فصلنامه

زمینه و هدف: آلودگی به فلزات یکی از مشکلات مهم زیست‌محیطی و یکی از نگرانی‌های مهم بهداشت مواد غذایی به شمار می‌آید. در سراسر جهان، ماهیان خاویاری یک منبع مهم تامین غذا و ایجاد اشتغال و درآمد هستند. در پژوهش حاضر، با اندازه-گیری غلظت کادمیوم، نیکل، وانادیوم و روی در عضله و خاویار تاسماهی ایرانی (Acipenser persicus)، ریسک ناشی از مصرف این ماهی برای انسان مورد ارزیابی قرار گرفت. روش بررسی: نمونه‌های تاسماهی ایرانی (24n=) را از مراکز مهم صید ماهیان خاویاری بخش جنوبی دریای خزر واقع در استان‌های مازندران و گیلان جمع‌آوری گردیده و تا آنالیز شیمیایی در فریزر در دمای 0C 20- نگهداری شدند. حدود g 1 از هر نمونه خشک شده را در لوله‌های هضم PTFE ریخته شد. سپس به میزان mL 10 اسید نیتریک 65% به آن اضافه گردید. ابتدا به مدت h 1 در دمای 0C 40 لوله‌های PTFE بر روی هیتر قرار داده سپس به آرامی دما را افزایش داده و به مدت h 3 در دمای 0C 140 حرارت داده شد. محلول حاصل با استفاده از کاغذ صافی واتمن شماره یک، صاف شده و در نهایت با آب دوبار تقطیر شده (دیونیزه) به حجم mL 25 رسانیده شد. یافته‌ها: میانگین غلظت کادمیوم، نیکل، وانادیوم و روی در عضله به ترتیب 0/002 ±0/005، 0/03±0/06،   0/13 ± 0/04 و 3/07 ±7/49 μg/gوزن تر است. همچنین میانگین غلظت این فلزات در خاویار به ترتیب 0/006±0/007 ، 0/07 ± 0/09 ، 0/15 ± 0/12 و 5/75 ±21/23 μg/g وزن تر تعیین گردید. نتیجه‌گیری: میانگین غلظت کادمیوم، وانادیوم و روی از حد استاندارد تعیین شده توسط سازمان کشاورزی، ماهی‌گیری و غذایی انگلستان MAFF (2000) و سازمان بهداشت جهانی (WHO) پایین‌تر است. حد استاندارد فلزات کادمیوم، وانادیوم و روی به ترتیب μg/g 0/2، 0/5 و 50 است. بنابراین بدلیل پایین بودن غلظت‌های بدست آمده از حد مجاز، مصرف عضله و خاویار تاسماهی ایرانی خطری جدی برای سلامتی مصرف کنندگان نخواهد داشت.

زمینه و هدف: جذب زیستی یک فناوری جدید و ارزان جهت حذف و بازیابی فلزات سنگین از محلول‌های آبی است. به منظور بررسی پتانسیل این روش در حذف یون‌های نیکل، جذب زیستی نیکل از محلول‌های آبی توسط زیست‌توده‌ Cystoseira indica در یک ستون بستر ثابت بررسی شد. روش بررسی: میزان جذب یون‌های نیکل توسط جاذب زیستی پروتونه شده در غلظت‌ و نرخ جریان‌های ورودی متفاوت، مورد بررسی قرار گرفت. هم‌چنین، منحنی شکست بدست آمده تحت یک شرایط آزمایشگاهی مشخص، با استفاده از مدل-های Thomas، Yoon & Nelson، Dose-Response و Belter مدل‌سازی شد. یافته‌ها: نتایج بدست آمده نشان داد افزایش غلظت ورودی به ستون از 58 تاmg/L 100، باعث افزایش نیروی محرکه‌ انتقال جرم شده و ظرفیت جذب جاذب از 55/84 بهmg/g95/69 افزایش می‌یابد. بررسی اثر نرخ جریان نشان داد هنگامی‌که فرآیند توسط انتقال جرم داخلی کنترل می‌شود، نرخ جریان‌های پایین مطلوب است. در مورد کنترل فرآیند توسط انتقال جرم خارجی، نرخ جریان‌های بالا باعث کاهش مقاومت لایه‌ نازک سیال اطراف جاذب شده و باعث افزایش انتقال جرم می‌شوند. مدل‌سازی داده‌های آزمایشگاهی، نشان داد مدل‌های فوق‌الذکر، به ویژه مدل Dose-Response، برای پیش‌بینی منحنی‌های شکست مناسب هستند. بررسی pH محلول خروجی از ستون نشان داد که مکانیسم تبادل یونی یکی از مکانیسم‌های اصلی در جذب زیستی نیکل توسط این جاذب است. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش تکمیل‌کننده‌ آزمایش‌های جذب ناپیوسته‌ تعادلی است. لذا، از نقطه‌نظر فرآیندی، این زیست‌توده می‌تواند در ستون‌های جذب به عنوان جاذب یون‌های نیکل مطرح باشد.

