همبستگی آلودگی میکروپلاستیکها و عناصر با پتانسیل سمیت در آبهای سطحی جنوب غربی دریای خزر
دوره 11، شماره 92، تابستان 1405
https://doi.org/10.22034/envj.2025.520957.1498
فرشته حاجی آقایی قاضی محله، جاوید ایمانپور نمین
چکیده چکیده
آلودگی میکروپلاستیک و عناصر با پتانسیل سمیت در محیطهای آبی، تهدیدات زیستمحیطی قابل توجهی برای اکوسیستمهای دریایی و سلامت انسان ایجاد میکنند. هدف از این مطالعه، بررسی ارتباط میان آلودگی میکروپلاستیک و عناصر با پتانسیل سمیت در آبهای سطحی سواحل جنوب غربی دریای خزر بود. در این مطالعه، عناصر آرسنیک (As)، کادمیوم (Cd)، کبالت (Co)، کروم (Cr)، مس (Cu)، جیوه (Hg)، سرب (Pb) و روی (Zn) به دلیل پتانسیل سمیت، قابلیت تجمع زیستی و حضور گسترده در محیطهای آبی آلوده ناشی از فعالیتهای صنعتی، کشاورزی و شهری انتخاب شدند. به منظور دستیابی به این هدف، نمونهبرداری از سه ایستگاه منتخب شامل کیاشهر، انزلی و آستارا انجام شد. انتخاب این ایستگاهها به منظور بررسی توزیع و میزان آلودگی میکروپلاستیکها و عناصر با پتانسیل سمیت در این منطقه صورت گرفت. برای نمونهبرداری از میکروپلاستیکها در آبهای سطحی از یک تور پلانکتونگیر با چشمه 35/0 میلیمتر استفاده شد. این تور توسط یک قایق در عمق 25 سانتیمتر از سطح آب با سرعت ثابت 5 کیلومتر بر ساعت به مدت 5 دقیقه کشیده شد. در فرآیند جداسازی میکروپلاستیکها از نمونههای آب، ابتدا مواد آلی موجود با استفاده از پراکسیدهیدروژن (H2O2، 30%) هضم شدند. سپس برای تفکیک میکروپلاستیکها از سایر ذرات معلق، از روش شناورسازی در محلول اشباع NaCl بر اساس اختلاف چگالی استفاده شد. غلظت عناصر با پتانسیل سمیت با استفاده از دستگاه طیفسنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی (ICP-MS) اندازهگیری گردید. تحلیل دادهها با نرم افزار SPSS نسخه 27 و در سطح اطمینان 95% انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین میانگین غلظت عناصر در ایستگاههای کیاشهر و انزلی به ترتیب Cu>As>Hg و در ایستگاه آستارا به ترتیب As>Zn>Cu>Hg بود. ایستگاه انزلی با 50/5 ± 66/57 قطعه در متر مکعب، بیشترین فراوانی آلودگی میکروپلاستیکها را نشان داد. میکروپلاستیکهای استخراج شده در دو نوع رشتهای و قطعه و در شش رنگ مختلف شامل آبی، قهوهای، قرمز، شفاف، مشکی و سبز مشاهده شدند که در این میان، رنگ آبی با 78% فراوانی، غالبترین رنگ در میان میکروپلاستیکهای شناسایی شده بود. بیشترین فراوانی میکروپلاستیکها در اندازههای 4 تا 5 میلیمتر و بزرگتر از 5 میلیمتر مشاهده شد. طیفسنجی (FTIR-ATR)، چهار نوع پلیمر شامل پلیاتیلن، پلیپروپیلن، پلیاستر و پلیاستایرن را در نمونههای میکروپلاستیک شناسایی کرده و در میان آنها، پلیاتیلن با بیشترین فراوانی به عنوان پلیمر غالب مشخص شد. مقایسه غلظت عناصر با پتانسیل سمیت با استانداردهای جهانی نشان داد که میزان عناصر اندازهگیری شده در آبهای سطحی سواحل جنوب غربی دریای خزر در مجموع در محدوده استانداردهای تعیین شده قرار دارند. با این حال، غلظت جیوه در این منطقه، با توجه به ممنوعیت تخلیه این عنصر به اکوسیستمهای دریایی، بیش از حد مجاز استانداردهای زیستمحیطی و اصول مدیریت آلودگی است. این نتیجه نشاندهنده وجود آلودگی جیوه در آبهای ساحلی است که میتواند تاثیرات منفی و بلندمدت بر اکوسیستمهای دریایی و سلامت موجودات آبی به همراه داشته باشد. علاوه بر این، تحلیل همبستگی نشان داد که بین فراوانی میکروپلاستیکها و غلظت جیوه در ایستگاه کیاشهر همبستگی مثبت معنیداری وجود دارد. این یافتهها بیانگر نقش بالقوه میکروپلاستیکها در جذب و انتقال آلایندهها در محیطهای آبی هستند. به طور کلی، نتایج این مطالعه تاکید میکند که بررسی و مدیریت دقیقتر منابع آلاینده و ارزیابی خطرات ناشی از تجمع میکروپلاستیکها در سواحل دریای خزر ضروری است. این موضوع برای تدوین راهبردهای مدیریتی موثر جهت حفظ سلامت اکوسیستمها و کاهش آلودگیها، به ویژه در نواحی ساحلی که تحت تاثیر فعالیتهای انسانی قرار دارند، حیاتی است.
