جستجو در سایت :   

عنوان:آلودگی خاک به فلزات سنگین

 

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فصل اول

مقدمه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول: مقدمه

  • اظهار مساله

آلودگی خاک به فلزات سنگین، فلزاتی که جرم مخصوص آنها بیش از 6 می باشد (آلووی[1]، 1990)، یکی ازمعضلات زیست محیطی عصر حاضر می­باشد، زیرا که تجمع زیاد و طولانی مدت این فلزات درآب و خاک، امکان انتقال آنها را به زنجیره­های غذایی بشر و حیوان فراهم می­آورد (کانینگهام و همکاران[2]، 1975).

فلزات سنگین از طریق فرآیند­های خاکسازی یا فعالیتهای انسانی وارد خاک می­شوند (ایوقبو و همکاران[3]، 2005). استخراج و ذوب فلزات، تخلیه فاضلاب­های شهری و صنعتی و مصرف لجن آنها به عنوان کود، کاربرد کودهای شیمیایی و آفت کش­ها در کشاورزی مانند اصلی­ترین منابع انسانی آلودگی فلزات سنگین در خاک می­باشند (رایسویک و همکاران[4]، 2009). فلزات سنگین برخلاف آلودگی­های آلی، بعد از ورود به خاک با تجزیه­های شیمیایی و میکروبی از بین نرفته و برای مدت طولانی حضور دارند (آدریانو و همکاران[5]، 2004). این فلزات باعث کاهش فعالیت­های آنزیمی و تخریب ساختمان پروتئینی و در نتیجه باعث کاهش رشد گیاهان می­گردند (ویگ و همکاران[6]،2003).

1-2 کادمیم

کادمیم در بین فلزات سنگین میل ترکیبی کمی برای اتصال به فاز­های تثبیت کننده خاک نظیر اکسید­ها و کلات­ها دارد. پس قابلیت جذب این عنصر توسط گیاه و انتقال آن به شاخساره گیاه زیاد می باشد (کاباتا-پندیاس و پندیاس[7]، 1992). کادمیم همچنین توانایی بالایی برای عبور از غشای سلولی ریشه دارد. همه این عوامل باعث شده که خطر حضور کادمیم در زنجیره غذایی بیشتر گردد (چنی و ریان[8] ،1994).

کادمیم برای رشد گیاهان ضروری نیست بلکه یک عنصر سمی برای گیاه می باشد که در غلظت­های 5 تا 30 میلی گرم در کیلوگرم در برگ گیاهان سمیت ایجاد می­کند (کاباتا- پندیاس و پندیاس، 1992). غلظت­های بالای کادمیم در زنجیره غذایی برای بشر خطرناک می باشد و باعث بیماری­های کلیوی و کبدی، معضلات استخوانی و بیماری­های عصبی می گردد. به علاوه توازن سایر عناصر معدنی مانند کلسیم و فسفر بدن در حضور کادمیم به هم می­خورد. بروز بیماری ایتای ایتای در ژاپن وجود کادمیم در محیط زیست را به عنوان یک عامل خطرناک برای سلامت بشر نشان داد. کادمیم در بشر باعث از دست دادن حس بویایی، سرطان، سکته مغزی، آمفیزم و پوکی استخوان می گردد (لالور[9]، 2008 ).

1-3 روش های پالایش فلزات سنگین در خاک

روش­های زیادی برای پالایش فلزات سنگین در آب و خاک هست که شامل روش­های الکترو شیمیایی، روش اسمز معکوس، روش تبادل یونی، بهره گیری از واسطه­های گیاهی، تثبیت شیمیایی، آبشویی خاک، اکسیداسیون، احیا، جذب سطحی، روش­های بیولوژیکی و سایر روش­ها می­باشد (گله­دار و یونسی، 1387؛ سلیمی و همکاران، 1390). در اغلب موردها بیش از یک روش برای بهینه سازی اقدام پالایش لازم می­باشد. اغلب این روش­ها با مشکلاتی نظیر هزینه زیاد، زمان بر بودن، کارایی کم در مقیاس بزرگ، عدم کارایی در غلظت­های زیاد آلاینده و غیره مواجه هستند (گله دار و یونسی، 1387).