زمینه و هدف: با توجه به وجود صنایعی مانند فولاد زنگ نزن، حضور یون نیکل (II) در آب‌ها و پساب‏ها در غلظت‌های بالا گزارش شده است. بنابراین، حذف یون نیکل (II) از پساب‏ها و محیط‌زیست امری ضروری به شمار می‌آید. در این پژوهش نانوذرات اکسید آهن (III) به عنوان جاذب برای حذف یون نیکل (II) از آب در یک سیستم تعادلی منقطع مورد مطالعه قرار گرفت.
روش بررسی: جهت مشخصه‌یابی ساختاری نمونه از تکنیک‌های FT-IR،  SEMو  XRDاستفاده شد. برای تعیین شرایط بهینه جذب، اثر پارامترهای مهم از قبیل: pH، زمان تماس، وزن جاذب و غلظت اولیه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، مطالعه ترمودینامیکی (تغییرات انرژی آزاد استاندارد گیبس، آنتالپی و آنتروپی)، مطالعات ایزوترمی (ظرفیت جذب) و مطالعات سینتیکی (تاثیرپذیری جاذب با زمان) بررسی گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که جاذب مغناطیسی مذکور، دارای بالاترین راندمان حذف آلاینده نیکل ‌(II) در pH برابر 7، زمان تماس min 60، مقدار جاذب mg 200 و بالاترین غلظت قابل حذف mg/L 400 است.
نتیجه‌گیری: با مطالعات ترمودینامیکی مشخص گردید که واکنش گرماگیر بوده و خودبه خودی بودن فرایند جذب، با عامل آنتروپی کنترل می‌شود (J/mol.K 165/7+  ΔS°=و KJ/mol 2/7-(ΔG°= . برای درک بهتر مکانیزم جذب، از معادلات سینتیک شبه درجه اول و دوم استفاده شد. سپس جهت تعیین ظرفیت جذب، ایزوترم‌های جذبی لانگمویر و فروندلیچ بررسی گردید و مطابقت خوب نتایج با مدل فروندلیچ و ظرفیت جذب برابر با mg/g 43/5 به‌دست آمد که بیانگر ظرفیت جذب بالای جاذب و چند لایه بودن آن است.
 

زمینه و هدف: مصرف کودهای شیمیایی در صنعت کشاورزی بعنوان یکی از روش­های افزایش محصول شناخته شده است که همین مساله می­ تواند منجر به افزایش ریسک ورود آلاینده­های شیمیایی به چرخه غذایی انسان شود. هدف این پژوهش، امکان سنجی و ارزیابی حذف فلز سنگین نیکل از خاک شالیزارهای استان لرستان است.
روش بررسی: نمونه برداری از 15 ایستگاه و بصورت تصادفی از مناطق کشت برنج در دشت سیلاخور استان لرستان انجام شد و میزان غلظت اولیه و غلظت نهایی نیکل در مقاطع مختلف نمونه_­ها، و همچنین میزان حذف آلاینده از نمونه‌ها پس از استفاده از روش اصلاح الکتروکینتیک و آماده‌سازی نمونه‌ها با استفاده از دستگاه طیف‌‌‌سنج نشری پلاسمای جفت شده القایی ICP-OES)) در سه راکتور با طول‌هایcm  5، 10 و 15 اندازه گیری و محاسبه شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که استفاده از روش اصلاح الکتروکینتیک در کاهش غلظت فلز سنگین در نمونه خاک کشاورزی موثر بوده است و میزان نیکل موجود در خاک را تا حدود مجاز استاندارد خاک سازمان محیط زیست ایران (mg/kg 50)، کاهش داده است. مقادیر اولیه فلز سنگین نیکل در خاک شالیزار در نمونه مرکب برابرmg/kg  108 بوده است که بهترین راندمان حذف آن پس از انجام آزمایشات در ناحیه کاتد و آند به ترتیب برابر با 90/84 و 93/75 درصد گردید.
نتیجه‌گیری: سلامت و کیفیت محصولات کشاورزی به استفاده از خاک سالم در محدوده استانداردهای زیست محیطی بستگی دارد. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که فرایند EKR قادر به خروج نیکل از محیط خاک بوده و در نتیجه انجام فرایند، غلظت آلاینده به مقدار مجاز و حتی پایین‌تر از استاندارد کیفی خاک سازمان حفاظت محیط زیست ایران رسیده است.

