اثرات بور بر محیط زیست و روش‌های حذف آن از محلول‌های آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)

2 استادیار، دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران ، ایران.

3 دکتری شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.

چکیده

بور (بورون) میکرو مغذی بسیار مهمی برای گیاهان و حیوانات می­باشد، بدین معنی که مقادیر بسیار کم بور برای رشد آن­ها لازم و ضروری است. این عنصر بسیار مورد توجه است، زیرا هم کمبود آن و هم مازاد آن برای بسیاری از گیاهان مضر است و فاصله بین این دو مقدار بسیار محدود است. در انسان­ها نیز مقادیر بسیار کمی از بورون در تمام بافت­ها وجود دارد، اما مقدار اضافی بور ممکن است منجر به آسیب سیستم عصبی شود، از این جهت در بسیاری از کشورها  غلظت بور در آب آشامیدنی و فاضلاب کنترل می­شود. مقدار مجاز بور در آب آشامیدنی طبق توصیه سازمان بهداشت جهانی(WHO)[1]مقدار 5/0 است و بر این اساس، حذف بور از محلول­های مایی و آب­ها یکی از دغدغه­های بزرگ بهداشت عمومی و محیط زیستی می­باشد. اخیرا روش­های مختلفی برای جداسازی بور از آب در حال توسعه هستند که از بین این روش­ها، فرآیندهای جذبی، فرآیندهای غشایی، فرآیندهای هیبریدی کارامدتر هستند. ما دراین مقاله، اطلاعاتی در مورد بور-خواص آن – منابع آن، تاثیر آن بر محیط زیست، گیاهان و حیوانات و روش­های جدیدی برای حذف آن ارایه می­کنیم.



[1]-World Health Organization

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

 

 

 

 


 

 

فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 47، زمستان 97

 

اثرات بور بر محیط زیست و روش­های حذف آن از محلول­های آبی

 

شهره عسگری [1] *

shohreh.asgari@yahoo.com

اعظم منفرد [2]

مهرداد فلاح[3]

 

تاریخ دریافت: 25/12/1395

تاریخ پذیرش:16/02/1396

 

چکیده

بور (بورون) میکرو مغذی بسیار مهمی برای گیاهان و حیوانات می­باشد، بدین معنی که مقادیر بسیار کم بور برای رشد آن­ها لازم و ضروری است. این عنصر بسیار مورد توجه است، زیرا هم کمبود آن و هم مازاد آن برای بسیاری از گیاهان مضر است و فاصله بین این دو مقدار بسیار محدود است. در انسان­ها نیز مقادیر بسیار کمی از بورون در تمام بافت­ها وجود دارد، اما مقدار اضافی بور ممکن است منجر به آسیب سیستم عصبی شود، از این جهت در بسیاری از کشورها  غلظت بور در آب آشامیدنی و فاضلاب کنترل می­شود. مقدار مجاز بور در آب آشامیدنی طبق توصیه سازمان بهداشت جهانی(WHO)[4]مقدار 5/0 است و بر این اساس، حذف بور از محلول­های مایی و آب­ها یکی از دغدغه­های بزرگ بهداشت عمومی و محیط زیستی می­باشد. اخیرا روش­های مختلفی برای جداسازی بور از آب در حال توسعه هستند که از بین این روش­ها، فرآیندهای جذبی، فرآیندهای غشایی، فرآیندهای هیبریدی کارامدتر هستند. ما دراین مقاله، اطلاعاتی در مورد بور-خواص آن – منابع آن، تاثیر آن بر محیط زیست، گیاهان و حیوانات و روش­های جدیدی برای حذف آن ارایه می­کنیم.

کلمات کلیدی: بور، محیط زیست، حذف بور.

 

 


 

Human & Environment., No. 47, winter 2019

 

 

 

 


Boron effects on the environment and methods to remove it from aqueous solutions

 

Shohreh Asgari [5]*(Corresponding Author)

shohreh.asgari@yahoo.com

Azam Monfared [6]

Mehrdad Fallah[7]

 

Abstract

Boron is very important micronutrient for plants and animals, which menas essential for growth of them in very small quantities. This is the element of special attention as its deficiency and excess are harmful for many plants and the gap between both these level is very narrow. In humans, small amount of boron occur in all tissues but an excess of boron may lead to damage of nervous system. Therefore, boron concentration in drinking water and wastewater is regulated in many countries. The recommended boron content in drinking water according to world health organization (WHO) guideline is 0.5 and according to this limit, the removal of boron from aqueous solution and water is of great environmental and health public health concern. Recently different methods to separate boron from water have been developed. Among them the more effective methods are adsorption processes, membrane processes and hybrid processes. In this manuscript, we presenting knowledge on boron, its properties, sources, effects on environment, plants, animals and new methods for its removal.

Key Words: Boron, Environment, Boron Removal.