1-1-3 تثبیت شیمیایی

در تثبیت شیمیایی با افزودن مواد غیر متحرک کننده به خاک تحرک فلزات سنگین کاهش می­یابد (کامپین و همکاران[10]، 2008 ). کاهش تحرک فلزات در خاک با بهره گیری از مواد آلی و غیرآلی، به ساز و کار­های مختلفی نسبت داده شده می باشد که شامل: جذب سطحی (آدریانو[11]، 2001 )، رسوب با سولفیدها، فسفاتها، هیدروکسیدها یا کربناتها و تشکیل کمپلکس­های نامحلول فلز- ماده آلی (نایدو و همکاران[12]، 1996) می­باشد.

در این پژوهش کوشش شده می باشد تا کاهش تحرک فلزات سنگین در خاک از طریق زئولیت و اسید هومیک مورد مطالعه قرار گیرد.

1-4 زئولیت

زئولیت نوعی از آلومینوسیلیکاتهای متخلخل با بار منفی می باشد که کارایی آن­ها وابسته به ظرفیت تبادل کاتیونی و اندازه منافذ ریز آن­هاست (انصاری مهابادی و همکاران، 2007 ؛ محمدی ثانی و همکاران، 1390). این کانی دارای ساختار مولکولی تتراهیدرال بوده که به وسیله اتم­های اکسیژن به هم متصل شده­اند. زئولیت­ها کریستال­هایی آب­دار از عناصر گروه II و I جدول تناوبی به خصوص سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، استرانسیم و باریم هستند (حسینی ابری و همکاران،2007)، که از نظر کریستالوگرافی دارای فرمول سلول واحدی به صورت زیر می باشند:

Mx / n [(Al2O3 )x (SiO2 )y ].WH2O

که در آن M: کاتیون قلیایی یا قلیایی خاکی با ظرفیت n، W: تعداد مولکول های آب و (x+y) بیانگر تعداد چهار وجهی­های سلول واحد می­باشد (حسینی ابری و همکاران، 2007).

زئولیت­ها فراوان­ترین رزین­های معدنی هستند که بیش از 40 نوع طبیعی و 150 نوع مصنوعی آن هست. انتخاب پذیری بالا برای یک یون بخصوص، امتیاز ویژه زئولیت­ها می­باشد که می­توان از این خصوصیت برای جدا کردن یون­های مضر بهره گیری نمود. در بین زئولیت­های طبیعی سه نوع از آن­ها هستند که از نظر اهمیت از بقیه برتر بوده و عبارتند از کلینوپتیلولیت، موردنیت و چابازیت. کلینوپتیلولیت با دارا بودن ظرفیت تبادل کاتیونی بالا، مقاومت مکانیکی بسیار خوب، سطح جذب وسیع و جذب انتخابی بالا از موثرترین گونه­ها برای حذف آلاینده­های سمی می باشند (خسروی و همکاران، 1390).

1-5 اسید هومیک

اسید هومیک گروهی از مواد بیوژن به همراه مواد آلی هتروژن هستند که وزن مولکولی زیاد و رنگ زرد تا سیاه دارند. مواد هومیک از نظر ساختاری بسیار پیچیده بوده، دارای وزن مولکولی حدود ۲۰۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰۰ دالتون هستند (کافی و همکاران، 1392). هومیک اسید دارای عناصر غذایی زیرا فسفر و نیتروژن می­باشد و همچنین باعث افزایش جذب دیگر عناصر غذایی چونCa ،Fe ،K ،P ،N می­گردد (دلفاین و همکاران[13]، 2005). تحقیقات زیادی اثرات مثبت اسید هومیک را توصیف کرده­اند. تأثیر اسید هومیک بر رشد گیاه ممکن می باشد به صورت مستقیم (افزایش کل وزن خشک گیاه) و یا به صورت غیرمستقیم (افزایش راندمان مصرف کود و کاهش فشردگی خاک ) باشد (خزاعی و همکاران، 1391). مواد هومیکی بر جذب عناصر غذایی، فرآیند تنفس، مقدار قند و اسیدهای آمینه و کاهش تجمع نیترات تاثیر دارند و گیاهان را بر علیه بیماری­ها و ویروس­ها مقاوم می­سازند (کمری شاهملکی و همکاران، 1389). همچنین بر جوانه زنی بذر، رشد گیاهچه­ها، رشد و توسعه ریشه تاثیر دارند (کافی و همکاران، 1392؛ کمری شاهملکی و همکاران، 1389). گزارش­های بسیاری نشان می­دهد که هومیک اسید باعث کاهش جذب فلزات سنگین زیرا Cd، Zn،Cu از طریق باند کردن آنها می­گردد ( لگویراتی و همکاران[14]، 2004).

