Examining the Kinetics and Equilibrium of Crystal Violet Dye Removal Using Olive Pomace as a Function of Time

Alhusein. M. Ezarzah; Khalil Salem Abulsba; Fouzi Hasan Bin Muhsin; Mohammed Abu Bakr Mohammed

doi:10.65420/sjphrt.v2i3.184

المؤلفون

الحسين عياد الزرزاح قسم الأحياء، كلية التربية قصر بن غشير، جامعة طرابلس، ليبيا المؤلف
خليل سالم ابوالأصباع قسم الأحياء، كلية العلوم الخمس، جامعة المرقب، ليبيا المؤلف
فوزي حسن بن محسن قسم الأحياء، كلية الآداب والعلوم مسلاتة، جامعة المرقب، ليبيا المؤلف
محمد أبوبكر محمد مستشفى الكويفية للأمراض الصدرية، بنغازي، ليبيا المؤلف

DOI:

https://doi.org/10.65420/sjphrt.v2i3.184

الكلمات المفتاحية:

تفل الزيتون، صبغة البنفسجي البلوري، الامتزاز الحيوي، متساويات الامتزاز الحراري، حركية التفاعل، المخلفات الزراعية، معالجة مياه الصرف الصحي

الملخص

تمثل الأصباغ الاصطناعية التي تصل إلى المسطحات المائية مشكلة بيئية متنامية، إذ يقاوم كثير منها التحلل الطبيعي ويبقى في الأنظمة المائية لفترات طويلة، ويُعد البنفسجي البلوري (Crystal violet)، وهو صبغة كاتيونية من عائلة ثلاثي فينيل ميثان (C₁₉H₁₆)، مستخدماً على نطاق واسع في صناعة النسيج وأحبار الطباعة والصبغ البيولوجي الطبي، وقد يشكّل خطراً بيئياً وصحياً حتى عند تركيزات منخفضة جداً. لذا أصبح تطوير مواد رخيصة ومتجددة وفعّالة لإزالته من المياه أولوية بحثية، تتناول هذه الدراسة مدى فعالية تفل الزيتون الجاف غير المُعالَج، وهو منتج ثانوي زراعي-صناعي متوفر بكثرة في منطقة البحر الأبيض المتوسط، في إزالة صبغة البنفسجي البلوري من المحلول المائي في ظل ظروف تجريبية دفعية (batch) بسيطة. في كل تجربة، تم خلط 1 غرام من تفل الزيتون الجاف مع 20 مل من محلول البنفسجي البلوري بتركيز 1×10⁻⁵ مولار، وحُفظ الخليط عند درجة حرارة 23 ± 2 درجة مئوية لفترات تلامس وصلت إلى 144 ساعة؛ وقيست كمية الصبغة المتبقية في المحلول طيفياً عند طول موجي 557.3 نانومتر، وهو الطول الموجي الأقصى للامتصاص. وقد دُرس سلوك التوازن باستخدام الصيغ الخطية لمتساويات الحرارة لانغموير وفرندليتش، بينما نُمذج معدل الامتصاص باستخدام معادلتي الرتبة الأولى الزائفة (PFO) والرتبة الثانية الزائفة (PSO) ومن بين المتساويتين الحراريتين، أعطى نموذج لانغموير التطابق الأقرب (R² = 0.9981) مع معامل فصل مناسب (RL = 0.3135)، بما يتوافق مع تكوّن طبقة أحادية على سطح متجانس الطاقة إلى حد كبير، في حين وصف نموذج فرندليتش البيانات أيضاً بشكل جيد نسبياً (R² = 0.9955). أما من ناحية الحركية، فقد عكست معادلة الرتبة الثانية الزائفة الاتجاه التجريبي بدقة أكبر (R² = 0.9998) مقارنة بمعادلة الرتبة الأولى الزائفة (R² = 0.9938)، مما يشير إلى أن الامتزاز الكيميائي، أي الترابط بين جزيئات الصبغة والمجموعات الوظيفية على سطح التفل، هو الخطوة المتحكمة في المعدل الإجمالي للعملية. بشكل عام، تُظهر هذه النتائج أن تفل الزيتون الخام غير المعالَج يؤدي أداءً جيداً كمادة ماصة حيوية رخيصة وصديقة للبيئة لإزالة صبغة البنفسجي البلوري، وأن تحويل هذا المخلف إلى مادة لمعالجة مياه الصرف الصحي يوفر وسيلة عملية للجمع بين الاستفادة من المخلفات الزراعية وأهداف الاقتصاد الحيوي الدائري.

