دانلود پایان نامه پهنه بندی آلودگی فلزات سنگین روی و کادمیوم در حوضه دریاچه

پایان نامه پهنه بندی آلودگی فلزات سنگین روی و کادمیوم در حوضه دریاچه پایان نامه پهنه بندی آلودگی فلزات سنگین روی و کادمیوم در حوضه دریاچه

دسته بندی	علوم پایه
فرمت فایل	doc
حجم فایل	3173 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	84

پایان نامه پهنه بندی آلودگی فلزات سنگین روی و کادمیوم در حوضه دریاچه

مقدمه

افزایش فعالیتهای صنعتی توأم با تولید آلاینده ها از جمله فلزات سنگین یکی از مشکلات جدی در حال گسترش پیش روی انسان عصر حاضر است. فلزات سنگین از نظر شیمیایی به فلزاتی با جرم اتمی و چگالی زیاد نسبت داده می شود.  برخی از این فلزات مانند کبالت، مس، آهن، منگنز، مولیبدن، نیکل و روی از عناصر ضروری برای رشد و متابولیسم طبیعی گیاهان بوده و در صورت افزایش غلظت به مقادیر بالای بهینه به راحتی می توانند منجر به مسمومیت شوند. دیگر فلزات سنگین از قبیل آرسنیک، کادمیوم، جیوه، سرب یا سلنیم برای گیاه ضروری نمی باشند (راسکیو، 2011). فلزات سنگین در حوزه های علمی مختلف دارای تعاریف مشخصی است. بطور مثال، درسنگ شناسی به فلزاتی این واژه اطلاق می گردد که با دی تیزون واکنش می دهند و به مفاهیمی چون سمیت و حضور پایدار در محیط زیست نیز استناد دارد (U EPA). در فرآیند میزان فلزات در اعضای بالاتر در زنجیره غذایی می تواند تا چندین برابر آنهایی که در آب یا هوا یافت می شوند، برسد و در نتیجه تهدیدی بر سلامتی گیاهان و جانورانی که از این مواد غذایی استفاده می کنند، محسوب می شود ( توکلی محمدی، 1390).

