فصلنامه

زمینه و هدف: آلودگی خاک با ترکیبات نفتی یک مشکل جدی زیست‌محیطی و آب‌های زیرزمینی در دنیا است. کل هیدروکربن‌های نفتی ترکیبی از چندین ترکیب مجزا است. بعضی از این ترکیبات در مواجهه با انسان و حیوان باعث ایجاد سرطان، ناهنجاری سیستم اعصاب مرکزی و آسیب به کبد و ریه می‌شود. لذا هدف از این مطالعه بررسی کارایی سورفکتانت‌های B‏rij ۳۵ و Tween ۸۰ در حذف گازوئیل با تعداد کربن ۱۰ تا ۲۸ از خاک آلوده بوده است. روش بررسی: در این مطالعه تجربی کارایی شستشوی خاک با سورفکتانت‌ها در میزان حذف گازوئیل بررسی شده است و اثرات زمان شستشو، سرعت همزدن، غلظت سورفکتانت و pH مورد آزمون قرار گرفته است. یافته‌ها: نتایج مشخص ساخت که با افزایش سرعت و زمان همزنی کارایی حذف گازوئیل افزایش می‌یابد. همچنین مشخص گردید که کارایی حذف گازوئیل با افزایش غلظت سورفکتانت کاهش می‌یابد. اما کارایی حذف گازوئیل با افزایش pH تغییر قابل ملاحظه‌ای نمی‌یابد. درصد حذف برای سورفکتانت Tween ۸۰ وBrij ۳۵ در شرایط بهینه به ترتیب ۸۰-۷۰ و ۶۵-۶۰ درصد بدست آمد. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که خاکشویی با سورفکتانت غیر یونی در حذف گازوئیل از خاک آلوده موثر است و می‌توان از این روش جهت پاک‌سازی خاک‌های سطحی استفاده کرد.

زمینه و هدف: تخلیه بیش از حد مواد خطرناک همچون ترکیبات نیتروژن‌دار و ترکیبات آلی به محیط زیست سبب بروز اثرات مخرب متعدد بر محیط زیست می‌شود. هدف از این مطالعه، بررسی عملکرد یک شکل اصلاح شده راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) در حذف ترکیبات نیتروژن‌دار و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) است. روش بررسی: راکتور مورد نظر یک راکتور با جریان پیوسته رو به بالا و با خروجی منقطع بود. برای بررسی عملکرد این راکتور، ابتدا ۴ چرخه متفاوت شامل هوادهی، ته‌نشینی و تخلیه (به ترتیب ۳، ۴، ۶ و h۸) طراحی شدند. سپس با استفاده از غلظت‌های متفاوت ازCOD   ۲۵۰-۱۵۰۰mg/L)) و آمونیاک (mg/L ۴۰-۱۰۰)، راندمان هر چرخه به تفکیک مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان دادند که همه فازها در حذف COD عملکرد بسیار مناسبی داشته‌اند. میانگین حذف COD برای فازهای ۱، ۲، ۳ و ۴ به ترتیب ۹۱/۷%، ۹۱/۵%، ۹۲% و ۹۲/۷% به دست آمد. درصد حذف آمونیاک در فاز ۳ و ۴ با زمان چرخه ۶ و h۸ در غلظت ورودی mg/L۴۰ به ترتیب ۹۲/۷% و ۹۵/۸% بود. نتیجه‌گیری: عملکرد فاز ۴ (با زمان چرخه h۸) در حذف ترکیبات نیتروژن و مواد آلی بسیار زیاد بود. تلفیق مراحل انوکسیک و هوازی در این راکتور و فراهم کردن نیترات به عنوان گیرنده الکترون باعث عملکرد مناسب راکتور در حذف نیتروژن از فاضلاب شد، به طور کلی این راکتور با توجه به پیوسته بودن جریان جایگزین مناسبی برای سیستم‌های منقطع و حذف همزمان COD و نیتروژن است.