مقدمه

 

بور عنصری شبه فلزی است که در گروه 13 جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر دارای دو ایزوتوپB10  و B11 با درصد فراوانی 80:20 است(1). بور دمای ذوب بالا و سختی نسبتا خوبی دارد، هادی ضعیف الکتریسته است و حالات اکسایش مختلفی داردکه از بین آن­ها (3+) مهم­ترین و رایج­ترین حالت اکسایش این عنصر می­باشد. بور در مقادیر مختلف در طبیعت، آب، خاک و صخره­ها وجود دارد. در جدول زیر گستره غلظت بور در محیط­های مختلف آورده شده است(2).


 

جدول1-گستره غلظت بور در محیط­های مختلف

نوع

لیتوسفر

غلظت متوسط بور

نوع هیدروسفر

غلظت متوسط بور

پوسته زمین

10

آب دریا

5/ 0- 6/9

خاک

10- 20

آب زیرزمینی

3/ 0- 100

صخره

5

آب تازه

1/0- 5/1

بازالت

0- 1

 

 

 

 

بور در طبیعت به صورت ترکیب­های معدنی مختلف با درصد­های متفاوتی از کلسیم، سدیم و منیزیم یافت می­شودکه از بین آن­ها می­توان بوراکس، تینکال، کولمانیت، یوکلسیت و کرنیت را نام برد. بور همچنین به صورت اورتو بوریک اسید، آنیون­های بورات، پلی بورات، کمپلکس­های فلورو بورات و کمپلکس­های فلزات واسطه وجود دارد(3،4). در بین ترکیبات ذکر شده در بالا اسید بوریک و بوراکس از ترکیبات مهم بور هستند که در بافت پارچه و منسوجات و همچنین به عنوان گندزدا کاربرد دارند. ترکیبات دیگر بور در صنایع ساخت شیشه­های بور و سیلیسکات استفاده فراوان دارند(1،2).

بور در محلول­های آبی

بوریک اسید یکی از ترکیبات مهم و غالب بور درمحلول­های آبی است که طبق واکنش زیر در تعادل با یون بورات می­باشد.

B(OH)3+H2OB(OH)4- +H+

قابلیت انحلال بوریک اسید در آب در دمای 25 درجه سانتی­گراد در حدود 55 است، این ترکیب دارای کمبود الکترون است و جزو اسیدهای ضعیف محسوب می­شود. ثابت تعادل  واکنش بالا در حضورغلظت­های پایین گونه­هایB(OH)3 و B(OH)4-طبق معادله زیرمحاسبه می­شود

K=

 ثابت تعادل (K) این واکنش، به pH، دما وقدرت یونی که خود تابع شوری آب است، وابسته می­باشد.مقدار عددی pK که به صورت-log(K) تعریف می­شود، در حدود4/8 -5/9 است . وقتی pH را به سمت مقادیر بالاتر از pK افزایش دهیم، تعادل به سمت تشکیل آنیون­های بورات پیش می­رود(6).

 در شکل 1 درصد غلظت بوریک اسید و بورات به صورت تابعی ازpH نشان داده شده است(7).


 

 

 

 

شکل1- درصد غلظت اسید بوریک و آنیون بورات به صورت تابعی از pH در آب(7)

 

 

در شکل2، رابطه بین مقادیر pK ، شوری آب و دما نشان داده شده است. استفاده از این روابط کمک موثری به حذف بور خواهد کرد. برای مثال در فرایند­های غشایی که یکی از روش­های بورزدایی از آب است، استفاده از10<pH در بهبود روند حدف بور نقش بسزایی دارد. در چنین شرایطی، اسید بوریک به آنیون بورات تبدیل می­شود و بازده حذف بور تا 99% افزایش می­یابد(2). درادامه فرایندهای غشایی به طور کامل مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

 

 

 

 

شکل2- مقایر pK واکنش تعادل اسید بوریک و آنیونبورات بر اساس تابعی از دما و شوری آب(7)

 


منابع افزایش دهنده غلظت بور

 

در سال­های اخیر غلظت بور در سطح آب افزایش چشمگیری داشته است. از عوامل طبیعی این افزایش غلظت می­توان به فرسایش سنگ­ها، رسوبات ونمک­ها اشاره کرد.رسوبات طبیعی بور بیش­تر در نواحی ساحلی به چشم می­خورد، در این نواحی به دلیل تبخیر سریع این عنصر غلظت آن در آب باران بالاست. فعالیت­های صنعتی از دیگر عوامل مهم در افزایش غلظت بور می­باشد. نمک­های بور و بوریک اسید به صورت گسترده در شاخه­های مختلف صنعت مورد استفاده قرار می­گیرند. به همین علت غلظت بور در آب­های مناطق صنعتی و شهری به شدت رو به افزایش است، از این­رو حذف بور از آب مسأله حیاتی برای همه کشورهای توسعه یافته است(8،9).

