نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

مدل سازی انتشار بو و راهکارهای حذف آن با استفاده از فناوری های نوین در آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سید مهدی هاشمی دولابی 1
غلامرضا نبی بیدهندی 2
محمدجواد امیری 3
مریم دانشفر 4
1 گروه برنامه‌ریزی محیط زیست، پردیس بین‌المللی ارس، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 استاد، گروه برنامه‌ریزی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 گروه برنامه‌ریزی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 دستیار تحقیقاتی گروه برنامه‌ریزی محیط زیست، پردیس بین‌المللی ارس، دانشگاه تهران، تهران، ایران
10.22125/iwe.2025.552175.1899
چکیده
حضور انواع باکتری‌ها و قارچ‌ها در آب موجب ایجاد بوی نامطبوع می‌شود. در این پژوهش، نانوکاتالیزگرهای فریتی به‌منظور حذف این میکروارگانیسم‌ها سنتز شدند. نانوذرات فریتی مختلف شامل CuFe₂O₄، CoFe₂O₄ و NiFe₂O₄ با استفاده از روش هم‌رسوبی تهیه گردیدند و ساختار آن‌ها مورد شناسایی و تأیید قرار گرفت. شناسایی ساختاری این نانوذرات با استفاده از روش‌های مختلفی همچون پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز عنصری (EDS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی فروسرخ (FTIR) و آنالیز سیرشدگی مغناطیسی (VSM) انجام شد. فعالیت آنتی‌باکتریال این نانوذرات علیه باکتری‌های E. coli (گرم منفی)و S. aureus (گرم مثبت) و نیز برخی قارچ‌ها مورد بررسی قرار گرفت. در میان نانوذرات مورد مطالعه، CuFe₂O₄ عملکرد آنتی‌باکتریایی بهتری از خود نشان داد. مقادیر حداقل غلظت بازدارنده (MIC) و حداقل غلظت کشنده (MBC) برای CuFe₂O₄ علیه باکتری E. coli به‌ترتیب ۴۰۰ و ۸۰۰ میکروگرم بر میلی‌لیتر بودند که کمترین مقادیر در بین نمونه‌ها محسوب می‌شوند. بنابراین، نانوذرات فریتی تهیه‌شده، ترکیباتی ایمن، مقرون‌به‌صرفه و پایدار هستند و قابلیت استفاده در کاربردهای قوی ضدباکتریایی را دارند.
کلیدواژه‌ها
نانوذرات فریتی
خاصیت آنتی باکتریال
کاتالیزگر ناهمگن
حذف بو
آب آشامیدنی
موضوعات

عنوان مقاله English

Modeling of Odor Dispersion and Elimination Strategies Using Advanced Technologies in Water Systems

نویسندگان English

Seyed Mehdi Hashemi Doulab 1
Gholamreza Nabi Bidhendi 2
Mohammad Javad Amiri 3
Maryam Daneshfar 4
1 Department of Environmental Planning, Aras International Campus, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Prof., Department of Environmental Planning, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Department of Environmental Planning, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.
4 Research assisstance, Department of Environmental Planning, Aras International Campus, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده English

The presence of various bacteria and fungi in water leads to the formation of unpleasant odors. In this study, ferrite nanocatalysts were synthesized to eliminate these microorganisms. Different ferrite nanoparticles, including CuFe₂O₄, CoFe₂O₄, and NiFe₂O₄, were prepared using the co-precipitation method, and their structures were identified and confirmed. Structural characterization of these nanoparticles was carried out using various techniques such as X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and vibrating sample magnetometry (VSM). The antibacterial activity of these nanoparticles was investigated against Escherichia coli (Gram-negative), Staphylococcus aureus (Gram-positive), as well as some fungi. Among the studied nanoparticles, CuFe₂O₄ exhibited the most effective antibacterial performance. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of CuFe₂O₄ against E. coli were 400 and 800 µg/mL, respectively—representing the lowest values among the tested samples. Therefore, the synthesized ferrite nanoparticles are safe, cost-effective, and stable compounds with strong potential for antibacterial applications.

کلیدواژه‌ها English

Ferrite Nanoparticles
Antibacterial Activity
Heterogeneous Catalyst
Odor Removal
Drinking Water
Aliero, A. S., Hasmoni, S. H., Haruna, A., Isah, M., Malek, N. A. N. N., & Zawawi, N. A. 2025. Bibliometric exploration of green synthesized silver nanoparticles for antibacterial activity. Emerging Contaminants, 11(1), 100411.
 
Brabers, V. A. 2007. Ferrimagnetic insulators. Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials.
 
Chernukha, A., Zirnik, G., Matveev, K., Boleiko, Y., Markin, T., Anannikov, E., Loshkarev, A., Gudkova, S., & Vinnik, D. 2025. Reverse micelle synthesis of metal oxides. Journal of Structural Chemistry, 66(3), 569-585.
 