زمینه و هدف: ورود سورفاکتانت ها از طریق پساب تصفیه خانه های فاضلاب به منابع آبی موجب تغییر طعم و بوی آب، مرگ و میر آبزیان، محدودیت انتقال اکسیژن به آب و اختلال در فرایندهای تصفیه می گردد. لذا هدف از این مطالعه، تعیین شرایط بهینه فرایند اکسیداسیون فنتون با روش تاگوچی در حذف الکیل بنزن سولفونات خطی از محیط های آبی و نیازسنجی به آن برای تصفیه تکمیلی پساب فرایند بیولاک در حذف الکیل سولفونات خطی (LAS) از فاضلاب شهری است. روش بررسی: حذف LAS با اکسیداسیون فنتون، به صورت تجربی در مقیاس آزمایشگاهی در یک راکتور ناپیوسته mL۵۰۰ مورد بررسی قرار گرفت. به منظور صرفه جویی در هزینه های مربوطه، برای تعیین شرایط بهینه اکسیداسیون فنتون، ۲۵ حالت با روش Taghuchi بوسیله نرم افزار Minitab ۱۶ استخراج شدند. نمونه برداری و آزمایش های لازم بر اساس کتاب روش های استاندارد آزمایش های آب و فاضلاب انجام شدند. برای کفایت سنجی فرایند بیولاک در حذف LAS، راندمان بیولاک در تصفیه خانه فاضلاب شهر ارومیه در سال ۱۳۹۱ مورد ارزیابی قرارگرفت. یافته ها: نرم افزار Minitab ۱۶ براساس میزان حذف LAS و مواد شیمیایی موردنیاز، شرایط بهینه اکسیداسیون فنتون را در mg/L ۹۰۰ پراکسید هیدروژن، mg/L ۱۷۰یون فرو، pH برابر ۴ و زمان min۲۰ معرفی نمود. نتایج نشان دادند که اکسیداسیون فنتون در شرایط بهینه به عنوان واکنش درجه دوم با ضریب سرعت L/mg.min ۰/۰۱۵۲ می تواند mg/L ۲۵ از LAS ورودی را ۸۶/۵ درصد حذف کند. فرایند بیولاک با عنایت به تامین استاندارد LAS در پساب تصفیه فاضلاب شهری، به تصفیه تکمیلی شیمیایی نیاز ندارد. بطوریکه این فرایند، مقدار LAS فاضلاب شهری را بطور میانگین ازmg/L ۵/۲۸ به mg/L ۰/۷۳۴ کاهش داد. نتیجه گیری: علیرغم اینکه اکسیداسیون فنتون به عنوان یک فرایند شیمیایی، راندمان زیادی در حذف LAS دارد؛ پایین بودن راندمان «COD متناظر با LAS»، نشانگر تجزیه ناقص الکیل بنزن سولفانات خطی توسط اکسیداسیون فنتون است.

زمینه و هدف: اخیرا، احتمال مواجهه با مواد شیمیایی موجود در جدار بطری‌های پلی اتیلن ترفتالات از طریق مصرف آب‌های بطری شده، نگرانی‌هایی را در مصرف‌کنندگان ایجاد کرده است. یک دسته از این ترکیبات استرهای فتالات نام دارند که برخی از آنها به عنوان ترکیب‌های سرطان‌زا (دی اتیل هگزیل فتالات) و مختل‌کننده‌های غدد درون ریز (دی اتیل هگزیل فتالات، دی بوتیل فتالات و بوتیل بنزیل فتالات) در انسان شناخته می‌شوند. هدف اصلی مطالعه، تعیین تاثیر زمان ماندگاری بر آزادسازی استرهای فتالات در آب‌های بطری شده از زمان تولید تا تاریخ انقضا به مدت یک سال است. روش بررسی: نمونه‌ها بعد خریداری در شرایط توصیه شده بر روی برچسب محصول در دمای اتاق و به دور از نور خورشید نگهداری گردیدند و سپس میزان آزادسازی استرهای فتالات در زمان‌های مورد نظر توسط میکرو استخراج با فاز جامد و کروماتوگرافی گازی با دتکتور جرمی اندازه گیری شد. در نهایت ارزیابی خطر مواجهه با ترکیبات مورد نظر برای کل جامعه و گروه‌های حساس (کودکان پیش از سن مدرسه و زنان باردار و شیرده) از طریق محاسبه میزان دریافت روزانه از طریق آب و محاسبه ضریب خطر و ریسک سرطان اضافی صورت گرفت. یافته‌ها: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که زمان از پارامترهای تاثیر‌گذار بر افزایش میزان مهاجرت استرهای فتالات از جدار بطری‌ها به درون آب است. به طوری که با گذشت زمان غلظت هر سه ترکیب دی اتیل هگزیل فتالات، دی بوتیل فتالات و بوتیل بنزیل فتالات در آب افزایش می‌یابد و بعد از ۱۲ ماه نگهداری غلظت فتالات‌های مختل‌کننده غدد درون ریز نسبت به هفته اول تولید به ترتیب ۸۱۱/۸، ۲۵۴۵/۲ و۸۳۲ درصد بیشتر شده است. با این حال، در کل در تمامی زمان‌های مختلف نگهداری میزان دی اتیل هگزیل فتالات از حد مجاز تعیین شده توسط EPA (µg/L۶) تجاوز نکرده و تا رسیدن به این میزان نیز فاصله زیادی وجود داشت. ضریب خطر عوارض غیر سرطان‌زایی محاسبه شده ناشی از این مواجهه (در تمامی گروه‌های هدف در محدوده ۰/۰۰۵ الی µg/KgBW ۰/۰۲) به تنهایی از طریق مصرف آب‌های بطری شده در تمامی گروه‌ها کم و قابل چشم‌پوشی است (ضریب خطر<۱). علاوه براین، ریسک سرطان اضافی ناشی از حضور دی اتیل هگزیل فتالات در آب‌های بطری شده نیز ناچیز و قابل چشم‌پوشی است (^۷-۱۰×۹/۹). نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج بدست آمده به نظر می‌رسد که استفاده از آب‌های بطری شده به عنوان یک منبع مواجهه خطرزا با استرهای فتالات مطرح نبوده و استفاده از آنها از این نظر تهدیدی برای سلامت افراد جامعه محسوب نمی‌گردد.