اثرات  بور بر گیاهان

همان­طور اشاره شد، بور نقش مهمی در رشد و عملکرد گیاهان دارد. کمبود آن باعث اختلال در رشد بافت­های مریستمی، اختلال در تشکیل سلول­های طبیعی و همچنین تاخیر در واکنش­های آنزیمی می­شود. از دیگر نشانه­های کمبود بور در گیاهان که به وضوح قابل مشاهده است می­توان به توقف رشد ریشه و برگ، ضخیم شدن برگ، ترک خوردن پوست، جوانه­زنی ضعیف و کاهش جوانه زنی اشاره کرد(10،11). اگر میزان غلظت بور در گیاهان از مقدار مجاز خود تجاوز کند تبدیل به یک ماده سمی می­شود که زرد شدن برگ­ها، لکه­های روی میوه­ها و افتادن میوه­های نرسیده می­تواند از علایم آن باشد.  در بعضی موارد غلظت بالای بور منجر به خشک شدن کامل گیاه می­شود(12). بنابراین غلظت بور در آب مورد استفاده در آبیاری گیاهان باید کنترل شود. میزان مجاز بور در گیاهان بسته به نوع گیاه و نوع خاک بین  4-3/0 می­باشد. گیاهان متفاوت توانایی تحمل غلظت­های مختلفی از بور را دارا هستند به طورکلی گیاهان و محصولات کشاورزی به سه دسته تقسیم می­شوند(5).

1-    حساس، با قدرت تحمل بور با غلظت کم­تر از ppm1.

2-    نیمه حساس، با قدرت تحمل بور با غلظت ppm2-1.

3-    مقاوم، با قدرت تحمل بالاتر از ppm2.

اثرات  بور بر انسان­ها و حیوانات

مطالعات صورت گرفته بر روی حیوانات و انسان­ها، نشان دهنده تاثیر بور بر عملکرد اندام­های مختلف این جانداران می­باشد. به طور مثال بور بر روی متابولیسم مواد مغذی دیگر مانند کلسیم، مس و نیتروژن موثر است(13). کمبود بور باعث کاهش جذب عناصری مانند کلسیم، منیزیم و فسفر در بدن می­شود، اما اگر جاندار در مدت زمان طولانی مقدار زیادی بور را از طریق غذا و آب آشامیدنی جذب کند عوارضی مانند عفونت معده، کبد، کلیه و مغز در بدن ایجاد می­شود. افزایش غلظت بور در بدن، اندام­های تولید مثلی جانور نر را تحت تاثیر قرار داده و در جانور ماده، بارداری را با مشکل مواجه می­کند و ممکن است موجب تولد موجود ناقص­گردد(14).

تاریخچه استانداردهای بور در آب آشامیدنی

تا سال 1971 هیچ اشاره­ای به بور و سمیت آن توسط سازمان­ استاندارد جهانی در آب آشامیدنی نشده بود. سال 1984 در اسنادی که برای کیفیت آب منتشر شد، برای اولین بار به بور اشاره شد ولی هیچ محدودیتی برای آن در نظر گرفته نشد. در سال 1993 با مطالعاتی که در آزمایشگاه بر روی حیوانات انجام گرفت، آثار زیان­باری مشاهده شد که محققین را بر آن داشت تا غلظت 3/0 را در آب آشامیدنی توصیه کنند. از آنجایی که دست­یابی به این مقدار بور برای تاسیسات تصفیه آب بسیار مشکل بور سازمان بهداشت جهانی(WHO) در سال 1998تصمیم گرفت این مقدار را به 5/0 افزایش دهد. این غلظت استاندارد تا سال 2010 نیز برقرار بود. علاوه بر این طبق استاندارد US EPA[8]، مقدار جذب روزانه بور در بدن یک انسان بالغ باید چیزی در حدود  5/1باشد و هم­چنین برای کودکی با وزن 10 کیلوگرم، میزان مجاز بور در آب آشامیدنی طی ده روز،  9/0 است.

به کمک این استانداردها، غلظت مجاز بور در آب آشامیدنی، آبیاری و همچنین در فاضلاب تقریبا در سراسر جهان تنظیم شده است. با این حال، غلظت توصیه شده برای بور در کشورها و مناطق مختلف متفاوت است. غلظت حداکثر بور در آب آشامیدنی برای مناطق مختلف جهان در جدول زیر گزارش شده است (15).



جدول2- غلظت ­های مجاز بور در کشور­های مختلف

منطقه جغرافیایی

استرالیا

بریتانیا

کره جنوبی

ژاپن

ایالت مینهسوتا(امریکا)

ایالت فلوریدا(امریکا)

ایالت کالیفرنیا(امریکا)

نیوزلند

اسراییل

کانادا

عربستان

غلظت مجاز

بور

4

1

1

1

6/0

63/0

1

4/1

5/1

5

5/0

 


روش­های موثر بورزدایی وچالش­های پیش رو

 

مقادیر بالای بور در طبیعت و آب فاضلاب اهمیت تحقیق بر روی روش­های بور زدایی از محلول­های مایی را روشن می­سازد. متاسفانه هیچ روش ساده و مقرون به صرفه­ای برای این هدف وجود ندارد و از آنجا که بور به صورت ترکیبات شیمیایی مختلف و در غلظت­های گوناگون در طبیعت وجود دارد سختی این کار چندین برابر می­گردد. روش­های متداول رسوب، انعقاد و جذب در خاک رس که در تصفیه آب کاربرد دارند، در جذب و حذف بور موثر نیستند. استفاده از ترکیبات شیمیایی و بیولوژیکی نیز به دلیل حذف مقادیر بسیار کم بور، کارایی چندانی ندارد. در ادامه این مقاله در مورد روش­های موثر برای حدف بور ومقایسه آنها بحث خواهد شد.