1-6 گندم

گندم با نام علمی Triticum aestivum از خانواده گرامینه Poaceae)) می­باشد (امام، 1383). گیاهی دانه‌ای، یک ساله با تیپ‌های پائیزه و بهاره که با در نظر داشتن شرایط اکولوژیک نواحی گوناگون مورد زراعت قرار می‌گیرد، این نبات گیاهی بومی مکزیک می باشد. دانه گندم دارای 7 تا 18 درصد پروتئین، 60 تا 70 درصد نشاسته، 2 تا 2/5 درصد سلولز (فیبر خام) و 2 تا 1/5 درصد چربی می­باشد (دیویس و همکاران[15]، 2002). این گیاه یکی از قدیمی­ترین و پر مصرف­ترین گیاهان زراعی بوده که بیشترین سطح زیر کشت را در میان گیاهان زراعی در جهان به خود اختصاص داده می باشد (نورمحمدی و همکاران، 1376). و مهمترین غذای بشر می باشد که در محدوده وسیعی از شرایط آب و هوایی جهان رشد می­کند و دارای بیشترین پراکندگی در دنیاست (پور صالح، 1373).

در حال حاضر تحقیقات زیادی درمورد کادمیم و سمیت آن در گیاه انجام شده می باشد اما مطالعه جامعی به مقصود حذف و یا کاهش اثرات سمی آن توسط زئولیت و اسید هومیک صورت نگرفته می باشد. پس با در نظر داشتن مطالب گفته شده، در این پژوهش کوشش بر آن شده می باشد تا چگونگی جذب کادمیم در یک محیط آلوده، توسط گندم مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر اسید هومیک و زئولیت در جذب فلزات سنگین و تعدیل سمیت کادمیم مطالعه گردد.

 

فرضیه­ها:

  1. اسید هومیک و زئولیت در کاهش سمیت کادمیم قابل جذب گیاه در خاک توانایی­­های متفاوتی دارند.
  2. کاهش اثر سمیت کادمیم در خاک توسط اسید هومیک و زئولیت باعث بهبود رشد گیاه می گردد.
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : اثر جهانی شدن اقتصاد بررابطه مبادله بخش کشاورزی ایران

 

اهداف اصلی:

  1. مطالعه اثر اسید هومیک و زئولیت در کاهش اندازه جذب و اثرات سوء کادمیم در گیاه

اهداف فرعی:

  1. تعیین اندازه جذب کادمیم از خاک­های اصلاح شده با اسید هومیک و زئولیت توسط گیاه گندم

 

 

 

 

 

 

 

فصل دوم

مروری بر منابع


 

 

 

فصل دوم : مروری بر منابع

2-1 تعریف آلودگی

با مراجعه به لغت نامه واژه آلودگی مترادف با لغاتی مانند ناخالصی، ناپاکی، کثیفی و مضر به چشم می­خورد. اگر چه این معانی از نظر لغوی صحیح هستند اما تعریف کاربردی زیست محیطی را به دست نمی­دهند (عرفان­منش و افیونی، 1388). به گونه کلی عاملی که باعث برهم زدن شرایط طبیعی محیط زیست شده و موجب تغییرات نامطلوب در آن گردد آلودگی نامیده می­گردد. به بیانی دیگر هر گونه تغییر در ویژگی­های اجزای محیط به طوری که بهره گیری پیشین از آن­ها غیر ممکن گردد و به گونه مستقیم یا غیر مستقیم منابع حیات موجودات زنده را به مخاطره اندازد نوعی آلودگی خواهد بود (شهبازی و همکاران، 1391). ماده آلوده کننده ماده­ای می باشد که در جایی قرار گیرد که به گونه عادی نمی­بایست آنجا قرار می­گرفت و یا دارای غلظتی بیش از غلظت طبیعی باشد به نحوی که بر روی موجودات زنده اثر نامطلوب داشته باشد (عرفان­منش، 1385).

