| 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
چكیده:
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. یكی از روشهایی كه امروزه بكار می‌‌رود تبادل یونی است. در تبادل یونی، یك ماده جامد طبیعی یا سنتز شده كه توانایی ویژه‌ای در تبادل كاتیون‌های خود با فلزات دیگر از جمله عناصر سنگین دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه بدین منظور از زئولیتها كه دارای حجم حفره كمتر و بازدهی كمتری می‌باشند، استفاده می‌شود. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد كه موادی مشابه با نام مزوپور با حجم حفره بزرگتر و راندمان بالاتر می‌تواند جایگزین مناسبی برای زئولیتها باشد.
مزوپور عامل‌دار شدهSBA-15 یك ماده منظم است كه دارای آرایش كانالهای شش‌وجهی دو بعدی با قاعده، سطح ویژه زیاد، سایز حفره یكسان (قطر 7 تا 10 نانومتر) و سطح قابل كنترل می‌باشد. در این تحقیق، توانایی SBA-15 عامل‌دارشده با گروههای دندریمری پلیآمید و آمینی G1 به عنوان یك فاز جامد استخراج‌كننده برای حذف یونهای Pb2+ و Zn2+ از آب و پساب بررسی شد. از اسپكتروفتومتری جذب‌اتمی شعله‌ای برای تعین غلظت یونها در محلول زیر صافی و محلول بازیابی استفاده شد. اثر چندین متغیر همچون مقدار جاذب، زمان واكنش، pH و اثر یونهای مزاحم در استخراج و بازیابی یونهای مذكور بررسی شد. در ادامه بر روی پارامترهای موثر بر نحوه عملكرد جاذب SBA-15 همچون فاكتور تغلیظ، ظرفیت جاذب، حد تشخیص و دقت روش، منحنی كالیبراسیون بررسیهایی صورت گرفت و در پایان نیز تمامی نتایج حاصله از آزمایشات بر روی یك 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 كه 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، نیكل، كرم، كادمیوم و غیره در غلظت بیش از استاندارد در آب شرب باعث عوارض مختلف نظیر مسمومیت، حساسیت شدید، ضایعات كروموزومی، عقب افتادگی ذهنی، فراموشی، پاركینسن، سنگ‌كلیه، نرمی استخوان و انواع سرطان از جمله سرطان پروستات می‌گردد. یكی از كارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط خصوصاً آب با فلزات سنگین را به عنوان بزرگترین گناهی كه بشر در طبیعت انجام می‌دهد ارزیابی نموده است(12).
در كتب و مراجع گوناگون، تعاریف و تفسیرهای مختلفی از فلزات سنگین بعمل آمده است. علت اطلاق لفظ سنگین، وزن‌مخصوص بالاتر از 6 گرم بر سانتی‌مترمكعب می‌باشد كه این فلزات دارا هستند. این فلزات دارای نقاط ذوب و جوش بسیار متفاوت می‌باشند بطوریكه در این گروه جیوه (Hg) پایین‌ترین نقطهجوش یعنی 78/38- درجه سانتیگراد و مولیبدن (Mo) بالاترین نقطهجوش معادل 4612 درجه سانتیگراد را دارا می‌باشد. اكسید 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 حالیكه 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 حكم یك كانون فعال هستند. با وجود اینكه این فلزات در غلظت‌های پایین در بدن یافت می‌شوند ولی اثر فوق‌العاده‌ای در بدن دارند. فلزات سنگین نظیر نقره(Ag)، كادمیوم(Cd)، قلع(Sn)، جیوه(Hg)، سرب(Pb) و همچنین فلزاتی كه خاصیت الكترونگاتیویته زیادی دارند مانند مس، نیكل و كبالت میل تركیبی 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
چكیده4
فصل اول:خواص و كاربرد فلزات نقره،سرب و روی6
مقدمه7
كاهش سمیت8
1-2-اندازهگیری فلزات سنگین10
1-3-روشهای حذف فلزات سنگین از آبها و فاضلاب11
1-3-1-روشهای شیمیایی حذف فلزات سنگین11
1-3-2-روشهای فیزیكی حذف فلزات سنگین12
1-3-3-روشهای بیولوژیكی حذف فلزات سنگین12
1-4-نقره13
1-4-1-معرفی13
1-4-2-تاریخچه15
1-4-3-منابع16
1-4-4-خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر نقره18
26/1Å : شعاع یونی19
الکترونگاتیوی:93/119
حالت اکسیداسیون: 119
3/11Kj/molگرمای فروپاشی :19
58/250Kj/mol :گرمای تبخیر19
0000000159/0Ohm. mمقاومت الکتریکی :19