سنتز نانو جاذب مغناطیسی نیکل فریت به عنوان یک جاذب قابل بازیافت در حذف آلاینده آلی از محیط آبی
دوره 10، شماره 90، زمستان 1404، صفحه 81-93
https://doi.org/10.22034/envj.2025.523096.1502
زهرا ایازی، سیده بهاره عظیمی، زهرا منصف خوشحساب، معصومه عسگری
چکیده مقدمه: امروزه با توجه به کمبود آب و جایگاه ویژه آب در زندگی روزمره انسانها، معضل آلودگی منابع آبی یک مشکل زیست محیطی بسیار مهم میباشد. آلودگیها معمولاً ناشی از ورود آلایندههای مختلف به منابع آبی بهخصوص رودخانهها بوده که یک خطر جدی برای سلامت انسان و سایر موجودات زنده و خصوصاً آبزیان به شمار میرود. آلایندههای آلی به دلیل کاربرد زیادی که در صنایع مختلف دارند و همچنین به دلیل حلالیت بالای برخی از آنها در آب، جزء آلایندههای معمول آب بوده که عمدتاً سمی نیز میباشند. برای حذف ترکیبات آلی از آب، روشهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد که هر یک مزایا و معایبی دارد. یکی از فنون کارآمد برای تصفیه پساب و حذف آلایندهها، فرایند جذب سطحی است که به دلیل سهولت اجرا و هم چنین تنوع جاذبها و هزینه نسبی پایین، به طور ویژه جهت کاربردهای مقیاس وسیع، مورد توجه قرار گرفته است. یکی از چالشهای استفاده از فرآیند جذب سطحی جداسازی جاذب در انتهای فرآیند میباشد که امروزه استفاده از جاذبهای مغناطیسی راه حلی برای این چالش است. در تحقیق حاضر جداسازی و حذف رنگینه کریستال بنفش از محیطهای آبی با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی نیکل فریت (NiFe2O4) به عنوان جاذب مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روش: در این کار رنگ کریستال بنفش به عنوان یک آلاینده معمول رنگی استفاده شده و مواد شیمیایی، آمونیاک، نیترات نیکل، نیترات آهن برای سنتز نانو فریت نیکل استفاده شده است. به منظور مشخصهیابی نانوجاذب فریت نیکل از میکروسکوپ الکترونی عبوری، طیف سنج پراش اشعه ایکس، دستگاه تجزیه حرارتی و طیف سنجی مادون قرمز و برای اندازهگیری غلظت نمونهها از روش اسپکتروفوتومتر UV-Vis استفاده شده است. در این تحقیق، تأثیر پارامترهای مختلف نظیرpH ، غلظت اولیه رنگ، مقدار وزن جاذب و زمان تماس جاذب با محلول کریستال بنفش بر میزان جذب رنگ آزمایش شده است. نانوجاذب مغناطیسی مربوطه به روش همرسوبی سنتز شده و به منظور استفاده در فرایند مقدار مشخصی از آن را به محلول اضافه کرده و بعد از اتمام فرایند، نمونه برداری شده و جاذب مورد استفاده به راحتی با استفاده از آهنربا از محیط آبی جداسازی میشود.