المراجع

[1] J. Lin et al., "Environmental impacts and remediation of dye-containing wastewater," Nature Reviews Earth & Environment, vol. 4, no. 11, pp. 785-803, 2023.

[2] S. Mani and R. N. Bharagava, "Exposure to crystal violet, its toxic, genotoxic and carcinogenic effects on environment and its degradation and detoxification for environmental safety," Reviews of environmental contamination and toxicology volume 237, pp. 71-104, 2016.

[3] D. Mehta, P. N. Dave, and V. V. Kumar, "Toxic crystal violet dye removal by novel, eco-friendly seablite biochar–ferrite composite: adsorption isotherm, kinetics, and artificial neural network," RSC advances, vol. 15, no. 40, pp. 33189-33208, 2025.

[4] M. Yadav, N. Singh, Annu, S. A. Khan, C. J. Raorane, and D. K. Shin, "Recent advances in utilizing lignocellulosic biomass materials as adsorbents for textile dye removal: a comprehensive review," Polymers, vol. 16, no. 17, p. 2417, 2024.

[5] G. Enaime, S. Dababat, M. Wichern, and M. Lübken, "Olive mill wastes: From wastes to resources," Environmental Science and Pollution Research, vol. 31, no. 14, pp. 20853-20880, 2024.

[6] K. M. Elsherif, A. El-Dali, A. A. Alkarewi, and A. Mabrok, "Adsorption of crystal violet dye onto olive leaves powder: Equilibrium and kinetic studies," Chemistry International, vol. 7, no. 2, pp. 79-89, 2021.

[7] H. M. Youssef, S. M. El-Dafrawy, E. A. Badran, and M. M. El-Defrawy, "Adsorptive performance of chemically treated olive pomace for the removal of crystal violet from aqueous solutions: characterisation, optimisation, regeneration and isotherm studies," International Journal of Environmental Analytical Chemistry, vol. 102, no. 19, pp. 8019-8036, 2022.

[8] H. Grabi, W. Lemlikchi, F. Derridj, S. Lemlikchi, and M. Trari, "Efficient native biosorbent derived from agricultural waste precursor for anionic dye adsorption in synthetic wastewater," Biomass Conversion and Biorefinery, vol. 13, no. 1, pp. 171-188, 2023.

[9] R. Rai et al., "Acid-treated pomegranate peel; An efficient biosorbent for the excision of hexavalent chromium from wastewater," Heliyon, vol. 9, no. 5, 2023.

[10] D. E. AL-Mammar and R. A. Mohammed, "Study the Adsorption of Basic Violet 10 Dye onto Olive Kernels Powder as Adsorbent in Aqueous Solution," Iraqi Journal of Science, pp. 2188-2202, 2025.

[11] K. M. Elsherif, A. M. Alkherraz, H. Edwards, and B. Y. A. Mutawia, "Congo red dye adsorption on dry green pea husk: Effects of process parameters and modeling approaches," Environmental Health Engineering and Management Journal, vol. 11, no. 3, pp. 273-284, 2024.

[12] E. G. Contreras, B. E. Martinez, L. A. Sepúlveda, and C. L. Palma, "Kinetics of basic dye adsorption onto sphagnum magellanicum peat," Adsorption Science & Technology, vol. 25, no. 9, pp. 637-646, 2007.

[13] Y.-S. Ho and G. McKay, "Sorption of dye from aqueous solution by peat," Chemical engineering journal, vol. 70, no. 2, pp. 115-124, 1998.