روش­جذبی

یکی از روش­های کارامد برای حذف بور از محلول­های مایی،
استفاده از رزین­های کیلیت کننده است. رزین­های کیلیت کننده، شامل لیگاندهایی با گروه­های هیدروکسیل، آمین و کربوکسیل هستند که قدرت جذب انتخابی بسیارخوبی برای عنصر بور دارند. مولکول­های ترکیبات پلی­اکسید تمایل به برقراری پیوند با بور از طریق تشکیل استرهای بوریک اسید یا کمپلکس­های آنیونی بورات دارند. در این­گونه ترکیبات وجود آمین نوع سوم ضروری است زیرا در حین تشکیل کمپلکس توسط گروه­های هیدروکسیل، پروتون آزادی ایجاد می­گردد که می­بایست توسط گروه آمین جذب شود. بر اساس همین طرح، تحقیقات گسترده­ای بر روی رزین­های انتخاب­گر بور آغاز گردید. بیش­تر رزین­ها توسط اصلاح کوپلیمر استایرن و دی وینیل بنزن با N-methyl-D-glucamine (NMDG) سنتز شده­اند (شکل3) (16).

 

 

 

 


شکل3- رزین­های مورد استفاده برای حذف بور از محلول­های مایی با گروه­هایNMDG(15)

 


گروه­های عاملی این نوع رزین­ها از طریق پیوند کووالانسی و
تشکیل کمپلکس کوردیناسیونی بور را جذب می­کنند (شکل4) (17).

 

 

 

شکل4- مکانیزم پیوند بور با رزین کیلیت کننده NMDG(18)

 

 

در دو دهه اخیر مطالعاتی بر روی رزین­هایی که گروه­های عاملی متفاوتی از  NMDGداشته باشند، آغاز شده است. برای مثال رزینی از پلی استایرن و گروه­های گلایسیدیل و سوربیتول ساخته شده، که قدرت جذب نسبتا بالایی دارد(19). استفاده از پلیمرهای طبیعی در ساختار رزین­های کیلیت کننده برای اولین بار توسط اورلاندو انجام شد(20). اکثر پلیمرهای طبیعی در ساختار خود دارای گروه آمین هستند،که برای کمپلکس کردن بوریک اسید مورد نیاز است. ترکیبات جدیدی از اصلاح مشتقات پلیمرهای طبیعی سلولز و کیتوسان با NMDG  سنتز شده­اند که قابلیت بسیار بالایی را برای جذب و حذف بور دارا هستند(21).

روش­غشایی

دومین گروه از تکنولوژی­های مورد استفاده برای بورزدایی از آب، فرایندهای غشایی است. این روش بیش­تر برای نمک زدایی از آب دریا کاربرد دارد. به دلیل این­که در  فرایند­های غشایی  به سختی می­توان غلظت بور را به مقدار مجاز کاهش داد، یک یا چند مرحله به فرایند اصلی این روش اضافه می­گردد. در اغلب فرایندهای غشایی برای حذف مقادیر قابل ملاحظه­ای از بوریک اسید،لازم است pH تا حدود 10-11 بالا رود. در این شرایط بوریک اسید به بورات تبدیل می­شود. با بالا بردن pH، بازده حذف بور تا98% افرایش می­یابد(22). یکی از معایب بالا بردن pH در این روش، رسوب کردن هیدروکسید منیزیم و کلسیم بر روی سطح غشا و در نتیجه گرفتگی آن است. برای رفع این مشکل، آب حاوی بور را دو یا چند بار از غشا عبور داده، در مرحله اول pH تغییر نمی­یابد، بلکه pH آب خروجی از مرحله اول را تنظیم و افزایش می­دهند. برای عملکرد بهتر می­توان در مرحله دوم از رزین­های تبادل یونی و یا از روش الکترودیالیز استفاده کرد(23).

روش هیبریدی

این دسته از روش­ها، امکان جداسازی مواد سمی در مقادیر بسیارجزیی از آب را فراهم می­سازند. در این تکنیک ابتدا ماده مورد نظر بر روی سطوح و ذرات جاذب قرار گرفته و جذب می­شوند، سپس سطوح و ذرات جاذب به کار رفته توسط فیلتراسیون غشایی جداسازی می­گردند. تکنیک­های رایج این روش MEUF[9]، [10]PEUF، AMF[11] می­باشند(24). در سیستمPEUF ابتدا یون بورات بر روی پلیمرهای قابل انحلال در آب کمپلکس می­گردد و سپس توسط غشاهای UFجداسازی می­شود. PEUF هم چنین برای حذف دیگریون­های آلوده کننده محلول­های آبی مورد استفاده قرار می­گیرد. پلیمرهایی که برای حذف بور در این روش مورد استفاده قرار می­گیرند، با اتصال لیگاندهای مشابه قند به زنجیرهای پلیمری سنتز می­گردند. جهت بهبود بازده این تکنیک پارامترهایی نظیر نسبت پلیمر به بور، pH و وزن مولکولی پلیمر مورد بررسی قرار گرفته است. کارایی و سرعت بالا در حذف بور از مزایای تکنیکPEUF  و البته هزینه­های بالای آن از معایب آن می­باشد(25،26، 27).