زمینه و هدف: کاهش پلیمرهای خارج سلولی آزاد شده ناشی از تجزیه لجن یکی از چالش‌های اساسی در فرایند تصفیه لجن است. هدف این مطالعه بررسی میزان تغییرات پلیمرهای خارج سلولی طی آبگیری لجن توسط راکتور متوالی اولتراسونیک – الکتروکواگولاسیون تحت شرایط مختلف و تعیین موثرترین حالت برای کاهش این مواد است. روش بررسی: در این مطالعه میزان تغییرات پلیمرهای خارج سلولی در مایع رویی لجن پس از انجام شرایط متفاوت فرایندهای اولتراسونیک (فرکانس‌های k‏Hz ۳۵ و ۱۳۰ و زمان ماندهای ۳، ۵، ۱۰وmin ۳۰) و الکتروکواگولاسیون (ولتاژهایV ۲۰ ، ۳۰ و ۴۰ و زمان ماندهای ۲۰، ۱۰  وmin ۳۰) مقایسه گردید. یافته‌ها: نتایج مطالعه نشان داد که بیشترین کاهش در فرکانس kHz ۳۵ و زمان min ۵ اولتراسونیک با min ۳۰ الکتروکواگولاسیون تحت ولتاژV ۴۰ بدست آمده است. بطوری‌که در این شرایط مجموع پلیمرهای خارج سلولی در سوپرناتانت لجن به میزان % ۶۹ کاهش یافت. نتیجه‌گیری: براساس نتایج این مطالعه، با بکارگیری راکتور اولتراسونیک – الکتروکواگولاسیون علاوه بر آبگیری لجن می‌توان به میزان قابل توجهی پلیمرهای خارج سلولی رها شده در سوپرناتانت را کاهش داد.