شکل الکترونی: s14d10519
1-4-5-ترکیبات نقره21
1-4-6-کمپلکس‌های نقره22
1-4-7-کاربردها23
1-4-8-تاثیرات نقره بر محیط زیست و سلامتی انسان25
1-4-9-ایزوتوپ27
نیمه عمر ایزوتوپها به صورت زیر می‌باشد:27
1-5-سرب30
1-5-1-معرفی30
1-5-2-تاریخچـــــــه31
1-5-3-منابع32
1-5-4-خواص فیزیكی و شیمیایی عنصر سرب34
نام: Lead34
علامت اختصاری: Pb34
شماره: 8234
گروه شیمیایی: فلز ضعیف34
گروه: 634
تناوب: IVA34
بلوک: بلوک p34
جرم‌حجمی: kg/m3 1134034
سختی: 5/1 موهس34
رنگ: سفید متمایل به آبی34
1-5-5-گونه‌های آلاینده سرب36
1-5-5-2- Pb4+37
1-5-6-ترکیبات آلی سرب37
می‌شود.38
1-5-7-کاربردها38
1-5-11-تأثیرات سرب روی انسان44
1-5-14-ایزوتوپهــــــــــــا46
1-6-1-معرفی48
1-6-2-تاریخچه48
1-6-3-منابع50
1-6-4-خصوصیات فیزیكی و شیمیایی روی51
عدداتمی: 3051
جرماتمی: 409/6551
نقطهذوب: °C 73/41951
نقطهجوش: °C 90751
شعاعاتمی: Å 53/151
ظرفیت: 251
رنگ: سفید مایل به آبی51
حالت استاندارد: جامد51
نام گروه: 1251
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 394/951
شکل الکترونی: 1s22s2p63s23 p63d 104s251
شعاعیونی: Å 74/051
الکترونگاتیوی: 65/151
حالت اکسیداسیون:251
دانسیته: 13/751
گرمای فروپاشی: Kj/mol 322/751
گرمای تبخیر: Kj/mol 3/11552
مقاومت الکتریکی: Ohm m 00000005964/052
گرمای ویژه:J/g oK 39/052
دوره تناوبی: 452
شماره سطح انرژی: 452
اولین انرژی: 252
دومین انرژی: 852
سومین انرژی: 1852
چهارمین انرژی: 252
1-6-5-ترکیبات53
1-6-6-کاربردها55
1-6-7- اثرات روی بر روی سلامتی انسان و محیط زیست58
1-6-8-ایزوتوپها59
فصل دوم:مزوپورهاوكاربردهای آنها61
2-1-نانوتكنولوژی و نانومواد61
2-2-تركیبات نانومتخلخل67
2-4-تاریخچه74
2-5-تركیبات نانومتخلخل مزوپوری79
2-6-تركیبات مزوپوری SBA-1580
2-6-1-ساختار حفره SBA-1581
2-7-سیستمهای ناهمگن و بسترها81
2-8-نانودندریمرها82
2-8-1-ساختمان و نحوه سنتز نانودندریمرها83
2-8-2-دندریمر پلیآمید و آمین PAMAM84
2-8-3-سمیت و زیستسازگاری دندریمرها85
2-9-سنتز و مكانیسم تشكیل مزوپورها85
2-9-1-مكانیسم كلی86
2-9-2-استفاده از قالب كوپلیمرهای غیر یونی در تهیه مواد مزوپور87
2-9-3-تثبیت كمپلكسهای فلزات واسطه درون مزوپورها94
2-9-4-مكانیزم قالبگیری كریستال مایع(LCT) یا تجمع میلههای سیلیكاتی96
2-9-5-مكانیسم چروك خوردن لایه سیلیكاتی97
2-9-6-مكانیسم جفت شدن دانسیته بار98
2-9-8-مكانیسم بلور مایع سیلیكاتروپیك(SLC)100
2-9-9-مسیر سنتز و مورفولوژی ذرات SBA-15102
2-10-كاربردهای مزوپورها104
2-10-1-نقش كاتالیزوری104
2-10-2-كشتی در بطری104
2-10-3-جذب و جداسازی105
2-11-كلیات جذب‌اتمی106
2-11-1-اصول108
2-11-2-تجهیزات و دستگاه‌ها در جذب‌اتمی شعله109
2-11-3-منبع تابش111
2-11-4-اتم‌كننده‌ها در جذب‌اتمی112
2-11-5-مراحل و فرایندهای تشكیل اتم در شعله114
2-11-6-تكفام سازها یاانتخاب‌گرهای طول‌موج (MMED)117
2-11-7-آشكارسازها119
2-11-8-مزاحمتها در AAS122
فصل سوم:بخش تجربی126
3-1-مقدمه127
3-2-مواد و دستگاه‌های مورد نیاز127
3-2-1-تهیه محلولها و استانداردها127
3-3-بررسی میزان جذب فلزات سنگین مختلف توسط جاذب128
3-4-استخراج و بازیابی نمونه129
3-5-بررسی پارامترهای موثر بر استخراج و بازیابی129
3-6-بررسی اثر مقدار جاذب130
3-7-بررسی زمان استخراج132
3-9-بررسی مقدار و نوع محلول بازیابی كننده136
3-10-تعیین ظرفیت جاذب برای جذب Pb2+ وZn2+ وAg+136
3-11-كاربرد جاذب برای پیش تغلیظ137
3-12-گستره خطی نمودار كالیبراسیون137
3-13-فاكتور تغلیظ138
3-14-حد تشخیص (LOD)139
3-15-بررسی دقت روش142
3-16-بررسی مزاحمتها143
3-17-حذف Pb2+ و Zn2+ و Ag+ در نمونه‌های پساب144
فصل چهارم:بحث و نتیجه‌گیری146
فهرست منابع150
دانلود طرح توجیهی مدرسـه غير انتـفاعي