نتایج: نتایج شناسایی جاذب نشان داد که جاذب سنتز شده ذرات نیکل فریت با خاصیت مغناطیسی بوده و ابعاد نانو ذرات سنتز شده بر اساس نتایج میکروسکوپ الکترونی عبوری و محاسبات دبای شرر حاصل از نتایج پراش اشعه ایکس، حدود 15 نانومتر میباشد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که برای غلظت اولیه رنگ به میزانmg/l 10 در 8pH= و مقدار جاذب 05/0 گرم در 50 میلیلیتر در زمان 90 دقیقه بازده حذف رنگ حدود 95 درصد به دست میآید.
بحث: ابعاد ذرات سنتز شده در محدوده نانومتری بوده که خاصیت جذب بالایی را برای جاذب محیا میکند. با توجه به نتایج بدست آمده، درصد حذف رنگ کریستال بنفش توسط جاذب مغناطیسی نیکل فریت به pH آب حساس بوده و حذف رنگ در محیط قلیایی بهتر از اسیدی است. نیکل فریت، جاذب مناسبی است که میتوان از آن برای حذف رنگ کریستال بنفش از آبهای آلوده استفاده کرد. از مزایای این روش، مغناطیسی بودن جاذب نیکل فریت است چرا که مغناطیسی بودن باعث میشود به آسانی جاذب را از محیط آبی توسط آهنربا جداسازی کرد.
وضعیت فیزیکوشیمیایی و سموم کشاورزی در آب، رسوب و ماهی کپور معمولی تالاب انزلی، استان گیلان، ایران
دوره 10، شماره 89، پاییز 1404، صفحه 38-57
https://doi.org/10.22034/envj.2025.506941.1473
سید قاسم قربانزاده زعفرانی، فرهاد حسینی طائفه، جلیل بادام فیروز، سیده بهاره عظیمی، سید کرامت هاشمی عنا
چکیده مقدمه: استفاده از سموم ارگانوکلره و ارگانوفسفره در سطح وسیع در زمینهای کشاورزی در استانهای شمالی ایران بسیار رایج است. با ورود سموم دفع آفات در آب، این سموم به راحتی در محیط انتشار مییابند و قابلیت تجمع زیستی در موجودات زنده را دارند. قرار گرفتن در معرض چنین آبهای آلودهای برای سلامتی انسان و موجودات زنده مضر است. در این مطالعه آخرین وضعیت اکولوژیک تالاب از نظر تغییرات پارامترهای فیزیکوشیمیایی و سموم کشاورزی پرمصرف در نمونههای آب، رسوب و ماهی در سه بخش غربی، میانی و شرقی تالاب انزلی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها: در این مطالعه نمونهبرداری از 10 ایستگاه در تالاب انزلی در بهار 1400 انجام شد. نمونههای آب از عمق یک متری، نمونههای رسوب با استفاده از نمونهبردار گرب ون وین و ماهیها با تورکشی جمعآوری شدند. برای اندازهگیری پارامترهای pH، هدایت الکتریکی (EC; Electrical conductivity) و کل مواد جامد محلول (TDS; Total dissolved solids) از دستگاه کیفیت سنج مولتیپارامتر آب و برای اندازهگیری اکسیژن محلول (DO; Dissolved oxygen)، میزان اکسیژن خواهی بیوشیمیایی (BOD; Biochemical oxygen demand) و میزان اکسیژنخواهی شیمیایی ((COD; Chemical oxygen demand به ترتیب از روش وینکلر و روشهای استاندارد استفاده شد. میزان آلدرین، دیلدرین، اندرین، دیازینون، مالاتیون و آزینفوس متیل در نمونهها با دستگاه کروماتوگرافی گازی طیفسنجی جرمی (GC-MS; Gas Chromatography–Mass Spectrometry) اندازهگیری شد. برای تحلیل آماری از آزمونهای آماری تک متغیره و چند متغیره از جمله تحلیل خوشهای (Cluster Analysis)، تحلیل مؤلفههای اصلی (PCA; Principal Component Analysis) و مقیاسبندی چند بعدی غیرمتریک (n-MDS; Non-Metric Multidimensional Scaling) استفاده شده است.