Harraz, D. M., Lodaya, K. M., Tang, B. Y., & Surendranath, Y. 2025. Homogeneous-heterogeneous bifunctionality in Pd-catalyzed vinyl acetate synthesis. Science, 388(6742), eads7913.
 
Horta, A. C., Poças, A., Amaral, J. S., & Amorim, C. O. 2025. Fine-Tuning of Mn-Ferrite nanoparticle size using a Dual-Base coprecipitation method. Materials Science and Engineering: B, 314, 118058.
 
Ismael, M., & Wark, M. 2024. A simple sol–gel method for the synthesis of Pt co-catalyzed spinel-type CuFe2O4 for hydrogen production; the role of crystallinity and band gap energy. Fuel, 359, 130429.
 
Jasrotia, R., Prakash, J., Saddeek, Y. B., Alluhayb, A. H., Younis, A. M., Lakshmaiya, N., Prakash, C., Aly, K., Sillanpää, M., & Ismail, Y. A. 2025. Cobalt ferrites: Structural insights with potential applications in magnetics, dielectrics, and Catalysis. Coordination Chemistry Reviews, 522, 216198.
 
Kaur, N., Kaur, A., Pathak, L., Vyas, P., Singh, S., & Kaur, R. 2025. Antibacterial Potential of Titanium-Doped Zirconium Ferrite Nanoparticles. Ceramics International.
 
Kumar, S., Singhal, S., & Chanana, A. 2024. Employing the Microemulsion Synthesis Technique to Investigate the Structural and Magnetic Properties of Multicomponent Ferrite Nanoparticles. Crystal Research and Technology, 59(3), 2300269.
 
Latham, A. H., & Williams, M. E. 2008. Controlling transport and chemical functionality of magnetic nanoparticles. Accounts of chemical research, 41(3), 411-420.
 
Lu, A. H., Salabas, E. e. L., & Schüth, F. 2007. Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application. Angewandte Chemie International Edition, 46(8), 1222-1244.
 
Lu, A. H., Schmidt, W., Matoussevitch, N., Bönnemann, H., Spliethoff, B., Tesche, B., Bill, E., Kiefer, W., & Schüth, F. 2004. Nanoengineering of a magnetically separable hydrogenation catalyst. Angewandte Chemie, 116(33), 4403-4406.
 
Lu, H., Li, X., Li, G., Hong, X., & Tsang, S. C. E. 2025. Na-decorated binary spinel ferrite catalysts for the hydrogenation of CO 2 to olefins. Catalysis Science & Technology, 15(7), 2229-2237.
 
Mahal, A., Mahal, E., Al-Mutlaq, S., Daham, A. H., Sadiq, J. Z., Zinad, D. S., Alotaibi, H. F., & Mohapatra, R. K. 2024. Green synthesis and antimicrobial activity of copper nanoparticles (Cu-NPS) by Piper longum fruit extract. Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia, 38(6), 1653-1666.
 
Mamdooh, N. W., Ibrahim, I. M., & Al Rashid, S. N. (2025). Hydrothermal synthesis of spinel ferrite nanoparticles and study its effect on optical, structural and magnetic characterization. AIP Conference Proceedings,
 
Phor, L., Saini, S., Afzal, M., Meena, V., Singh, A., Kumar, A., & Chahal, S. 2025. Investigations on the structural, magnetic and spin interactions of Mn0. 5Zn0. 5ErxFe2-xO4 ferrites synthesized by co-precipitation method. Materials Science and Engineering: B, 317, 118234.
 
Ramesh, T., Madhavi, V., Rao, P. V., Vagdevi, K., Basavegowda, N., & Baek, K.-H. 2025. Impact of ultrasonic-assisted co-precipitation synthesis and ultrasonication duration on cobalt ferrite nanostructures: A comparative study of structural, morphological, optical and magnetic properties. Inorganic Chemistry Communications, 174, 114035.
 
Święch, D., Palumbo, G., Jabłoński, P., Gajewska, M., Golda, A., Kozieł, J., Mingo, B., Piergies, N., & Engelberg, D. L. 2025. Titanium coated with gold nanoparticles: a multifaceted investigation through electrochemical, spectroscopic, and biological approaches. Applied Surface Science, 164032.
 
Yancey-Gray, D., Nyamwihura, R., Arslan, Z., & Ogungbe, I. V. 2025. Antibacterial activities of copper, silver, and zinc-derived Nanoparticles and their capacity to enhance the antimicrobial activities of antibiotics. Current Nanoscience, 21(3), 423-456.
 
Zhang, Y., Wei, Z., Batuk, M., Hadermann, J., Filatov, A. S., Chang, J., Han, H., Abakumov, A. M., & V Dikarev, E. 2025. Lithium-rich, oxygen-deficient spinel obtained through low-temperature decomposition of heterometallic molecular precursor. Energy materials, 5(7), 1-16.