زمینه و هدف: مطالعه حاضر با هدف ارائه سیستم الکتروکاتالیستی مؤثر بر پایه کاتد Ni-Fe/Fe₃O₄ جهت کاهش نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌طور همزمان انجام‌ شده است.
روش بررسی: در ابتدا الکترود Ni-Fe به‌وسیله فرایند رسوب الکتروشیمیایی سنتز و سپس خصوصیات فیزیکی آن توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدان (FESEM)، پراش اشعه ایکس (XRD)، آنالیز (Brunauer-Emmett-Teller) BET و طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش گندزدایی و احیای نیترات به‌صورت همزمان تحت شرایط: mg 15 نانو ذرات Fe₃O₄، pH برابر با 6/5، NaCl برابر با mM 10، mg/L 50 نیترات، CFU/mL 10⁵ باکتری اشرشیاکلی و دانسیته جریان mA/cm² 4 انجام گرفت.
یافته‌ها: براساس نتایج بدست ‌آمده در شرایط عدم حضور نیترات، 100 درصد باکتری‌های اشرشیاکلی بعد از min 12 گندزدایی شدند. در حضور نیترات، زمان گندزدایی کامل افزایش یافت و به  min120 رسید. در شرایط عدم حضور باکتری، 83 درصد نیترات در min 240 حذف گردید که در حضور باکتری راندمان احیای نیترات اندکی افزایش و به 88 درصد رسید. نیترات احیا شده در حالت اول منجر به تولید مقادیر ناچیز نیتریت با غلظت mg/L 0/22 و  mg/L 3/6 آمونیوم شد که در حضور باکتری مقادیر نیتریت و آمونیوم تولیدی به ترتیب به mg/L 0/42 و mg/L 7/3 افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان‌دهنده توانایی بسیار مناسب الکترود Ni-Fe/Fe₃O₄ در کاهش الکتروکاتالیستی نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌صورت مجزا و همزمان با راندمان بالا و انتخاب پذیری بالا نسبت به نیتروژن است.

زمینه و هدف: امروزه استفاده از بیوچار، به عنوان یک جاذب نوین و مناسب به منظور حذف آلاینده‌های غیرآلی از منابع آبی، رشد چشم‌گیری یافته است. مطالعه حاضر به منظور ارزیابی اثرات اصلاحات فیزیکی بیوچار در مقایسه با بیوچار غیر اصلاح شده، بر راندمان حذف نیکل در محلول‌های آبی، متاثر از فاکتورهای موثر بر حذف نیکل، انجام گرفت.
روش بررسی: پس از تولید بیوچار میوه سرو (RB)، ذرات RB (<μm 164)  با استفاده از دستگاه آسیاب سیاره‌ای به ابعاد بسیار کوچک (<μm 26) خرد شد (BMB) و پس از بررسی خصوصیات مختلف آن‌ها توسط تکنیک‌های SLS، BET، FTIR و SEM؛ کاربرد RB و BMB در بهینه سازی حذف نیکل از محلول‌های آبی با استفاده از روش سطح پاسخ (مدل باکس-بنکن)، مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: بر اساس نتایج، اصلاح فیزیکی بیوچار (BMB) سبب کاهش 6/2 برابری اندازه ذرات، افزایش 4/9 برابری سطح ویژه، افزایش (حاوی اکسیژن) و کاهش (گروه‌های عامل آلیفاتیک و هیدروکسیل کششی) گروه‌های عامل ویژه و مورفولوژی سطح ریزدانه‌تر، در مقایسه با RB شد. کاربرد BMB در محلول آبی سبب افزایش 9/7 درصدی (به طور متوسط) از حذف نیکل، در مقایسه با نمونه RB شد. برازش داده‌های بدست آمده از حذف نیکل در مدل باکس-بنکن در هر دو جاذب، نشان از پیش بینی مناسب این مدل در بهینه سازی حذف نیکل از محلول‌های آّبی دارد.  
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این پژوهش، اصلاح فیزیکی بیوچار، به عنوان یک روش ساده، ارزان و دوست دار محیط زیست، با توجه به افزایش راندمان حذف آلاینده نیکل، می‌تواند روشی مناسب در فعال سازی بیوچار‌ها معرفی شود که تحقیقات بیشتر بر اساس نوع بیوچار و آلاینده‌ها مختلف را طلب می‌کند.