نتایج: در این مطالعه میانگین کل BOD، COD،DO و عمق در تالاب انزلی به ترتیب 26، 6/46، 09/4 (میلی گرم بر لیتر) و 2/1 متر بود. بیشینه مقدار شوری و EC در تالاب انزلی به ترتیب (ppt 84/3) و (mS/cm 8/6) در عمق (m 6/0) و در بخش میانی تالاب ثبت شده است. میانگین TDS در تالاب انزلی(g/L) 11/1 و میانگین کدورت (NTU) 3/57 بوده است. بیشینه مقدار شن در تالاب انزلی (67/69 درصد) در بخش میانی تالاب و بیشینه مقدار سیلت (50/37 درصد)، رس (25/32 درصد) و مقدار کل مواد آلی (41/12 درصد) در بخش غربی تالاب به ثبت رسید. میانگین غلظت سموم ارگانوکلره و ارگانوفسفره در آب در کل تالاب به ترتیب 3/1 و 7/0 میکروگرم در لیتر اندازهگیری شد ولی در نمونههای رسوب و عضله ماهی کپور معمولی قابل تشخیص نبود.
بحث: در مطالعه حاضر علت پایین بودن اکسیژن محلول و بالا بودن مقدار BOD و COD در بخش شرقی ممکن است به خاطر آلودگی رودخانه پیربازار و افزایش بار آلودگی ناشی از ورود فاضلاب میباشد. میزان pH آب نشاندهنده این است که pH یکنواخت و قلیایی در تالاب حاکم است. مقدار TDS در بخش میانی تالاب بیشتر بوده است که علت افزایش آن در برخی نقاط میتواند به فعالیتهای کشاورزی و فعالیتهای صنعتی و یا ذرات ناشی از لاشه فیتوپلانکتونها مرتبط باشد. با افزایش میزان مواد آلی و رس در بخش غربی تالاب، میزان ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC; Cation Exchange Capacity) هم افزایش یافته است. نتایج PCA در تالاب انزلی نشان داد که متغیرهای رسوب همانند پارامترهای آب میتوانند نقش زیادی در توضیح تغییرات سیستم اکولوژیک تالاب داشته باشد. نتایج آزمون خوشهای و n-MDS بر اساس شرایط فیزیکوشیمیایی محیطی، بیانگر تفاوت بین بخشهای مختلف تالاب انزلی میباشد و در مجموع این موضوع میتواند بازگوکننده تاثیر شرایط هیدرودینامیک و توپوگرافی خاص منطقه باشد. یکی از دلایل عدم حضور سموم ارگانوکلره و ارگانوفسفره در این مطالعه میتواند تحت تأثیر پارامترهای محیطی بهویژه pH باشد که قلیایی بوده و احتمالاً باعث حذف این سموم شده است.
تهیه بایوچار و استفاده از آن برای حذف نیتروفنول از محیط آبی به روش جذب سطحی
دوره 9، شماره 84، تابستان 1403، صفحه 69-81
https://doi.org/10.22034/envj.2024.458685.1382
سیده بهاره عظیمی
چکیده مقدمه: استفاده از جاذبهای طبیعی در تصفیه پساب یکی از روشهای کارآمد بوده که با توجه به در دسترس بودن مواد اولیه، هزینه فرآیند نیز به مقدار قابل توجهی کاهش مییابد. ترکیبات مختلف آلی و معدنی طبیعی میتواند به عنوان جاذب در این زمینه مورد استفاده قرار گیرد. آلودگی منابع آبی با ترکیبات آروماتیک یکی از مشکلات محیطزیستی میباشد که امروزه مورد توجه محققین قرار گرفته است. به طور کلی ترکیبات فنولی و مشتقات آن به دلیل ماهیت سمی و جهشزا، اثرات مضری بر موجودات زنده حتی در غلظتهای پایین دارند. با توجه به مطالعات انجام شده در این حوزه روش جذب سطحی با استفاده از بایوچار میتواند گزینه مناسبی برای حذف ترکیبات آروماتیک از محیط آبی باشد.
مواد و روشها: در این مطالعه، با توجه به تولید مقدار زیاد زیستتوده در کشور ایران، استفاده از این ترکیبات در تهیه بایوچار به عنوان جاذب و کاربرد آن برای حذف نیتروفنول از آب مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور کاه و کلش فضای سبز شهری به عنوان زیستتوده مورد استفاده قرار گرفته است. برای تهیه بایوچار از یک سیستم آزمایشگاهی که برای این کار طراحی و ساخته شده است، استفاده شد. بایوچار توسط در دمای °C 350 تهیه شده و بعد از شستشو و خشک کردن به عنوان جاذب مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی خصوصیات کلی بایوچار تهیه شده، آنالیزهای بررسی مورفولوژی سطح توسط آنالیز SEM، ویژگی شیمیایی سطح توسط آنالیز FTIR، مقدار فلزات سنگین روش MOOPAM با استفاده از اسپکتروسکوپی جذب اتمی و برای بررسی مساحت سطح ویژه، آنالیز BET انجام شد. همچنین فرآیند به روش آماری با استفاده از روش CCD مدل و بهینهسازی شده است.
