Abstract—Batch experiments determin

Abstract—Batch experiments determined that magnesium (Mgo)
and copper/magnesium (Cu/Mg) particles had the potential for being
used in the removal of nitrate from aqueous solutions. This study
suggested that the reductive denitrification of nitrate by Mgo and
Cu/Mg bimetals depended on a number of parameters including
reductant dose, solution temperature, initial nitrate concentration and
contact time. The values of the activation energy (Ea) of nitrate
reduction over a temperature range of 5-60 oC were 20.39, 20.34,
12.77 and 12.13 kJ/mol for Mgo, 0.1% Cu/Mg, 1% Cu/Mg and 5%
Cu/Mg, respectively. When the initial pH was 4, Mgo produced more
nitrite and ammonium than the Cu/Mg bimetals. The time required
for the removal of 70% of NO3- from a 100 mg/L solution was about
80 min when the experiments were conducted using Mgo particles
and it was about 5 min when the reaction was conducted under the
same conditions using bimetallic 1% Cu/Mg.
Keywords—Bimetal, Denitrification, Mg/Cu, Nitrate.
I. INTRODUCTION
IGH nitrate concentrations in drinking water are related
to many health threats such as blue baby syndrome and
cancer [5,6,7]. Furthermore, the release of nitrate to water
bodies can promote algal blooms [8] and it was stated
previously that fertilization with excessive amount of nitrogen
can cause nitrate accumulation in different vegetables [9]. For
these reasons, both the World Health Organization (WHO)
and the Environmental Protection Agency (USEPA)
recommend a maximum nitrate concentration of 10 mg/L
(calculated based on nitrogen) in drinking water [3,5,10].
Additionally, the demand for water is increasing worldwide;
therefore, decreasing the nitrate concentration in drinking
water is imperative. The most popular methods of removing
nitrate levels from drinking water are biological denitrification
and physical- chemical processes. Physical-chemical
processes such as ion-exchange, reverse osmosis,
electrodialysis and sorption are nitrate selective and efficient;
however, these processes cannot convert nitrate into harmless
compounds. Although biological denitrification has been
B. Ramavandi is with Department of Environmental Health Engineering,
Faculty of Health, Bushehr University of Medical Sciences, Bushehr, Iran
([e-mail]).
G. Asgari is with Department of Environmental Health Engineering,
Faculty of Health, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran.
S. B. Mortazavi is with Department of Environmental Health, Faculty of
Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
S. Dobaradaran is with Department of Environmental Health Engineering,
Faculty of Health, Bushehr University of Medical Sciences, Bushehr, Iran
([e-mail]).
widely applied to remove nitrate, this method is complex and
difficult to perform practically [11,12,13]. Therefore, the use
of zero-valent metals such as zinc, aluminum and especially
iron in the chemical method of nitrate removal has been
evaluated intensively through the last decade [14-16].The
reduction of nitrate by FeP
o
P poses many challenges, compared
with other metals like MgP
o ,
Pincluding the need for a high dose,
the possibility of FeP
2+
P entering the water, blocking the reaction
by Fe(OH)R3 Rprecipitation and low standard potential [17-21].
In the present study, the use of bimetallic Cu/Mg particles
consisting of a core metal (magnesium) and a second metal
(copper) was investigated in the removal of nitrate from water.
In several studies, magnesium in a bimetallic form was used
for the dechlorination of chlorinated hydrocarbons and dye
removal [19,23,24]. These studies revealed that magnesium in
a bimetallic form enhanced reactivity toward chlorinated
organic compounds and nitrate when compared to zero-valent
magnesium. However, Chackraborty and Kumar[1] addressed
the area of chemical denitrification of water by zero-valent
magnesium powder and concluded that further research was
still necessary before any definitive answer could be made
regarding the use of this metal for the removal of nitrate from
water.
For the treatment with a bimetallic compound, a small
amount of copper was coated onto the surface of magnesium
particles to generate Cu/Mg, which enhances the reactivity of
magnesium with nitrate solution. Lin et al. [6] conducted
batch experiments and effectively demonstrated that nitrate
can be rapidly reduced by Fe/Cu particles. However, to the
best of our knowledge, the effectiveness of bimetallic Cu/Mg
particles for the removal of nitrate from water has not been
reported to date.