در تکنیک AFM از ذرات جاذب میکروکروی و غشاهای میکروفیلتراسیون استفاده می­شودکه به دلیل بازده بالا و   قیمت پایین بهترین تکنیک روش هیبریدی است. در این روش نیز پارامترهایی مانند سایز ذرات و غلظت آن­ها مورد بررسی قرار می­گیرد(28).

6-4-دیگرروش­های نوین برای حذف بور

تکنولوژیElectrocoagulation  بر­اساس تولید الکتروشیمیایی واسطه­هایی است که آلودگی­ها را به روش خنثی­سازی بار حذف می­کنند. این تکنیک شامل سلی است با آند فلزی که از جریان مستقیم الکتریکی برای حذف بور تغذیه می­کند. این روش پیچیده­ نیست، زیرا به تجهیزات ساده­ای نیاز دارد. برای حذف بور به این روش مطالعاتی بر روی الکترودهای آهن، آلومینییوم و روی صورت گرفته است)29).

تکنولوژی Donnan Dialysis با استفاده از غشاهای تبادل یون  انجام می­گیرد. این روش بر اساس اختلاف پتانسیل دو قسمت جدا شده بوسیله غشاهای تبدیل یون، می­تواند یون بورات را از محلول­های­آبی جدا ­کند (30).

در روش Capacitive deionization method، حذف نمک­ها بعد از اعمال اختلاف پتانسیل بین دو الکترود سل، با جذب الکترواستاتیکی یون­ها بر روی اکترودها صورت می­گیرد. در حذف بور  به این روش ابتدا بوریک اسید در اکترود منفی تفکیک می­شود، سپس یون­های بورات در الکترود مثبت جذب الکتریکی می­شوند(31).

تقطیر غشایی، استخراج به کمک مایعات یونی و استفاده از امواج مایکرویو از روش­های نوین دیگری هستند که برای حدف بور کاربرد دارند (32، 33، 34).

نتیجه گیری

در این مقاله مشکلات مربوط به آلودگی عنصر بور در محیط زیست و مباحث مرتبط به حذف آن از محلول­های مایی مطرح شد. همان­طور که اشاره شد، سازمان بهداشت جهانی استانداردهایی را برای غلظت بور در آب اعلام کرده است، برای دست­یابی به این استانداردها مطالعات گسترده­ای بر روی مواد و روش­های نوین در جهت حذف بور از آب صورت گرفته است . یکی از روش­های موثر برای بور زدایی استفاده از لیگاندهای کیلیت کننده دارای گروه OH است، که قادرند با یون بورات کمپلکس تشکیل دهند.  پلیمرهای زنجیره­ای که در ساختار خود دارای گروه­های عاملی هستند که می­توانند با فلزات کمپلکس دهند نیز، به عنوان جاذب برای بور استفاده می­شوند. از روش­های ارزان جداسازی بور به سیستم­های هیبرید اشاره شد که ابتدا بور توسط مواد جاذب، جذب شده و سپس به کمک غشاهای فیلتراسیون حذف می­شود. برای استفاده از این سیستم در مقیاس­­های بزرگ­تر به جاذب­های مونودیسپرس نیاز داریم. مطالعه بر روی روش­های جدید دیگری برای بورزدایی مانند استفاده از دندیریمرها که پلیمرهای سه بعدی و در ابعاد نانو هستند، نیز در حال انجام است، که در آینده­ای نزدیک تجاری می­گردند.

