرف الصناعي 

 -إن عملية إزالة الرصاص والنحاس من المحاليل المائية بوساطة الفوسفات الخام السورية تعكس ظاهرتين هما: الترسيب والامتزاز.

 -إن الزيادة في تركيز الكالسيوم تؤدي إلى انخفاض معامل التوزع.

- إن الفوسفات الخام السورية تنحل بشكل صغير في الأوساط شديدة القلوية 

التوصيات :

نرى من خلال النتائج السابقة أنه يمكن اقتراح الفوسفات الخام السورية كحل بيئي آمن لتنقية الأطوار المائية من الرصاص والنحاس وذلك بعد ضبط المعاملات التشغيلية.