نتایج: بررسی مشخصات بایوچار تهیه شده نشان داد که بایوچار تهیه شده دارای ساختارهای با ابعاد نانو بوده که منجر به افزایش سطح تماس خواهد شد. بر اساس نتایج آنالیز سطح ویژه بایوچار، مقدار m2/g 42/0، حجم تخلخل cm3/g 04/0 متوسط قطر حفرهها nm 76/361 به دست آمد. همچنین آنالیز فلزات سنگین در بایوچار تولیدی، نشان داد که مقادیر فلزات اندازهگیری شده در کمتر از محدوده مجاز حضور فلزات سنگین در بایوچار بر اساس استاندارد IBI میباشد. بعد از طراحی آزمایش و انجام آزمایشهای مربوطه، تحلیل آماری روی نتایج انجام شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که فرآیند با یک مدل درجه دوم به خوبی برازش شده و از دقت خوبی برخوردار میباشد. بر اساس پیشبینی مدل، این جاذب بعد از 60 دقیقه از انجام فرآیند توانایی حذف حدود 8/84 درصد از نیتروفنول با غلظت اولیه ppm 2/16، در 2/4 pH= با استفاده از 12/47 میلی گرم از جاذب در 100 میلیلیتر محلول را دارد. برای تأیید عملکرد صحیح مدل، فرآیند در شرایط بهینه به صورت تجربی بررسی شد که بازده حذف میانگین، مقدار 7/82% به دست آمد.
بحث: با توجه به نتایج به دست آمده بایوچار به عنوان یک ماده طبیعی قابلیت استفاده به عنوان جاذب برای حذف ترکیبات نیتروآروماتیک را دارد. استفاده از بایوچار در تصفیه پساب، از یکسو هدف تصفیه پساب را فرآهم کرده و از طرف دیگر منجر به مدیریت و استفاده بهینه از پسماندهای گیاهی شده است.
بررسی اثرگذاری دستگاه مکانیزه ضدعفونی کننده آب با استفاده از اشعه فرابنفش بر آب خروجی مزرعه پرورش ماهی قزل آلای رنگینکمان
دوره 8، شماره 81، پاییز 1402، صفحه 30-43
https://doi.org/10.22034/envj.2023.401372.1300
رسول زمانی احمدمحمودی، اسماعیل پیرعلی خیرآبادی، حسین رحیمی پردنجانی
چکیده مقدمه: آبزیپروری شامل تکثیر و پرورش گیاهان آبزی، جانوران و سایر موجودات برای اهداف تجاری، تفریحی و علمی میباشد که امروزه توجه زیادی را به خود جلب کرده است. با اینحال، توسعهی کنترل نشدهی آن مانند هر فعالیت تولیدی دیگر اثرات مخربی بر محیطزیست داشته و لذا حذف آلایندههای آب امری مهم محسوب میگردد. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثرگذاری دستگاه مکانیزه ضدعفونیکننده آب با استفاده از اشعه فرابنفش (UV) با دوزهای مختلف بر کاهش میکروارگانیسمهای آب خروجی مزارع پرورش ماهی قزلآلای رنگینکمان بود. همچنین کارایی این دستگاه در غیرفعال کردن پاتوژنها، در دبیها و میزان کدورتهای مختلف آب مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها: مکان اجرای طرح مورد مطالعه در یک مزرعه پرورش ماهی قزلآلای رنگینکمان با ظرفیت 30 تن واقع در شهرستان کیار در 30 کیلومتری مرکز استان چهارمحال و بختیاری بود. دستگاه UV با دوزهای مختلف (60، 120، 180 و 240 mW/cm2 milliwatt- = joule) روی آب خروجی کارگاه پرورش ماهی، با کدورتها و دبیهای مختلف (5/2، 5، 10، 15، 20 و 25 لیتر بر ثانیه) تابیده شد. سپس نمونهبرداری از آب کارگاه قبل و بعد از نصب دستگاه گندزدایی UV انجام شد. میانگین شمارش کلیفرم کل و کلیفرم مدفوعی، قارچ و مخمر هر کدام با سه تکرار محاسبه شد. به منظور بررسی تغییرات درصد حذف میکروارگانیسمها در دوزهای مختلف UV از رگرسیون پروبیت (Probit) در محیط نرمافزار SPSS در سطح آماری 001/0 استفاده شد. رسم نمودارها با استفاده از نرمافزار Microsoft Excel 2016 انجام گرفت.