منابع

  1. Sarkar, A.,Mao, X.,Russo, R, E., Advancing the analytical capabilities of laser ablation molecular isotopic spectrometry for boron isotopic analysis. Spectrochimica Acta Part B: Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2014; vol.92, pp. 42- 50.
  2. Hilal, N.,Kim,G, J., Somerfield, C., Boron removal from saline water: A comprehensive review. Desalination 2010; vol.273, pp.23-35.
  3. Sahin, S., A mathematical relationship for the explanation of ion exchange for boron adsorption. Desalination 2002; vol.143, pp.35-43.
  4. Kozlecki, T., Polowczyk, I., Adsorption of Boron by Minerals, Clays, and Soils, Boron Separation processes, 2015; vol.6, pp.147– 168.
  5. Tu, K, L., Ngheim, L, D., Chivas, A, R., Boron removal by reverse osmosis membranesin seawater desalination, Sep. Purif. Technol, 2010; vol.75, pp. 87 –101.
  6. Stumm, W, W., Morgan, J., Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters, 3rd Edition, John Wiley & Sons, London, 1995, 1040 pages.
  7. Edzwald, J, K., Haarhoff ,J., Seawater pretreatment for reverse osmosis: chemistry contaminants and coagulation, Water Res. 2011; vol. 45, pp. 5428– 5440.
  8. Wyness, A, J., Parkaman, R, H., Neal, C., A summary of boron surface water qualitydata throughout the European Union, Sci. Total Environ. 2003; vol. 314–316, pp.255-269.
  9. Melnyk, L., Goncharuk, V., Butnyk, I., Tsapiuk, E.,.Boron removal from natural and wastewaters using combined sorption membrane process, Desalination, 2005; vol.185, pp.147-157.
  10. Takano, J., Miwa, K., Fujiwara, T., Boron transport mechanisms: collaboration ofchannel and transports, Trends Plant Sci, 2008; vol.13, pp. 451– 457.
  11. Kabay, N., Yilmaz, I., Yamac, S., Yuksel, M., Yuksel, U., Yildirim, N., Aydogdu, O., Iwanaga, T., Hirowatari, K.,. Removal and recovery of boron from geothermal waste-water by selective ion-exchange resins II. Field tests, Desalination, 2004; vol. 167, pp. 427 –438.
  12. Kabay, N., Yilmaz, I., Bryjak, M., Yuksel, M., Removal of boron from aqueous solu-tions by hybrid ion exchange-membrane process, Desalination, 2006; vol.198, pp.158-165.
  13. Rainey, C, J., Nyquist, L. A., Christensen, R, E., Strong, P,L., Dwight Culver, B.,Coughlin, J,R.,. Daily boron intake from the American diet, J. Am. Diet. Assoc, 1999; vol. 99 , pp.335-340.
  14. Melnik, L. A., Butnik, I, A., Goncharuk, V, V., Sorption – membrane removal of boron compounds from natural and waste waters: ecological and economic aspects, J. Water Chem. Technol, 2008; vol. 30, pp.167 –179.
  15. Wolska, J., Bryjak, M., Method for boron removal from aqueous solutions, Desalination, 2013; vol. 310, pp. 18-24.
  16. Bicak, N., Bulutcu, N., Senkal, B,F., Gazi, M., Modi fication of crosslinked glycidylmethacrylate- based polymers for boron-specific column extraction, React. Funct. Polym, 2001; vol.47, pp. 175– 184.
  17. Bicak, N., Ozbelge, O., Yilmaz, L., Senkal, B,F., Crosslinked polymer gels for boronextraction derived from N -glucidol- N-methyl-2-hydroxypr opyl methacrylate, Macromol. Chem. Phys, 2000; vol. 201, pp. 577– 584.
  18. Marston, C., Busch, M., Prabhakaren, S., A boron selective resin for seawater desalination , in: Proceedings of Euro pean Desalination Socie ty Con ference on Desa-lination and the Environment, 2005, 5, 11 Santa Margerita Ligure, Italy.
  19. Bicak, N., Bulutcu, N., Senkal, B, F., Gazi, M., Modification of crosslinked glycidyl methacrylate- based polymers for boron-specific column extraction, React. Funct. Polym, 2001; vol. 47, pp. 175– 184.
  20. Orlando, U, S., Okuda, T., Nishijima, W., Chemical properties of anion exchangersprepared from waste natural materials, React. Funct. Polym, 2003; vol.55, pp. 311 – 318.
  21. Wei, Y, T., Zheng, Y, M.., Chen, J, P., Design and fabrication of an innovative and en-vironmental friendly adsorbent for boron removal, Water Res, 2011; vol. 45, pp. 2297-2305.
  22. Goncharuk,V,V., Babak, Yu, V., Melnik, L, A., Trachevskii, V, V., Removal of boron inthe course of pressure-driven demineralization, J. Water Chem. Technol, 2011; vol. 33, pp. 307-314.
  23. Hasson, D., Shemer, H., Brook, H., Zaslavschi, I., Semiat, R., Bartels, C., Wilf, M.,. Scalingpropensity of seawater in RO boron removal processes, J. Membr. Sci, 2011; vol. 384, PP.198-204.
  24. Bryjak, M., Duraj, I., Poź niak, G., Colloid-enhanced ultrafiltration in removal oftraces amounts of borates from water, Environ. Geochem. Health, 2010; vol. 32, PP. 275-277.
  25. Dilek, C., Őzbelge, H, O., Bicak, N., Yilmaz, L., Removal of boron from aqueous solutions by continuous polymer-enhanced ultrafi ltration with polyvinyl alcohol, Sep. Sci. Technol, 2002; vol. 37, PP. 1257– 1271.
  26. Smith, B, F., Robison, T, W., Carlson, B, J., Labouriau, A., Khalsa, G, R, K., Schroeder, N, C., Jarvinen, G, D., Lubeck, C, R., Folkert, S, L., Aguino, D, I., Boric acid recovery usingpolymer filtration: studies with alkyl monool, diol, and triol containingpolyethylenimine s, J. Appl. Polym. Sci, 2005; vol. 97, pp. 1590 – 1604.
  27. Doganay, C, O., Őzbelge, H, O., Bicak, N., Aydogan, N., Yilmaz, L., Use of specificallytailored chelating polymers for boron removal from aqueous solutions by polymer enhanced ultrafiltration, Sep. Sci. Technol, 2011; vol. 46, pp. 581–591.
  28. Koltuniewicz, A, B., Witek, A., Bezak, K., Efficiency of membrane sorption integrates processes, J. Membr. Sci, 2004; vol. 239, pp. 129–141.
  29. Vasudevan, S., Lakshmi, J., Sozhan, G., Electrochemically assisted coagulation forthe removal of boron from water using zinc anode, Desalination, 2013; vol. 310, pp. 122–129.
  30. Akretche, D, E., Kerdjoudj, H., Donnan dialysis of copper, gold and silver cyanides with various anion exchange membranes, Talanta, 2000. vol. 51, pp. 281–289.
  31. Avraham, A., Noked, M., Soffer, A., Aurbach, D., The feasibility of boron removalfrom water by capacitive deionization, Electrochim. Acta, 2011 vol. 56, pp. 6312–6317.
  32. Hou, D., Wang, J., Sun, X., Luan, Z., Zhao, Ch., Ren, X., Boron removal from aqueoussolution by direct contact membrane distillation, J. Hazard. Mater, 2010; vol. 177, pp. 613–619.
  33. Tsai, H, Ch., Lo, S, L., Boron removal and recovery from concentrated wastewaterusing a microwave hydrothermal method, J. Hazard. Mater, 2011; vol. 186, pp. 1431–1437.
  34. Fortuny, A., Coll, M. T., Sastre, A, M., Use of methyltrioctyl/decylammonium bis2,4,4-(trimethylpentyl)phosphinate ionic liquid (ALiCY IL) on the boron extractionin chloride media, Sep. Purif. Technol, 2012; vol. 90, pp. 151-159.