1-2 بیان مسأله

تأمین امنیت غذایی سالم جمعیت در حال رشد جهان با توجه به محدود بودن منابع زمین، به نحوی که کمترین تخریب بر محیط زیست آن بگذارد، یکی از امورات مهم به شمار می آید. افزایش فعالیتهای صنعتی توأم با تولید آلاینده ها از جمله فلزات سنگین یکی از مشکلات جدی در حال گسترش پیش روی انسان عصر حاضر است (ترابیان، 1381). خاک یکی از منابع مهم وارزشمند طبیعت است. خاک، خاستگاه هستی ومیراث بشر برای آیندگان است  بدون داشتن خاک سالم حیات و زندگی روی زمین امکان پذیر نخواهد بود.95% غذای انسان از زمین حاصل می شود. برنامه ریزی برای داشتن خاکی سالم و تولید کننده لازمه بقای انسان است ورود مواد، موجودات زنده یا انرژی به درون خاک سبب تغییر کیفیت خاک می شود. در طی فرآیند های شیمیایی، مواد معدنی و آلی دچار تجزیه وتغییر می شوند و در ضمن فرایند های فیزیکی، مواد حاصل  جا به جا شده و افقهای مختلف خاک را بوجود می آورند. خاک مخلوط پیچیده ای از مواد معدنی، آلی، هوا و موجودات زنده است. خاک یکی از محصولات محیط است که دایما در معرض تغییر و تحول قرار دارد. خاک همیشه و در همه حال در مناطق خشک به آهستگی و یا در مناطق مرطوب سریع توسعه می یابد (ریان، 1383). آلودگی خاک بر اثر فعالیت های مختلف صنعتی، تولیدی ایجاد می شود.این موارد وارد کننده آلودگی به محیط زیست را می توان بصورت زیر دسته بندی کرد: صنایع و کارخانجات، منابع خانگی و تولیدی، منابع کشاورزی، وسایل نقلیه موتوری و ساختمان سازی و جاده سازی (موحدی راد، 1385). بسیاری از فلزات سنگین بخصوص  روی و کادمیوم در مقادیر کم در خاک وآب یافت می شوند. این عناصر کمیاب در نتیجه هوادیدگی سنگها بطور طبیعی وارد محیط می شوند. آنها می توانند شسته شده و به آبهای سطحی یا زیر زمینی وارد شوند ویا توسط گیاهان جذب شوند، آنها می توانند به شکل گاز وارد اتمسفر شوند یا با اجزای خاک مثل رس یا ماده آلی پیوند برقرار کنند.رفتار فلزات سنگین در خاک از این لحاظ که می توانند سبب آلودگی آبهای زیر زمینی وسطحی شده و همچنین می توانند وارد زنجیره غذایی شوند، مهم است (نوروزی، 1385). فلزات سنگین به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی که بر موجودات زنده دارند، از اهمیت خاصی برخوردارند. این فلزات از طریق آب، هوا و خاک به واسطه­ی منابع مختلف طبیعی و مصنوعی به چرخه طبیعت وارد شده و اثرات کوتاه مدت و بلند مدت خطرناکی در آنها ایجاد می کنند (توکلی محمدی، 1390). این عناصر به دلیل تحرک کم به مرور در خاک انباشته می شوند و در نهایت باعث ورود آن ها به چرخه­ی غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر موجودات می شوند (دیانی، 1388). عناصر سنگین از منابع مختلفی می باشند ممکن است در نهایت به خاک سطحی برسند و سرنوشت بعدی آنها به خصوصیات فیزیک و شیمیایی آنها و خاک بستگی دارد. متغیرهای اصلی خاک که در تحرک آلاینده ها دخالت دارند عبارتند از: پتانسیل اکسیداسیون واحیا، ماده آلی، کانی رسی و کربناتها ونمک (پروبست، 2005). همچنین زمین آمار شاخه ای از علم آمار است که در آن مختصات داده ها مربوط به جامعه تحت بررسی و به تبع آن ساختار فضایی داده های مربوطه، مورد مطالعه قرار می گیرد. برتری این شاخه از آمار نسبت به شعبه کلاسیک آن فراشمولی آن است. اساس این شاخه از آمار بر تعریف وتوسعه روابط متغیر ناحیه ای بنا گردیده است. در بسیاری از روش های متداول آمار کلاسیک مانند تجزیه و تحلیل واریانس، موقعیت جغرافیایی و مکانی نمونه های محیطی، علاوه بر مقادیر تعیین شده خصوصیات مورد نظر می بایستی موقعیت جغرافیایی مشاهدات نیز بطور همزمان در نظر گرفته شود (حسنی، 1389). بنابراین برای نیل به اهداف توسعه پایدار جمع آوری اطلاعات پایه زیست محیطی برای منابع حیاتی از جمله خاک ضروری است. دریاچه نئور به عنوان یکی از مخازن مهم ذخیره ی آب کشاورزی از اهمیت زیادی برخوردار است و در طول چند سال اخیر تغییرات زیادی بر روی کیفیت آب آن انجام گرفته است. در این پژوهش تغییرات مکانی و پهنه ای غلظت این عناصر از آب داخل دریاچه خاک اطراف آن به منظور ارزیابی میزان آلودگی بررسی شد.

سؤالات تحقیق

1. تغییرات مکانی غلظت فلزات کادمیوم و روی آب، خاک و گیاه در حریم دریاچه نئور با اندازه گیری آزمایشگاهی وتحلیل آماری دارای چه روندی می باشد؟

1-4 فرضیه های تحقیق

1)           فرض می شود، رابطه ای بین کادمیوم و روی در خاک های مختلف، و خصوصیات خاک بصورت نظری وجود داشته باشد.

