المستخلص
أصبح الحفاظ على موارد المياه واستدامتها للاستخدام البشري والبيئي أمرًا بالغ الأهمية، لا سيما في ظل التهديد المتزايد الذي يشكله تلوث المعادن الثقيلة الناتج عن مختلف الأنشطة الصناعية. في هذا السياق، يبرز الامتصاص الحيوي باستخدام المواد البيولوجية أو مشتقاتها – مثل الفحم الحيوي – كنهج واعد وفعال من حيث التكلفة لإزالة الملوثات.
تهدف هذه الدراسة إلى تقييم جدوى استخدام الفحم الحيوي المُحضر من طحالب الشارا لامتصاص الرصاص والنحاس من المحاليل المائية بنظام دفعات. تم تحضير الفحم الحيوي من طحالب مُنظفة بماء الصنبور/منزوع الأيونات، وتجفيفها بالشمس (48 ساعة)، وتجفيفها في الفرن (80 درجة مئوية، 24 ساعة). طُحنت الكتلة الحيوية المجففة (300 ميكرومتر) وحُلّلت حراريًا بطريقة التحلل الحراري شبه اللاهوائي عند 400 و500 و600 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة. تم تقييم أداء الامتزاز في ظل ظروف مختلفة: الرقم الهيدروجيني (2-7)، وزمن التلامس (0-400 دقيقة)، والتركيز الأولي (10-50 ملغم/لتر)، ودرجة الحرارة (20-70 درجة مئوية)، وجرعة المادة المازة (0.05-0.3 غ/لتر).
وُصفت خصائص المادة المازة باستخدام تقنيات تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR)، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، وتحليل التفريغ الكهربائي الإلكتروني (EDS)، وتحليل الوزن الجزيئي (TGA)، وتحليل التفريغ الكهربائي المعزز (BET). كما بحثت الدراسة عملية الامتزاز في ظل ظروف ديناميكية لتقييم كفاءة إزالة أيونات النحاس والرصاص. وأظهرت نتائج الامتزاز الساكن معدلات إزالة عالية بلغت 322 ملغم/غرام للرصاص و196 ملغم/غرام للنحاس عند جرعة 1.0 غ/لتر ودرجة حموضة 6. بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة زمن التلامس وجرعة الفحم الحيوي تعزز إزالة المعادن، في حين أن التركيزات الأولية العالية للمعادن أدت إلى تشبع الموقع النشط، وتسلط النتائج الضوء على إمكانات الفحم الحيوي المثبت كتقنية مستدامة وفعالة لمعالجة المياه.