II.1BMATERIAL AND METHODS
A. 4BChemicals
All chemicals used in this study, including potassium
nitrate, magnesium particles (< 0.1 mm), copper(II) chloride,
Nessler's reagent and hydrochloric acid, were of an analytical
reagent grade. Synthetic nitrate contaminated water was
prepared from potassium nitrate.
B. Preparation of Cu/Mg Bimetallic Partic

Kết quả (Việt) 1:

Trừu tượng-hàng loạt thí nghiệm xác định rằng magiê (Ôxít magiê)và đồng/magiê (Cu/Mg) hạt có tiềm năng làsử dụng trong việc loại bỏ các nitrat từ dung dịch. Nghiên cứu nàyđề nghị rằng dùng công nitrate của ôxít magiê vàCu/Mg bimetals phụ thuộc vào một số tham số bao gồmreductant liều, nhiệt độ dung dịch, nồng độ nitrat ban đầu vàliên hệ với thời gian. Giá trị năng lượng kích hoạt (Ea) của nitratgiảm trên một phạm vi nhiệt độ của 5-60 oC là 20.39, 20.34,12,77 và 12.13 kJ/mol cho Ôxít magiê, 0,1% Cu/Mg, 1% Cu/Mg và 5%Cu/Mg, tương ứng. Khi độ pH ban đầu 4, Ôxít magiê sản xuất nhiều hơn nữanitrit và amoni hơn bimetals Cu/Mg. Thời gian cần thiếtloại bỏ 70% của NO3 - 100 mg/L giải pháp đã về80 phút khi những thí nghiệm được tiến hành bằng cách sử dụng các hạt Ôxít magiêvà nó đã là khoảng 5 phút, khi phản ứng đã được thực hiện theo cácđiều kiện tương tự bằng cách sử dụng bimetallic 1% Cu/Mg.Từ khóa-Bimetal, dùng, Mg/Cu, nitrat.I. GIỚI THIỆUIGH nồng độ nitrat trong nước uống có liên quannhiều mối đe dọa sức khỏe như hội chứng blue baby vàung thư [5,6,7]. Hơn nữa, việc phát hành của nitrat nướccơ thể có thể thúc đẩy tảo nở [8] và nó đã được khẳng địnhtrước đó thụ tinh với số lượng quá nhiều nitơcó thể gây tích lũy nitrate trong các loại rau khác nhau [9]. Chonhững lý do này, cả thế giới y tế tổ chức (WHO)và các cơ quan bảo vệ môi trường (USEPA)đề nghị một nồng độ nitrat tối đa 10 mg/l(được tính toán dựa trên nitơ) trong nước uống [3,5,10].Ngoài ra, nhu cầu về nước ngày càng tăng trên toàn thế giới;do đó, làm giảm nồng độ nitrat trong uốngnước là bắt buộc. Các phương pháp phổ biến nhất của loại bỏnitrate cấp từ nước uống là dùng sinh họcvà các quá trình hóa học vật lý. Vật lý-hóa họcquá trình như trao đổi ion, thẩm thấu ngược,electrodialysis và sorption là nitrat chọn lọc và hiệu quả;Tuy nhiên, các quá trình này không thể chuyển nitrat thành vô hạihợp chất. Mặc dù dùng sinh học đãB. Ramavandi là với Cục môi trường y tế kỹ thuật,Khoa học y tế, khoa học trường đại học y khoa Bushehr, Bushehr, Iran([e-mail]).G. Asgari là với Cục môi trường y tế kỹ thuật,Khoa học y tế, khoa học trường đại học y khoa Hamadan, Hamadan, Iran.S. B. Mortazavi là với sở môi trường y tế, khoa họcY khoa, đại học Modares Tarbiat, Tehran, Iran.S. Dobaradaran là với Cục môi trường y tế kỹ thuật,Khoa học y tế, khoa học trường đại học y khoa Bushehr, Bushehr, Iran([e-mail]).