زمینه و هدف: طبق برآوردهای سازمان بهداشت جهانی تقریبا هر سال ۱۵۰۰۰۰ نفر در جنوب آسیا در اثر بیماری های قلبی– عروقی، تنفسی و سرطان ریه ناشی از آلودگی هوا دچار مرگ زودرس می شوند. نتایج مطالعات در خصوص اثرات کوتاه مدت و بلند مدت به صورت موارد بستری، مراجعه به پزشک، تعداد موارد یک بیماری خاص، مرگ و تعداد سال های از دست رفته زندگی (YOLL) گزارش می شود. در این مقاله هدف این است که به اثر آلاینده PM_^۱۰ بر سلامت انسان پرداخته شود. مدل کامپیوتری (Air Quality Health Impact Assessment) ۲,۲.۳  Air Q جهت ارزیابی اثرات سوء ناشی از در معرض قرار گرفتن آلاینده PM_۱۰ بر سلامت انسان در اهواز در سال ۱۳۸۸ استفاده گردید. تماس طولانی مدت با ذرات معلق بصورت کاهش در طول عمر شخص، خود را نشان می دهد. میزان شیوع برونشیت و کاهش عملکرد ریوی در بچه ها و بزرگسالان حتی در غلظت های متوسط سالیانه ذرات معلق زیر (۲۰µg/m^۳ (PM_۲,۵ و (۳۰µg/m^۳ (PM_۱۰دیده شده است. عمده منابع انتشار ناشی از دخالت بشر در خصوص ذرات معلق ترافیک جاده‌ای(۲۵-۱۰ درصد)، احتراق ثابت(۵۵-۴۰ درصد) و فرایندهای صنعتی(۳۰-۱۵ درصد) هستند. روش بررسی: در این مطالعه داده‌های مورد نیاز از سازمان محیط زیست و سازمان هواشناسی اهواز گردآوری گردید. در مرحله بعد با توجه به خام بودن داده‌ها توسط نرم افزار Excelپردازش (مجموعه دستورات تصحیح دما و فشار، میانگین‌گیری، کد نویسی) داده‌ها انجام گردید. در مرحله آخر داده‌های پردازش شده توسط Excel به مدل Air Qداده شد. این مدل یک ابزار معتبر و قابل اعتماد به منظور برآورد اثرات کوتاه مدت آلاینده‌های هوا توسط سازمان بهداشت جهانی معرفی شده است. این مدل شامل چهار اسکرین ورودی (Supplier، AQ data، Location، Parameter) و دو اسکرین خروجی (Table، Graph) است. یافته‌ها: یافته‌ها نشان دادند که ایستگاه‌های اداره کل و نادری به ترتیب بیشترین و کمترین غلظت PM_۱۰را داشته‌‌‌اند، همچنین متوسط سالیانه، متوسط تابستان، متوسط زمستان و صدک ۹۸ این آلاینده در شهر اهواز به ترتیب برابر با ۲۶۱، ۳۷۶، ۱۷۰ و µg/m^۳ ۱۲۶۸ بوده است. با توجه به نتایج حاصل تعداد کل مرگ‌ها منتسب به تماس با PM_۱۰ در یک سال ۱۱۶۵ نفر بوده است. نتیجه‌گیری: نرم افزار Air Q با استفاده از داده‌های پردازش شده توسط اکسل، خطر نسبی، بروز پایه و جزء منتسب را محاسبه نموده و حاصل کار را به صورت مرگ و میر نمایش می‌دهد. ذکر این نکته الزامی است که هیچ مدلی وجود ندارد که بتواند اثرات تمام آلاینده‌ها را یکجا و روی هم برآورد نماید. با توجه به نتایج حاصل تعداد موارد تجمعی مرگ قلبی عروقی با توجه به برآورد حد وسط خطر نسبی در اثر تماس با PM_۱۰ طی یکسال ۶۱۲ نفر بوده است که ۵۲ درصد این تعداد مربوط به غلظت کمتر از µg/m^۳ ۳۰۰ است. همچنین تعداد موارد تجمعی مرگ ناشی از بیماری‌های تنفسی با توجه به برآورد حد وسط خطر نسبی در اثر تماس با PM_۱۰ طی یکسال ۱۱۴ نفر بوده است. تعداد تجمعی موارد مراجعه سرپائی به علت بیماری تنفسی منتسب به PM_۱۰در یک سال ۱۵۵۱ نفر بوده است. ۳۶ درصد موارد فوق در روزهای با غلظت کمتر از µg/m^۳ ۲۰۰ رخ داده است.

زمینه و هدف: در این تحقیق میزان حذف فلز کروم شش ظرفیتی از محلول­ های آبی با استفاده از جاذب بیولوژیکی لجن دفعی فاضلاب­ های شهری مطالعه شد. همچنین کارایی شبکه­ های عصبی در پیش­بینی جذب بیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت.

روش بررسی: تاثیر پارامترهای غلظت اولیه، دز جاذب، pH، سرعت و  زمان اختلاط در راکتور ناپیوسته بر جذب کروم بررسی و قسمتی از نتایج آزمایشگاهی توسط شبکه عصبی پس انتشار پیش خور مدلسازی شد و بخش دیگری از نتایج برای سنجش دقت مدل شبیه­ سازی شد. بهینه­ سازی تابع انتقال و تعداد نورون­ های لایه مخفی انجام شد.

یافته‌ها: شرایط بهینه در غلظت اولیهmg/L  ۹۰‌، دز جاذب ,pH= ۲ ,۴g/L سرعت اختلاط ۲۰۰rpm  و زمان اختلاط  ۱۲۰min حاصل شد و حداکثر میزان حذف ۹۶% و حداکثر ظرفیت جذب ۴۱/۶۹mg/g  بدست آمد. سینتیک جذب کروم با مدل شبه مرتبه دوم و ایزوترم جذب آن با مدل فروندلیچ تطابق دارد. در شبکه عصبی طراحی شده بهترین تابع انتقال در لایه ­های مخفی و خروجی تابع تانژانت سیگموئید و تعداد نورون بهینه برابر ۱۳ عدد تعیین شد. خروجی مدل با بردار هدف همبستگی (۰/۹۸۴=R) مناسبی دارد. شبیه­ سازی انجام شده با مدل شبکه عصبی، تطابق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.