2)                 مقدار آلودگی فلزات سنگین کادمیوم و روی در فواصل مختلف از دریاچه تغییر می کند.

3)                 می توان با استفاده از روش زمین آمار روند تغییرات و انباشت فلزات روی و کادمیوم را در آب و خاک دریاچه نئورمورد مطالعه نمود

4)                 مقادیر کادمیوم و روی در خاک اطراف دریاچه نئور بالاتر از حد استاندارد است.

5)                 مقادیر کادمیوم و روی در آب دریاچه نئور بالاتر از حد استاندارد است.

1-5 اهداف تحقیق

1)                 تعیین مقادیر فلزات کادمیوم و روی در خاک و آب اطراف دریاچه نئور شهر اردبیل

2)                 بررسی تغییرات میزان آلودگی کادمیوم و روی در بازه ی زمانی ده ساله دریاچه نئور به منظور بررسی روند افزایش یا کاهش آلودگی

3)                 بررسی تغییرات آلودگی فلزات کادمیوم و روی در فواصل حریم دریاچه

4)                 ایجاد رابطه مدل های تجربی برای پیش گویی غلظت کادمیوم و روی در دریاچه نئور از آزمایشگاه اندازه گیری طیفی و آنالیز شیمیایی استفاده می شود.

بررسی تغییرات فلزات کادمیوم و روی در رسوبات آبراهه ها و مناطق مورفولوژی حوضه

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته محیط زیست و صنایع با عنوان نقش فلزات در محیط زیست

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته محیط زیست و صنایع با عنوان نقش فلزات در محیط زیست از آن جهت که امروزه پاکسازی و تصفیه فاضلاب‌ها و آبهای طبیعی از فلزات سنگین سمی و استفاده مجدد از پسابها برای مصارف صنعتی و کشاورزی مورد توجه فراوان قرار گرفته است

دسته بندی	کارشناسی ارشد
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1373 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	158

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته محیط زیست و صنایع با عنوان نقش فلزات در محیط زیست

 

چکیده:

با گسترش صنعت و پیشرفت صنایع، خطر آلودگی فلزات سنگین در طبیعت، روز به روز در حال افزایش است. از آن جهت که امروزه پاکسازی و تصفیه فاضلاب‌ها و آبهای طبیعی از فلزات سنگین سمی و استفاده مجدد از پسابها برای مصارف صنعتی و کشاورزی مورد توجه فراوان قرار گرفته است و به لحاظ آنکه روشهای معمول حذف فلزات سنگین نظیر ته‌نشینی، الکترولیز، جذب سطحی توسط کربن فعال، فرایند تبخیر و بستر سیال ماسه‌ای کارایی لازم را نداشته و هزینه بالایی دارد، استفاده از مواد و روشهای ارزان‌قیمت و پربازده جزء اولویت‌های واحدهای صنعتی بشمار می‌آید. یکی از روشهایی که امروزه بکار می‌‌رود تبادل یونی است. در تبادل یونی، یک ماده جامد طبیعی یا سنتز شده که توانایی ویژه‌ای در تبادل کاتیون‌های خود با فلزات دیگر از جمله عناصر سنگین دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه بدین منظور از زئولیتها که دارای حجم حفره کمتر و بازدهی کمتری می‌باشند، استفاده می‌شود. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که موادی مشابه با نام مزوپور با حجم حفره بزرگتر و راندمان بالاتر می‌تواند جایگزین مناسبی برای زئولیتها باشد. 