áp dụng rộng rãi để loại bỏ các nitrat, phương pháp này là phức tạp vàkhó khăn để thực hiện thực tế [11,12,13]. Vì vậy, việc sử dụngzero-c kim loại như kẽm, nhôm và đặc biệt làsắt trong các phương pháp hóa chất nitrat bỏ đãđánh giá chuyên sâu thông qua các thập kỷ qua [14-16]. Cáckhử nitrat bởi FePoP đặt ra nhiều thách thức, so sánhvới các kim loại khác như MgPTôi jPincluding sự cần thiết cho một liều cao,khả năng FeP2 +P vào nước, ngăn chặn phản ứngbởi Fe (OH) R3 Rprecipitation và tiềm năng tiêu chuẩn thấp [17-21].Trong các nghiên cứu hiện nay, việc sử dụng các bimetallic Cu/Mg hạtbao gồm một lõi kim loại (magiê) và một kim loại thứ hai(đồng) được điều tra trong việc loại bỏ các nitrat từ nước.Trong một số nghiên cứu, magiê trong một hình thức bimetallic được sử dụngcho dechlorination của các hydrocacbon clo và thuốc nhuộmloại bỏ [19,23,24]. Các nghiên cứu cho thấy rằng magiê trongmột phản ứng bimetallic hình thức nâng cao về hướng chlorinatedhợp chất hữu cơ và nitrat khi so sánh với zero-cmagiê. Tuy nhiên, Chackraborty và Kumar [1] địa chỉlĩnh vực hóa học dùng nước bởi zero-cMagnesium bột và kết luận rằng nghiên cứu sâu hơnvẫn còn cần thiết trước khi bất kỳ câu trả lời dứt khoát có thể được thực hiệnliên quan đến việc sử dụng kim loại này cho việc loại bỏ các nitrat từnước.Để điều trị với một hợp chất bimetallic, một nhỏsố tiền đồng được phủ lên bề mặt của magiêhạt để tạo ra là Cu/Mg, tăng cường phản ứng củamagie nitrat giải pháp. Lin et al. [6] thực hiệnhàng loạt các thử nghiệm và hiệu quả đã chứng minh rằng nitratcó thể được nhanh chóng giảm Fe/Cu hạt. Tuy nhiên, để cáctốt nhất của kiến thức của chúng tôi, hiệu quả của Cu bimetallic/Mghạt cho việc loại bỏ các nitrat từ nước đã khôngbáo cáo ngày.II.1BMATERIAL VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁPA. 4BChemicalsTất cả các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu này, bao gồm cả kalinitrat, magiê hạt (< 0.1 mm), copper(II) clorua,Nessler của tinh khiết và axít clohiđric, là một phân tíchlớp tinh khiết. Tổng hợp các nitrat bị ô nhiễm nướcchuẩn bị từ kali nitrat.B. chuẩn bị củ/mg Bimetallic Partic

Kết quả (Việt) 2:

Thí nghiệm Tóm tắt-lô xác định rằng magiê (MgO)
và đồng / magiê (Cu / Mg) hạt này có khả năng được
sử dụng trong việc loại bỏ nitrat từ dung dịch nước. Nghiên cứu này
cho thấy rằng quá trình khử nitơ khử nitrat của MgO và
Cu / Mg bimetals phụ thuộc vào một số các thông số bao gồm cả
liều khử, nhiệt độ dung dịch, nồng độ nitrat ban đầu và
thời gian tiếp xúc. Các giá trị của năng lượng kích hoạt (Ea) nitrat
giảm trên một phạm vi nhiệt độ 5-60 oC là 20,39, 20,34,
12,77 và 12,13 kJ / mol cho MgO, 0,1% Cu / Mg, 1% Cu / Mg và 5%
Cu / Mg, tương ứng. Khi pH ban đầu là 4, MgO sản xuất nhiều
nitrit và amoni hơn bimetals Cu / Mg. Thời gian cần thiết
để loại bỏ 70% của NO3- từ 100 mg / L dung dịch khoảng
80 phút khi thí nghiệm đã được tiến hành sử dụng các hạt MgO
và nó đã được khoảng 5 phút khi phản ứng được tiến hành theo
các điều kiện tương tự sử dụng lưỡng kim 1% Cu / Mg.
Từ khoá-lưỡng kim, khử nitơ, Mg / Cu, Nitrate.
I. GIỚI THIỆU
nồng độ nitrat IGH trong nước uống có liên quan
đến nhiều mối đe dọa sức khỏe như hội chứng trẻ xanh và
ung thư [5,6,7]. Hơn nữa, việc phát hành nitrate thành nước
cơ thể có thể thúc đẩy tảo nở hoa [8] và nó đã được nêu
trước đó thụ tinh với số lượng quá nhiều nitơ
có thể gây tích lũy nitrat trong rau [9] khác nhau. Đối với
những lý do này, cả Tổ chức Y tế Thế giới (WHO)
và Cơ quan Bảo vệ Môi trường (USEPA)
khuyên nồng độ nitrat tối đa 10 mg / L
(tính toán dựa trên nitơ) trong nước [3,5,10] uống.