 



1- دکتری شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)

2- استادیار، دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران ، ایران.

3- دکتری شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.

[4]-World Health Organization

[5]- PhD in chemistry, Faculty of chemistry, Payam noor university, Tehran, Iran.

[6]- Professor Assistant, Faculty of chemistry, Payam noor university, Tehran, Iran.

[7]- PhD in chemistry, Faculty of chemistry, Payam noor university, Tehran, Iran.

[8]-United States Environmental Protection Agency

[9]-Micelle Enhanced Ultra Filtration

[10]-Polymer Enhanced Ultra FSiltration

[11]-Adsorption Membrane Filtration

  1. Sarkar, A.,Mao, X.,Russo, R, E., Advancing the analytical capabilities of laser ablation molecular isotopic spectrometry for boron isotopic analysis. Spectrochimica Acta Part B: Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2014; vol.92, pp. 42- 50.
  2. Hilal, N.,Kim,G, J., Somerfield, C., Boron removal from saline water: A comprehensive review. Desalination 2010; vol.273, pp.23-35.
  3. Sahin, S., A mathematical relationship for the explanation of ion exchange for boron adsorption. Desalination 2002; vol.143, pp.35-43.
  4. Kozlecki, T., Polowczyk, I., Adsorption of Boron by Minerals, Clays, and Soils, Boron Separation processes, 2015; vol.6, pp.147– 168.
  5. Tu, K, L., Ngheim, L, D., Chivas, A, R., Boron removal by reverse osmosis membranesin seawater desalination, Sep. Purif. Technol, 2010; vol.75, pp. 87 –101.
  6. Stumm, W, W., Morgan, J., Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters, 3rd Edition, John Wiley & Sons, London, 1995, 1040 pages.
  7. Edzwald, J, K., Haarhoff ,J., Seawater pretreatment for reverse osmosis: chemistry contaminants and coagulation, Water Res. 2011; vol. 45, pp. 5428– 5440.
  8. Wyness, A, J., Parkaman, R, H., Neal, C., A summary of boron surface water qualitydata throughout the European Union, Sci. Total Environ. 2003; vol. 314–316, pp.255-269.
  9. Melnyk, L., Goncharuk, V., Butnyk, I., Tsapiuk, E.,.Boron removal from natural and wastewaters using combined sorption membrane process, Desalination, 2005; vol.185, pp.147-157.
  10. Takano, J., Miwa, K., Fujiwara, T., Boron transport mechanisms: collaboration ofchannel and transports, Trends Plant Sci, 2008; vol.13, pp. 451– 457.
  11. Kabay, N., Yilmaz, I., Yamac, S., Yuksel, M., Yuksel, U., Yildirim, N., Aydogdu, O., Iwanaga, T., Hirowatari, K.,. Removal and recovery of boron from geothermal waste-water by selective ion-exchange resins II. Field tests, Desalination, 2004; vol. 167, pp. 427 –438.
  12. Kabay, N., Yilmaz, I., Bryjak, M., Yuksel, M., Removal of boron from aqueous solu-tions by hybrid ion exchange-membrane process, Desalination, 2006; vol.198, pp.158-165.
  13. Rainey, C, J., Nyquist, L. A., Christensen, R, E., Strong, P,L., Dwight Culver, B.,Coughlin, J,R.,. Daily boron intake from the American diet, J. Am. Diet. Assoc, 1999; vol. 99 , pp.335-340.
  14. Melnik, L. A., Butnik, I, A., Goncharuk, V, V., Sorption – membrane removal of boron compounds from natural and waste waters: ecological and economic aspects, J. Water Chem. Technol, 2008; vol. 30, pp.167 –179.
  15. Wolska, J., Bryjak, M., Method for boron removal from aqueous solutions, Desalination, 2013; vol. 310, pp. 18-24.
  16. Bicak, N., Bulutcu, N., Senkal, B,F., Gazi, M., Modi fication of crosslinked glycidylmethacrylate- based polymers for boron-specific column extraction, React. Funct. Polym, 2001; vol.47, pp. 175– 184.