نتیجه‌گیری: لجن دفعی مورد استفاده در این تحقیق قادر به حذف کروم از محیط­ های آبی است. استفاده از شبکه عصبی پس ­انتشار، تابع آموزشLevenberg-Marquardt ، تابع انتقال تانژانت سیگموئید در لایه­ های مخفی و خروجی و تعداد نورون های بین ۱/۶ تا ۱/۸ داده­ های ورودی، نتایج مناسبی برای پیش بینی فرایند جذب در پی خواهد داشت.

زمینه و هدف: مصرف آب بطری شده در سال‌های اخیر به دلایل متعدد‌، به سرعت در حال افزایش است. هدف اصلی این پژوهش بررسی منشاء زمین شناسی آب‌های بطری شده ایران و تعیین تطابق یا عدم تطابق آنها با داده‌های آزمایشگاهی حاصل نمونه‌برداری از ۷۱ برند آب آشامیدنی بطری شده و معدنی است.

روش بررسی: در این پژوهش با استفاده از مختصات‌یابی نقاط برداشت آب‌ها اقدام به ژئورف نمودن نقاط بر روی نقشه‌های "زمین شناسی ایران" و "آب‌های گرم و معدنی ایران" و بررسی تطابق داده‌های آزمایشگاهی و تیپ آب‌ها با داده‌های زمین‌شناسی نموده و با نسبت‌های یونی مهم آب استخراج شده از نرم افزار awh، مقایسه نمودیم.

یافته‌ها: در بررسی این ۷۱ برند آب بطری شده ۲۸ درصد (۲۰ برند) عدم تطابق وجود داشت که در ۴۰ درصد موارد میزان بی‌کربنات آزمایشگاهی بیش از مقدار زمین شناسی بود. همچنین ۷۰ درصد تیپ آب‌ها از نوع بی‌کربناته کلسیک بودند. در برندهای محدوده البرز شمالی با زمان نهشته‌های ساحلی اطراف دریای خزر، منشاء شورابه/آب دریا وجود داشته که این میزان حدودا ۵۵ درصد بوده است.

نتیجه‌گیری: عبور آب از سازندهای مختلف زمین شناسی و وقوع پدیده انحلال می‌تواند بعنوان عامل مهمی در عدم تطابق مطرح باشد. این موضوع با توجه به غیرمجاز بودن تصفیه شیمیایی خاص بر روی آب‌های معدنی و عدم اجازه افزودنی‌ها نیاز به مطالعات بیشتری دارد تا دلیل و منشاء آن از کارخانه و با نمونه‌برداری از منبع مورد بررسی قرار گیرد.

زمینه و هدف: منابع اصلی ۴-کلروفنل فاضلاب صنایع نفت، زغال، کاغذ و تولید رزین است. هدف از پژوهش حاضر مقایسه کارایی نانو­رس خام و اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی تترا ­دسیل ­تری ­متیل ­آمونیوم ­بروماید در حذف ۴-کلروفنل از محیط­های آبی است.

روش بررسی: تاثیر زمان تماس، pH اولیه محلول، مقدار جاذب و غلظت ۴-کلروفنل بعنوان پارامترهای موثر در فرایند جذب و تاثیر pH محلول اصلاح و مقدار سورفکتانت بعنوان پارامتر­های موثر در میزان اصلاح نانو­رس بررسی گردید. نانورس اصلاح شده توسط طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) تعیین ویژگی شد، در نهایت ایزوترم و سینتیک جذب بررسی گردید.

یافته‌ها: با افزایش pH اولیه محلول از ۳ به ۱۱ کارایی حذف ۴-کلروفنل افزایش یافت، به طوری‌که در غلظت اولیه mg/L ۱۰۰ ۴-کلروفنل و g ۰/۲۵ نانو­رس اصلاح شده بعد از min ۱۲۰ کارایی جذب، برای pH ۳ و ۱۱ به ترتیب ۲۶ و ۹۴/۵ درصد بدست آمد. در همین شرایط و برای نانو­رس خام کارایی حذف به ترتیب ۲ و ۹ درصد بود. آنالیز­های FTIR و XRD به ترتیب تغییر ساختار نانو­رس از آب‌دوست به آب‌گریز و افزایش فاصله بین لایه­های نانو­رس را آشکار ساخت. جذب ۴-کلروفنل بر نانو­رس خام و اصلاح شده با ایزوترم لانگمویر و سینتیک شبه درجه دوم مطابقت داشت، حداکثر ظرفیت جذب نانو­رس خام و اصلاح شده به ترتیب ۰/۵ و mg/g ۲۵/۷۷ بدست آمد.

نتیجه‌گیری: اصلاح نانو­رس با سورفکتانت کاتیونی، کارایی جذب ۴-کلروفنل را افزایش داد.