نتایج: نتایج نشان داد که افزایش دبی آب و کدورت آب، باعث کاهش راندمان حذف میکروارگانیسمهای هدف میشود. همچنین با افزایش دوزUV، درصد حذف کلیفرم کل، کلیفرم مدفوعی، قارچ و مخمر افزایش پیدا میکند بهطوریکه در دوز mJ/cm256 میزان کلی فرم کل، کلیفرم مدفوعی، قارچ و مخمر بهترتیب 7/1، 2/3، 7/0 و 86/0 log کاهش یافت درحالیکه در دوزهای mJ/cm2 185و 167 تراکم کلیفرم کل و مدفوعی 23 برابر و تراکم کلنیهای قارچ و مخمر بین 7/0 تا 6/1 log کاهش پیدا کرد. در دوز حدود mJ/cm2 100 الی 120 تقریباً حذف کامل کلیفرم کل، کلیفرم مدفوعی و قارچها صورت گرفت، ولی برای حذف کامل مخمرها بسته به میزان دبی آب و کدورت آب، بهطور قابل ملاحظهای به دوزهای بیشتری از اشعه UV احتیاج است (تا حداکثر mJ/cm2 240). همچنین نتایج رگرسیون پروبیت نشان داد در دوز mJ/cm2 50/40، mJ/cm22/20، mJ/cm2 31/30، و mJ/cm2 36/14 به ترتیب پنجاه درصد جمعیت مخمر (001/0 P<،16Z=)، قارچ (001/0 P<،5/13Z=)، کلیفرم مدفوعی (001/0P<،77/22 Z=) و کلیفرم کل (001/0 P<، 8/6Z=) حذف خواهد شد.
بحث: بهطور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که در دوز mJ/cm2 20 حذف تدریجی میکروارگانیسمها شروع میشود و در دوزهای بالاتر ازmJ/cm2 120 از شدت حذف میکروارگانیسمها کاسته میشود. بنابراین تابش دوزهای اشعه فرابنفش متناسب با کیفیت آب مزارع پرورش ماهیان، میتواند باعث حفظ سلامت سیستم و به تبع آن افزایش بهرهوری گردد. اطلاعات بهدست آمده از این طرح میتواند برای سیستمهای تجاری تصفیه آب و سیستمهای مداربسته آبزیان مفید باشد. مطالعات بیشتری برای کارائی حذف ویروسها در آب توسط اشعه فراینفش نیاز است. احداث حوضچه رسوبگیر و فیلتر کردن آب با روشهای مختلف مانند استفاده از فیلترهای شنی قبل از استفاده از اشعه فرابنفش بهمنظور کاهش بار ذرات معلق در آب و افزایش کارآیی دستگاه ضدعفونیکننده پیشنهاد میشود.
کاربرد کامپوزیت های آهن، آلومینیوم و مس برای حذف غلظت بالای کروم در آب
دوره 8، شماره 79، بهار 1402، صفحه 66-78
https://doi.org/10.22034/envj.2023.389609.1284
مائده پریچهره، فردین صادق زاده، بهی جلیلی، محمدعلی بهمنیار، عبدالوحید سامسوری
چکیده مقدمه: افزایش صنایع مختلف و رشد روزافزون جمعیت کره زمین سبب ایجاد انواع آلودگی در محیط زیست شده است. یکی از مهمترین آلاینده های موجود در آب که دارای خطرات متعددی بر سلامت انسان و موجودات زنده و خطرات مهم محیط زیستی است، ترکیبات آنیونی در غلظت بالا می باشد. فلزسنگین کروم یکی از این آلاینده هاست که موجب ایجاد آلودگی در محیط زیست شده و خطرات متعددی برای سلامت انسان و سایر موجودات زنده به همراه دارد. روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب مورد ارزیابی قرار گرفتهاند که اغلب شامل فرآیندهای شیمیایی یا انرژی بر است. لذا اصلاح این منابع با کمک جاذب های مقرون به صرفه و با صرف انرژی کم حائز اهمیت است. مطالعات گذشته نشان می دهند که بایوچار، بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت های کربن- فلز کارایی بالایی در حذف آلاینده کروم با غلظت 20 میلیگرم در لیتر از آب دارند ولی تاکنون تأثیر این جاذب ها بر حذف این آلایندهی آنیونی در غلظت های بالا مورد بررسی قرار نگرفته است.