  17. Bicak, N., Ozbelge, O., Yilmaz, L., Senkal, B,F., Crosslinked polymer gels for boronextraction derived from N -glucidol- N-methyl-2-hydroxypr opyl methacrylate, Macromol. Chem. Phys, 2000; vol. 201, pp. 577– 584.
  18. Marston, C., Busch, M., Prabhakaren, S., A boron selective resin for seawater desalination , in: Proceedings of Euro pean Desalination Socie ty Con ference on Desa-lination and the Environment, 2005, 5, 11 Santa Margerita Ligure, Italy.
  19. Bicak, N., Bulutcu, N., Senkal, B, F., Gazi, M., Modification of crosslinked glycidyl methacrylate- based polymers for boron-specific column extraction, React. Funct. Polym, 2001; vol. 47, pp. 175– 184.
  20. Orlando, U, S., Okuda, T., Nishijima, W., Chemical properties of anion exchangersprepared from waste natural materials, React. Funct. Polym, 2003; vol.55, pp. 311 – 318.
  21. Wei, Y, T., Zheng, Y, M.., Chen, J, P., Design and fabrication of an innovative and en-vironmental friendly adsorbent for boron removal, Water Res, 2011; vol. 45, pp. 2297-2305.
  22. Goncharuk,V,V., Babak, Yu, V., Melnik, L, A., Trachevskii, V, V., Removal of boron inthe course of pressure-driven demineralization, J. Water Chem. Technol, 2011; vol. 33, pp. 307-314.
  23. Hasson, D., Shemer, H., Brook, H., Zaslavschi, I., Semiat, R., Bartels, C., Wilf, M.,. Scalingpropensity of seawater in RO boron removal processes, J. Membr. Sci, 2011; vol. 384, PP.198-204.
  24. Bryjak, M., Duraj, I., Poź niak, G., Colloid-enhanced ultrafiltration in removal oftraces amounts of borates from water, Environ. Geochem. Health, 2010; vol. 32, PP. 275-277.
  25. Dilek, C., Őzbelge, H, O., Bicak, N., Yilmaz, L., Removal of boron from aqueous solutions by continuous polymer-enhanced ultrafi ltration with polyvinyl alcohol, Sep. Sci. Technol, 2002; vol. 37, PP. 1257– 1271.
  26. Smith, B, F., Robison, T, W., Carlson, B, J., Labouriau, A., Khalsa, G, R, K., Schroeder, N, C., Jarvinen, G, D., Lubeck, C, R., Folkert, S, L., Aguino, D, I., Boric acid recovery usingpolymer filtration: studies with alkyl monool, diol, and triol containingpolyethylenimine s, J. Appl. Polym. Sci, 2005; vol. 97, pp. 1590 – 1604.
  27. Doganay, C, O., Őzbelge, H, O., Bicak, N., Aydogan, N., Yilmaz, L., Use of specificallytailored chelating polymers for boron removal from aqueous solutions by polymer enhanced ultrafiltration, Sep. Sci. Technol, 2011; vol. 46, pp. 581–591.
  28. Koltuniewicz, A, B., Witek, A., Bezak, K., Efficiency of membrane sorption integrates processes, J. Membr. Sci, 2004; vol. 239, pp. 129–141.
  29. Vasudevan, S., Lakshmi, J., Sozhan, G., Electrochemically assisted coagulation forthe removal of boron from water using zinc anode, Desalination, 2013; vol. 310, pp. 122–129.
  30. Akretche, D, E., Kerdjoudj, H., Donnan dialysis of copper, gold and silver cyanides with various anion exchange membranes, Talanta, 2000. vol. 51, pp. 281–289.
  31. Avraham, A., Noked, M., Soffer, A., Aurbach, D., The feasibility of boron removalfrom water by capacitive deionization, Electrochim. Acta, 2011 vol. 56, pp. 6312–6317.
  32. Hou, D., Wang, J., Sun, X., Luan, Z., Zhao, Ch., Ren, X., Boron removal from aqueoussolution by direct contact membrane distillation, J. Hazard. Mater, 2010; vol. 177, pp. 613–619.
  33. Tsai, H, Ch., Lo, S, L., Boron removal and recovery from concentrated wastewaterusing a microwave hydrothermal method, J. Hazard. Mater, 2011; vol. 186, pp. 1431–1437.
  34. Fortuny, A., Coll, M. T., Sastre, A, M., Use of methyltrioctyl/decylammonium bis2,4,4-(trimethylpentyl)phosphinate ionic liquid (ALiCY IL) on the boron extractionin chloride media, Sep. Purif. Technol, 2012; vol. 90, pp. 151-159.