2-2 آلاینده­ها

نظریات مختلفی در مورد آلوده کننده و آلودگی هست. در یک نوع تقسیم بندی، منابع آلاینده را به دو دسته نقطه­ای (در یک نقطه متمرکز و معمولا دارای غلظت بالای آلاینده­ها) و غیر نقطه­ای (دارای غلظت کمتر و دامنه­ی انتشار وسیع­تر) تقسیم می­کنند (عرفان­منش و افیونی، 1388). در حال حاضر منابع آلاینده­های غیر نقطه­ای به عنوان مهم­ترین عوامل آلوده کننده آب و خاک در مقیاس جهانی به شمار می­طریقه و کشاورزی و حمل و نقل، بیشترین سهم را در ایجاد این نوع آلاینده­ها دارند (شهبازی و همکاران،1391).

در یک تقسیم­بندی دیگر مواد آلاینده در دو گروه آلاینده­های معدنی و آلاینده­های آلی تعریف می­شوند ( درویشی، 1391).

1- آلاینده­های معدنی: فلزات (Pb، Cd ،Cr، Ni و …)، شبه فلزات (As، Se و…)، عناصر غذایی (N، P، K، S و…) و ذرات رادیواکتیو (Cs، Uو…).

2- آلاینده­های آلی: ترکیبات آلی یکی از عمده­ترین آلاینده­های آب و خاک محسوب می­شوند. مانند این مواد می توان به بای­فنیل­های پلی کلرینه، هیدروکربن­های نفتی، هیدروکربن­های چند حلقه­ای، آفت­کش­های آلی و … تصریح نمود.

1-2-2 آلاینده­های معدنی

یک دسته از آلاینده­های معدنی فلزات سنگین و عناصر کمیاب می­باشند. عناصر کمیاب به عناصری اطلاق می گردد که از غلظت کمی در خاک و گیاه برخوردار باشند. این عناصر ممکن می باشد برای رشد و نمو گیاه ضروری باشند یا نباشند (عرفان منش و افیونی، 1388).

واژه فلزات سنگین در حوزه­های علمی مختلف دارای تعاریف مشخصی می باشد. بطور مثال، درسنگ­شناسی به فلزاتی این واژه اطلاق می­گردد که با دی تیزون واکنش می­دهند. اما در اغلب کاربردهای رایج، این واژه به فلزاتی تصریح دارد که وزن مخصوص آن­ها بیش از 5/4 گرم بر سانتیمتر مکعب باشد (گاهی ۴،۵ یا ۶ هم تعریف می گردد) (توکلی محمدی و همکاران، 1390).

منابع آلوده کننده خاک، آب و هوا به قرار زیر می­باشند:

الف- ایجاد آلودگی از طریق صنعت

ب- ایجاد آلودگی از طریق زباله و فاضلاب­های شهری

ج- ایجاد آلودگی از طریق پساب­های کشاورزی و بهره گیری از نهاده­های شیمیایی (سروی، 1387).

آلودگی خاک، به دلیل تأثیر مستقیم در تولید محصولات کشاورزی و تغذیه موجودات، بسیار مهم می باشد. بیشترین آلودگی­ها در مناطق صنعتی، اطراف شهرهای بزرگ و معادن هست. یکی از معضلات اصلی کشاورزی در این مناطق، آلودگی خاک به عناصر سنگین می باشد. زیرا فلزات سنگین آغاز به گیاهان منتقل شده و سپس وارد زنجیره غذایی می­گردند. فلزات سنگین پایدار و غیرقابل تجزیه می­باشند. اگرچه بسیاری از آنها به مقدار کم برای چرخه­های بیولوژیک لازم هستند، اما اکثرا در غلظت زیاد سمی می­باشند (آلبولینو و همکاران[16]، 2003).