 

مزوپور عامل‌دار شدهSBA-15  یک ماده منظم است که دارای آرایش کانالهای شش‌وجهی دو بعدی با قاعده، سطح ویژه زیاد، سایز حفره یکسان (قطر 7 تا 10 نانومتر) و سطح قابل کنترل می‌باشد. در این تحقیق، توانایی SBA-15 عامل‌دارشده با گروههای دندریمری پلی‌آمید و آمینی G1 به عنوان یک فاز جامد استخراج‌کننده برای حذف یونهای Pb2+ و Zn2+ از آب و پساب بررسی شد. از اسپکتروفتومتری جذب‌اتمی ‌شعله‌ای برای تعین غلظت یونها در محلول زیر صافی و محلول بازیابی استفاده شد. اثر چندین متغیر همچون مقدار جاذب، زمان واکنش، pH  و اثر یونهای مزاحم در استخراج و بازیابی یونهای مذکور بررسی شد. در ادامه بر روی پارامترهای موثر بر نحوه عملکرد جاذب SBA-15 همچون فاکتور تغلیظ، ظرفیت جاذب، حد تشخیص و دقت روش، منحنی کالیبراسیون بررسیهایی صورت گرفت و در پایان نیز تمامی نتایج حاصله از آزمایشات بر روی یک نمونه حقیقی اعمال و نتایج قابل قبولی بدست آمد.  

 

 

کلمات کلیدی:

فلزات

مزوپورها

آلودگی فلزات سنگین

نقش فلزات در محیط زیست

 

 

مقدمه

حضور مقادیر هر چند ناچیز فلزات سنگین در آب از قبیل نیکل، مس، سرب، کادمیوم باعث بروز اثرات زیست‌محیطی فراوانی خواهد شد که پیشگیری از آنها امری کاملاً بدیهی می‌نماید. فلزات سنگین که با توجه به توسعه شهرنشینی و صنایع و افزایش میزان فاضلاب و پساب، تولید گردیده است، عمدتاً از طریق دفع نادرست و غیربهداشتی فاضلاب شهری و پساب صنعتی وارد محیط زیست می‌گردد. وجود فلزات سنگین مانند سرب، جیوه، روی، نیکل، کرم، کادمیوم و غیره در غلظت بیش از استاندارد در آب شرب باعث عوارض مختلف نظیر مسمومیت، حساسیت شدید، ضایعات کروموزومی، عقب افتادگی ذهنی، فراموشی، پارکینسن، سنگ‌کلیه، نرمی استخوان و انواع سرطان از جمله سرطان پروستات می‌گردد. یکی از کارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط خصوصاً آب با فلزات سنگین را به عنوان بزرگترین گناهی که بشر در طبیعت انجام می‌دهد ارزیابی نموده است(12). 

 

در کتب و مراجع گوناگون، تعاریف و تفسیرهای مختلفی از فلزات سنگین بعمل آمده است. علت اطلاق لفظ سنگین، وزن‌مخصوص بالاتر از 6 گرم بر سانتی‌مترمکعب می‌باشد که این فلزات دارا هستند. این فلزات دارای نقاط ذوب و جوش بسیار متفاوت می‌باشند بطوریکه در این گروه جیوه (Hg) پایین‌ترین نقطه‌جوش یعنی 78/38- درجه سانتی‌گراد و مولیبدن (Mo) بالاترین نقطه‌جوش معادل 4612 درجه سانتیگراد را دارا می‌باشد. اکسید فلزات سنگین، در جدول تناوبی، هر چه به طرف گازهای نادر پیش برویم، در طبیعت پایدارتر است. حضور برخی از این عناصر از نظر تغذیه حائز اهمیت می‌باشد در حالیکه در شرایط مشابه حضور برخی از آنها در بافت زنده مضر است. نیاز پستانداران به روی و مس به مراتب بیشتر از ید و سلنیوم می‌باشد. فلزات سنگین نظیر آهن، روی و مس برای تعداد زیادی از آنزیمهای فلزی در حکم یک کانون فعال هستند. با وجود اینکه این فلزات در غلظت‌های پایین در بدن یافت می‌شوند ولی اثر فوق‌العاده‌ای در بدن دارند. فلزات سنگین نظیر نقره(Ag)، کادمیوم(Cd)، قلع(Sn)، جیوه(Hg)، سرب(Pb) و همچنین فلزاتی که خاصیت الکترونگاتیویته زیادی دارند مانند مس، نیکل و کبالت میل ترکیبی شدیدی با گروه‌های آمین و سولفیدریل(SH) دارند. آنزیمها به وسیله این فلزات متلاشی شده و قدرت آنزیمی خود را از دست می‌دهند.