مواد و روش ها: در این پژوهش کارایی جاذب های مختلف (بایوچار، بایوچار دارای پوشش مس، بایوچار دارای پوشش آلومینیوم، بایوچار دارای پوشش آهن، کامپوزیت بایوچار- مس، کامپوزیت بایوچار- آلومینیوم و کامپوزیت بایوچار- آهن) بر حذف کروم با غلظت 300 میلی گرم در لیتر از آب مورد بررسی قرار گرفت. بایوچارهای دارای پوشش فلز از ترکیب فلزات (مس، آهن و آلومینیوم) با غلظت 10000 میلی گرم بر کیلوگرم با بایوچار تولید شده در دمای 600 درجهی سانتی گراد و کامپوزیت های بایوچار- فلز مختلف از ترکیب این فلزات با کاه برنج و سپس حرارت دهی نمونه ها در دمای 600 درجهی سانتیگراد تهیه شدند. به منظور تعیین کارایی جاذب ها، 5/0 گرم از هر جاذب با 40 میلی لیتر محلول کروم با غلظت 300 میلی گرم بر لیتر و 6= pH ترکیب شده و به مدت سه ساعت تکان داده شدند تا به تعادل رسیدند. سپس نمونه ها برای مدت 5 دقیقه با دور rpm 6000 سانتریفیوژ شده و فیلتراسیون، غلظت نهایی آلاینده قرائت شد و درصد حذف کروم محاسبه گردید.
نتایج: نتایج پژوهش حاضر نشان میدهد که تمامی جاذب های مورد استفاده، در حذف غلظت بالای کروم از آب مؤثر بودند. کمترین میزان حذف این آلاینده مربوط به نمونه بایوچار بود که تنها توانست 28/15 درصد از این آلاینده را از آب حذف نماید و بیشترین میزان حذف با استفاده از کامپوزیت بایوچار- آهن حاصل شد، که این جاذب 45/44 درصد از آلاینده را از محلول آبی حذف کرد. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش مشاهده می شود که بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت های بایوچار- فلز نسبت به جاذب بایوچار دارای کارایی بهتری در حذف کروم از آب میباشند. به طور مثال، کامپوزیت بایوچار- آهن و بایوچار دارای پوشش آهن توانستند به ترتیب 45/44 و 867/30 درصد از آلایندهی کروم را از محلول آبی حذف کنند در حالی که بایوچار کاه برنج تنها قادر به حذف 28/15 درصد از این آلاینده از آب بود.
بحث: نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که بایوچار پوششدار شده با آهن و کامپوزیت بایوچار- آهن، نسبت به سایر نمونه های دارای پوشش سطحی و کامپوزیت های بایوچار-فلز دارای توانایی بیشتری در حذف آلاینده کروم از محلول آبی بوده است و توانسته است موفقتر عمل کند. بنابراین کاربرد این جاذب ها می تواند در اصلاح آب آلوده به این آلاینده مؤثر باشد.
اثرات مخرب کودهای شیمیایی بر طبیعت و موجودات زنده
دوره 5، شماره 70، زمستان 1399، صفحه 61-68
https://doi.org/10.22034/envj.2021.181319
محمد ابراهیم فراشیانی، مرضیه علینژاد، سیده معصومه زمانی
چکیده رشد سریع جمعیت، نیاز به تولیدات کشاورزی و مواد غذایی را افزایش داده و زمینه توسعه فعالیتهای کشاورزی را فراهم کرده است. با توجه به محدود بودن زمین جهت کشت، نیاز روز افزون به مواد غذایی تنها با دستیابی به حداکثر بهرهوری در واحد سطح و افزایش کیفیت محصول امکانپذیر خواهد بود. کاربرد کودهای شیمیایی و آفتکشها و همچنین آبیاری از جمله روشهای مؤثر در جهت افزایش تولید و بهرهوری محصولات کشاورزی هستند که در این میان، استفاده از کودهای شیمیایی همواره یکی از اولویتهای بسیار مهم در بهبود فعالیتهای کشاورزی تولیدکنندگان این محصولات بوده است. کشاورزان کاربرد این نهادههای شیمیایی را عامل افزایش عملکرد محصول، بهبود حاصلخیزی خاک و افزایش درآمد خود میدانند. مطالعات اخیر نشان دادهاند که مصرف بیش از اندازه و بیموقع کودها اثرات نامطلوب متعددی بر محیطزیست و سلامت انسان دارد. از جمله این اثرات میتوان به شستشو و جابهجایی ترکیبات لایههای مختلف خاک، آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی، تجمع فلزات سنگین و نیترات، افزایش خوراک تالابها، آلودگی هوا و تجمع گازهای نیتروژن، سولفور و تولید گازهای گلخانهای، گرم شدن زمین، از بین رفتن لایه ازن و اسیدی شدن باران و تجمع مواد شیمیایی در بافتهای گیاهی، جانوری و انسانی اشاره کرد. هدف از این بررسی مشخص نمودن اثرات محیطی و زیستی ناشی از کاربرد نادرست کودهای شیمیایی و ارائه راهکار عملی در جهت کاهش مصرف و آلودگیهای محیطزیستی است.