برخلاف سایر آلاینده­ها، دفع این فلزات از محیط بسیار مشکل می­باشد زیرا این فلزات به گونه شیمیایی یا بیولوژیکی تخریب نمی­شوند و غیر قابل تجزیه هستند اما می­توانند اکسید شوند، احیا شوند و یا به وسیله مواد آلی کمپلکس شوند (گله­دار و یونسی، 1387).

2-3 سمیت فلزات سنگین در خاک

بسیاری از فلزات سنگین نظیر روی و مس دارای وظایف فیزیولوژیک در گیاهان و حیوانات هستند اما در غلظت های زیاد سمی می­باشند. اما بعضی دیگر از این فلزات نظیر کادمیم و سرب حتی در غلظت­های کم هم سمی هستند (باسیک و همکاران[17]، 2006).

بایستی در نظر داشت که ممکن می باشد غلظت یک عنصر در خاک بالاتر از حد سمی بودن آن باشد اما به دلیل عدم جذب توسط گیاه اثر سمی آن ظاهر نشود. ثابت شده می باشد عناصر سنگین با وجود غلظت بسیار کم دارای تاثیرات اقدام خارق­العاده­ای می­باشند. روش مناسب شناخت خاصیت سمی فلزات سنگین ضروری از روی ردیف قرار گرفتن الکترونگاویته آن­ها می­باشد که این با قدرت پایداری مشتقات آن­ها ارتباط مستقیم دارد. این فلزات می­توانند مسمومیت مزمن ایجاد نمایند که میان این مسمومیت با قدرت الکترونگاویته این فلزات ارتباط مستقیم هست. در مورد اکسید فلزات سنگین در جدول تناوبی، هر چه به طرف گازهای نادر پیش رویم، در طبیعت پایدارتر می شوند و در سیستم بیولوژیکی با مولکول­های آلی ایجاد کمپلکس­های پایدارتری می­نمایند و به وسیله جایگزینی در کمپلکس­ها می­توانند قدرت عملکرد آن­ها را تغییر دهند و ایجاد مزاحمت نمایند (نوروزی و همکاران).

ثبات و پایداری و همچنین تجمع زیستی عناصر سنگین در بدن موجودات زنده و انتقال آن به حلقه­های بعد زنجیره­ی غذایی سبب شده می باشد تا مطالعه­ی الگوهای مختلف تجمع و پراکنش این فلزات در بافت­های خوراکی و غیر خوراکی گیاهان از دیدگاه­های مختلف، به ویژه سلامت غذایی مصرف کننده مهم باشد. مکانیسم اثر سمی فلزات سنگین از نظر زیست­شیمیایی ناشی از تمایل شدید کاتیونهای این فلزات به واکنش با گوگرد می باشد. کاتیونهای فلزات سنگین با ملکول­هایی که این فلزات را دربردارند، از طریق بلع وارد بدن می­شوند و به آسانی به گروه­های سولفهیدریل (-SH) که در بدن بشر و سایر جانداران به وفور هست، متصل می­شوند، پیوند فلز گوگرد حاصل، معمولاً در آنزیم­هایی که سرعت واکنش­های سوخت و سازی مهم در بدن موجودات را کنترل می کنند، اثر می­گذارد، پس این آنزیم­ها نمی­توانند وظیفه­ی عادی خود را انجام دهند و سلامتی موجودات به خطر افتاده و گاهی به مرگ منتهی می­گردد (رحیمی آلاشتی و همکاران، 1390).

[1]. Alloway

[2]. Cuningham et al.

[3]. Iwegbue et al.

[4]. Raicevic et al.

[5]. Adriano et al.

[6]. Vig et al.

[7]. Kabata-Pendias& Pendias

[8]. Chaney&Ryan

Lalor .3

[10]. Campian et al.

  1. Adriano
  2. Naidu et al.
  3. 1. Delfin et al.

[14]. Lguirati et al.

[15]. Davis et al.

  1. 1. Albolino et al.

[17]. Basic et al.

***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :61

قیمت : 14700 تومان

***

—-

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***