 

 

 

 

فهرست مطالب

چکیده 4

فصل اول:خواص و کاربرد فلزات نقره،سرب و روی 6

مقدمه 7

کاهش سمیت 8

1-2-اندازهگیری فلزات سنگین 10

1-3-روشهای حذف فلزات سنگین از آبها و فاضلاب 11

1-3-1-روشهای شیمیایی حذف فلزات سنگین 11

1-3-2-روشهای فیزیکی حذف فلزات سنگین 12

1-3-3-روشهای بیولوژیکی حذف فلزات سنگین 12

1-4-نقره 13

1-4-1-معرفی 13

1-4-2-تاریخچه 15

1-4-3-منابع 16

1-4-4-خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر نقره 18

26/1Å : شعاع یونی 19

الکترونگاتیوی:93/1 19

حالت اکسیداسیون: 1 19

3/11Kj/molگرمای فروپاشی : 19

58/250Kj/mol :گرمای تبخیر 19

0000000159/0Ohm. mمقاومت الکتریکی : 19

شکل الکترونی: s14d105 19

1-4-5-ترکیبات نقره 21

1-4-6-کمپلکس‌های نقره 22

1-4-7-کاربردها 23

1-4-8-تاثیرات نقره بر محیط زیست و سلامتی انسان 25

1-4-9-ایزوتوپ 27

نیمه عمر ایزوتوپها به صورت زیر می‌باشد: 27

1-5-سرب 30

1-5-1-معرفی 30

1-5-2-تاریخچـــــــه 31

1-5-3-منابع 32

1-5-4-خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر سرب 34

نام: Lead 34

علامت اختصاری:  Pb 34

شماره: 82 34

گروه شیمیایی: فلز ضعیف 34

گروه: 6 34

تناوب:  IVA 34

بلوک:    بلوک  p 34

جرم‌حجمی:  kg/m3 11340 34

سختی: 5/1 موهس 34

رنگ: سفید متمایل به آبی 34

1-5-5-گونه‌های آلاینده سرب 36

1-5-5-2- Pb4+ 37

1-5-6-ترکیبات آلی سرب 37

می‌شود. 38

1-5-7-کاربردها 38

1-5-11-تأثیرات سرب روی انسان 44

1-5-14-ایزوتوپهــــــــــــا 46

1-6-1-معرفی 48

1-6-2-تاریخچه 48

1-6-3-منابع 50

1-6-4-خصوصیات فیزیکی و شیمیایی روی 51

عدداتمی: 30 51

جرماتمی:  409/65 51

نقطهذوب: °C  73/419 51

نقطهجوش: °C  907 51

شعاعاتمی:  Å 53/1 51

ظرفیت: 2 51

رنگ: سفید مایل به آبی 51

حالت استاندارد: جامد 51

نام گروه: 12 51

انرژی یونیزاسیون:  Kj/mol  394/9 51

شکل الکترونی: 1s22s2p63s23 p63d 104s2 51

شعاعیونی:  Å  74/0 51

الکترونگاتیوی:  65/1 51

حالت اکسیداسیون:2 51

دانسیته: 13/7 51

گرمای فروپاشی:  Kj/mol 322/7 51

گرمای تبخیر:   Kj/mol 3/115 52

مقاومت الکتریکی:  Ohm m 00000005964/0 52

گرمای ویژه:J/g oK   39/0 52

دوره تناوبی: 4 52

شماره سطح انرژی: 4 52

اولین انرژی: 2 52

دومین انرژی: 8 52

سومین انرژی: 18 52

چهارمین انرژی: 2 52

1-6-5-ترکیبات 53

1-6-6-کاربردها 55

1-6-7- اثرات روی بر روی سلامتی انسان و محیط زیست 58

1-6-8-ایزوتوپها 59

 