Ngoài ra, nhu cầu về nước ngày càng gia tăng trên toàn thế giới;
do đó, giảm nồng độ nitrat trong uống
nước là bắt buộc. Các phương pháp phổ biến nhất của loại bỏ
nitrate từ nước uống được khử sinh học
và các quá trình hóa học physical-. Lý hoá
các quy trình như trao đổi ion, thẩm thấu ngược,
điện phân và hấp phụ là nitrat có chọn lọc và hiệu quả;
tuy nhiên, các quá trình này không thể chuyển đổi nitrate thành vô hại
các hợp chất. Mặc dù quá trình khử nitơ sinh học đã được
B. Ramavandi là với Khoa Kỹ thuật môi trường Y tế,
Khoa Y tế, Đại học Bushehr của khoa học y học, Bushehr, Iran
([e-mail]).
G. Asgari là với Khoa Kỹ thuật môi trường Y tế,
Khoa Y tế, Đại học Hamadan của khoa học y học, Hamadan, Iran.
SB Mortazavi là với Sở Y tế Môi trường, Khoa
học Y khoa, Đại học Tarbiat Modares, Tehran, Iran.
S. Dobaradaran là với Cục Kỹ thuật Sức khỏe Môi trường,
Khoa Y tế, Đại học Bushehr của khoa học y học, Bushehr, Iran
([e-mail]).
Áp dụng rộng rãi để loại bỏ nitrat, phương pháp này là phức tạp và
khó thực hiện trên thực tế [11,12, 13]. Do đó, việc sử dụng
các kim loại zero-valent như kẽm, nhôm và đặc biệt là
sắt trong phương pháp hóa học loại bỏ nitrat đã được
đánh giá mạnh mẽ thông qua các thập kỷ qua [14-16] .Công
khử nitrate bằng FEP
o
P đặt ra nhiều thách thức, so
với các kim loại khác như MGP
o,
Pincluding cần một liều cao,
khả năng FEP
2+
P vào nước, ngăn chặn các phản ứng
của Fe (OH) R3 Rprecipitation và tiêu chuẩn thấp tiềm năng [17-21].
trong hiện tại nghiên cứu, sử dụng các hạt Cu / Mg lưỡng kim
, bao gồm một kim loại lõi (magiê) và một kim loại thứ hai
(đồng) đã được điều tra trong việc loại bỏ nitrat từ nước.
trong một số nghiên cứu, magiê trong một hình thức lưỡng kim được sử dụng
cho khử clo của hydrocacbon clo và thuốc nhuộm
loại bỏ [19,23,24]. Những nghiên cứu tiết lộ rằng magiê trong
một hình thức lưỡng kim tăng cường độ phản ứng đối với clo
hợp chất hữu cơ và nitrat khi so sánh với zero-valent
magiê. Tuy nhiên, Chackraborty và Kumar [1] giải quyết
các khu vực của quá trình khử nitrat hóa học của nước bằng zero-valent
bột magiê và kết luận rằng nghiên cứu thêm là
vẫn cần thiết trước khi bất kỳ câu trả lời dứt khoát có thể được thực hiện
liên quan đến việc sử dụng các kim loại này để loại bỏ nitrat từ
nước .
Đối với điều trị bằng một hợp chất lưỡng kim, một nhỏ
lượng đồng được phủ lên bề mặt của magiê
hạt để tạo ra Cu / Mg, trong đó tăng cường các phản ứng của
magiê với dung dịch nitrat. Lin et al. [6] đã tiến hành
thí nghiệm hàng loạt và chứng minh hiệu quả mà nitrat
có thể giảm nhanh chóng bởi các hạt Fe / Cu. Tuy nhiên, với
sự hiểu biết của chúng tôi, hiệu quả của hai kim loại Cu / Mg
hạt để loại bỏ nitrat từ nước đã không được
báo cáo cho đến nay.
II.1BMATERIAL VÀ PHƯƠNG PHÁP
A. 4BChemicals
Tất cả các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu này, bao gồm kali
nitrat, hạt magiê (<0,1 mm), đồng (II) clorua,
thuốc thử Nessler và axit hydrochloric, là một phân tích
cấp thuốc thử. Nitrat nước bị ô nhiễm tổng hợp đã được
chuẩn bị từ kali nitrat.
B. Chuẩn bị Cu / Mg lưỡng kim Partic