بررسی سیل 12 فروردین ماه حوضه آبریز کشکان در استان لرستان و ارائه راهکارها
دوره 5، شماره 67، بهار 1399، صفحه 17-30
https://doi.org/10.22034/envj.2020.181143
مهدی مهدی نسب
چکیده همواره طغیان آب و سرازیر شدن آن به اماکن مسکونی، از جمله حوادث طبیعی شایع در ایران پس از زلزله است که حیات بشر را به مخاطره می اندازد. بین سال های 2000 تا 2008 تقریباً 99 میلیون انسان در سال توسط سیلاب در جهان تحت تأثیر قرار گرفته اند. حوضه آبریز رودخانه کشکان با 8 زیر حوضه به وسعت 66/9275 کیلومتر مربع، در مجموع 4/22 درصد از کل حوضه کرخه را شامل می شود، این رودخانه با طول 290 کیلومتر و شیب 26 درصدی پرشیبترین و سیلخیزترین زیر حوضه کرخه است. نتایج تحلیل های آماری بر داده های دبی لحظه ای حوضه کشکان نشان داد که از سال 1342 تا 1398 تعداد 58 سیلاب با میانگین دبی لحظه ای 78/1062 متر مکعب حادث شده است از نظر پراکنش زمانی تعداد 65 درصد سیلاب ها در ماه های اسفند، فروردین و اردیبهشت و ازلحاظ میزان دبی 36 درصد سیلاب ها دبی آن ها بیش از 1000 متر مکعب میباشد. از نظر فراوانی وقوع سیلاب دهه 1398- 1390 با 19 درصد سیلاب بیشترین فراوانی را دارا و از نظر دامنه بزرگی سیلاب حدود 14 درصد سیلابها شدید، 22 درصد متوسط و 64 درصد در رنج سیلاب کوچک قرار داشته اند.
براساس توزیع گمبل در 200 سال یکبار با احتمال وقوع 995/0 درصد سیلابی با دبی لحظه ای 77/4489 متر مکعب با تلرانس 06/535 متر مکعب در حوضه کشکان حادث می گردد. بر اثر سیل 12 فروردین ماه تعداد 14 نفر جان خود را از دست دادند و میزان خسارت در حدود 4/10301 میلیارد تومان برآورد گردید. عمده دلایل وقوع سیلابی با دبی لحظه ای 6000 متر مکعب در ثانیه در حوضه کشکان را می توان به وقوع بارش با میانگین 3/112 میلیمتر در روز 12 فروردین و 5/321 میلیمتری به مدت 9 روز از 4 تا 12 فروردین در سطح حوضه کشکان، حادث شدن سیلی با دبی لحظه ای 3350 متر مکعب در مورخه 5 فروردین 1398، نبود سد مخزنی ذخیرهای قابل ملاحظه برای مهار سیلاب، تأثیر پل بابازید به عنوان سد و جمع شدن رواناب در پشت پل تا شعاع 5 کیلومتری و رسیدن رمپ پل به نقطه شکست و درنتیجه افزایش مقدار و سرعت جریان دبی سیلابی به سمت شهر پلدختر، کاهش بستر رودخانه بین 1 تا 13 متر در بازسازی دیواره ساحلی بعد از سیل 15 بهمن 1384 در نتیجه کاهش ظرفیت آبگذری رودخانه کشکان در شهر پلدختر هنگام سیل را می توان اشاره کرد.