فصل دوم:مزوپورهاوکاربردهای آنها 61

2-1-نانوتکنولوژی و نانومواد 61

2-2-ترکیبات نانومتخلخل 67

2-4-تاریخچه 74

2-5-ترکیبات نانومتخلخل مزوپوری 79

2-6-ترکیبات مزوپوری SBA-15 80

2-6-1-ساختار حفره  SBA-15 81

2-7-سیستمهای ناهمگن و بسترها 81

2-8-نانودندریمرها 82

2-8-1-ساختمان و نحوه سنتز نانودندریمرها 83

2-8-2-دندریمر پلیآمید و آمین PAMAM 84

2-8-3-سمیت و زیستسازگاری دندریمرها 85

2-9-سنتز و مکانیسم تشکیل مزوپورها 85

2-9-1-مکانیسم کلی 86

2-9-2-استفاده از قالب کوپلیمرهای غیر یونی در تهیه مواد مزوپور 87

2-9-3-تثبیت کمپلکسهای فلزات واسطه درون مزوپورها 94

2-9-4-مکانیزم قالبگیری کریستال مایع(LCT) یا تجمع میلههای سیلیکاتی 96

2-9-5-مکانیسم چروک خوردن لایه سیلیکاتی 97

2-9-6-مکانیسم جفت شدن دانسیته بار 98

2-9-8-مکانیسم بلور مایع سیلیکاتروپیک(SLC) 100

2-9-9-مسیر سنتز و مورفولوژی ذرات SBA-15 102

2-10-کاربردهای مزوپورها 104

2-10-1-نقش کاتالیزوری 104

2-10-2-کشتی در بطری 104

2-10-3-جذب و جداسازی 105

2-11-کلیات جذب‌اتمی 106

2-11-1-اصول 108

2-11-2-تجهیزات و دستگاه‌ها در جذب‌اتمی شعله 109

2-11-3-منبع تابش 111

2-11-4-اتم‌کننده‌ها در جذب‌اتمی 112

2-11-5-مراحل و فرایندهای تشکیل اتم در شعله 114

2-11-6-تکفام سازها یاانتخاب‌گرهای طول‌موج (MMED) 117

2-11-7-آشکارسازها 119

2-11-8-مزاحمتها در AAS 122

 

فصل سوم:بخش تجربی 126

3-1-مقدمه 127

3-2-مواد و دستگاه‌های مورد نیاز 127

3-2-1-تهیه محلولها و استانداردها 127

3-3-بررسی میزان جذب فلزات سنگین مختلف توسط جاذب 128

3-4-استخراج و بازیابی نمونه 129

3-5-بررسی پارامترهای موثر بر استخراج و بازیابی 129

3-6-بررسی اثر مقدار جاذب 130

3-7-بررسی زمان استخراج 132

3-9-بررسی مقدار و نوع محلول بازیابی کننده 136

3-10-تعیین ظرفیت جاذب برای جذب  Pb2+ وZn2+ وAg+ 136

3-11-کاربرد جاذب برای پیش تغلیظ 137

3-12-گستره خطی نمودار کالیبراسیون 137

3-13-فاکتور تغلیظ 138

3-14-حد تشخیص (LOD) 139

3-15-بررسی دقت روش 142

3-16-بررسی مزاحمت‌ها 143

3-17-حذف Pb2+ و Zn2+ و Ag+ در نمونه‌های پساب 144

 

فصل چهارم:بحث و نتیجه‌گیری 146

فهرست منابع 150