آب های زیرزمینی یکی از منابع اصلی آبیاری زمین های کشاورزی و گیاهان می باشند. آلودگی این منابع به فلزات سنگین در محدوده مراکز صنعتی که پساب خود را به محیط تخلیه می کنند و تجمع این فلزات در بافت های گیاهان آبیاری شده با آب حاوی فلزات سنگین، از معمول ترین طرق انتقال این فلزات به انسان می باشد. پالایشگاه تهران نیز یکی از مراکز صنعتی مهم در حومه شهر تهران می باشد که از آب های زیرزمینی محوطه آن برای آبیاری گیاهان محدوده پالایشگاه تهران استفاده می گردد. لذا در این تحقیق میزان و نوع فلزات سنگین موجود در آب های زیرزمینی محوطه و حذف آنها با هدف آبیاری فضای سبز وگیاهان مورد بررسی قرار گرفته است. برای تعیین نوع و میزان فلزات سنگین موجود، از 4 چاه محوطه که امکان نمونه گیری وجود داشت، نمونه برداشت شده و میزان غلظت فلزات سنگین آهن، کروم (iii)، کروم (vi)، کادمیوم، سرب، نیکل و مس اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده تماماً پایینتر از حد استاندارد آبیاری و حتی غیر قابل تشخیص بودند. از آنجاییکه فلز کروم شش ظرفیتی یکی از سمی ترین فلزات سنگین می باشد که در صورت ورود به بدن جانداران، در غلظت های بالا منجر به مرگ نیز می گردد و از فلزات سنگین معمول در خروجی اکثر پالایشگاه های جهان می باشد، برای بررسی روش جذب توسط کربن فعال در تحقیق حاضر انتخاب گردید. بدلیل کمبود امکانات آزمایشگاهی و همچنین تاخیر در هماهنگی و ارائه مجوز از طرف پالایشگاه تهران برای آغاز تحقیق و انجام نمونه گیری، روش جذب پیوسته به کمک کربن فعال و تأثیر تغییر غلظت اولیه و دبی بر روند جذب مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق محلول کروم با غلظت های 10، 20 و 30 میلی گرم بر لیتر با دبی های 25/1 و 50/2 میلی لیتر بر ثانیه برای هر غلظت اولیه از داخل ستون جذبی کربن فعال به قطر 5 و ارتفاع 30 سانتیمتر عبور داده شد و اعتبار ایزوترم های لانگموار و فرویندلیش برای جذب کروم بررسی شده و ضرایب جذب و ظرفیت جذبی کربن برای هرکدام از مراحل آزمایش بدست آمده است. نتایج آزمایشات، رسم منحنی های جذب و محاسبات انجام گرفته نشان می دهند که ایزوترم فرویندلیش تطابق بیشتری با روند جذب کروم در کربن فعال دارند. مقادیری که برای ضریب kf این ایزوترم به دست آمده به طور میانگین برابر 02/0 بدست آمد. مقادیر بدست آمده برای ضریب 1/n از 31/0 تا 03/2 متغیر می باشند. بیشترین مقادیر ظرفیت جذبی کربن برابر 02/0 میلی گرم کروم به ازای یک گرم کربن فعال و مربوط به عبور محلول با غلظت اولیه 30 میلی گرم بر لیتر می باشد.

اکثر تصفیه خانه های فاضلاب موجود در میهن عزیزمان ایران تصفیه فاضلاب را به روش لجن فعال انجام می دهند. پدیده بالکینگ یا حجیم شدن لجن در ته نشینی ثانویه و نیاز به فضای بسیار زیاد جهت احداث تصفیه خانه، اعمال روش تصفیه پیشرفته مانند فیلتراسیون، کلرزنی و ... جهت استفاده مجدد از پساب خروجی از مشکلات عمده این روش می باشد. در این راستا، امروزه روش mbr (بیوراکتور غشایی) که ترکیبی از فیلتراسیون غشایی و لجن فعال می باشد و دارای مزایای بسیار (از جمله کیفیت پساب خروجی و جانمایی کوچک) مورد توجه گرفته است. لذا در این تحقیق به منظور بهینه سازی تصفیه فاضلاب شهری تهران با هدف بازیافت پساب با استفاده از روش mbr در مقیاس پایلوت در تصفیه خانه شهرک اکباتان در یک دوره زمانی 5 ماهه مورد مطالعه قرار گرفت. حجم تقریبی پایلوت 900 لیتر و غشای hollow fiber به منظور مطالعه اثر زمانهای ماند هیدرولیکی گوناگون و اثر نرخ هوادهی ضعیف و متوسط در روش mbr و حذف آلاینده های مختلف فاضلاب مانند bod ، cod ، tkn ، tp ، tss و آمونیوم، چهار زمان ماند 3و4و5و6 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج آزمایشات، زمان ماند هیدرولیکی بهینه جهت حذف آلاینده های مذکور حدود 5 ساعت با هوادهی متوسط برآورد گردید که راندمان حذف آلاینده ها : bod 95.6درصد، cod 97.1 درصد، آمونیوم 95.2 درصد، tkn 93.7 درصد، tp 56 درصد و میزان tss خروجی کمتر از mg/lit 1 حاصل گردید.

فاضلاب ها و کودهای حیوانی منشا بسیاری از باکتری‏های بیماری‏زا هستند که در تماس مستقیم با خاک قرار دارند و امکان انتقال این میکروارگانیسم‏ها را در محیط متخلخل خاک فراهم می‏کنند. این امر سلامت آب‏های سطحی و زیرزمینی، که در کشور‏های در حال توسعه از منابع اصلی آب آشامیدنی به شمار می‏آیند را به خطر می‏اندازد. باکتری اشرشیاکلی یکی از این عوامل است که بعضی از سویه های آن بیماری‏زا می‏باشند. این باکتری از دسته‏ی باکتری‏های گرم منفی بوده و شاخص آلودگی مدفوعی آب‏های آشامیدنی به شمار می‏آید. بررسی چگونگی حرکت این باکتری در محیط متخلخل خاک می‏تواند نقش بسزایی در تعیین حریم چاه‏های جذبی ایفا کند. در بخش اول این پژوهش با بهره‏گیری از آزمایش‎‏های ستونی، چگونگی تاثیر پارامترهای خاک ( اندازه ی متوسط دانه ها و ضریب یکنواختی) بر حرکت و بقای باکتری در محیط خاک مورد بررسی قرار گرفته است. غلظت باکتری در جریان ورودی و غلظت باکتری در جریان خروجی در گام‏های زمانی مختلف اندازه‏گیری شده و با استفاده از غلظت های نسبی منحنی‏های نفوذ برای هر نمونه‏ی خاک رسم گردیده‏است. بدین ترتیب با استفاده از منحنی‏های نفوذ، ضریب فیلتراسیون برای هر نمونه بدست آمده و با مقادیر نظری آن مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند با کاهش اندازه ی دانه های خاک، ضریب فیلتراسیون افزایش می یابد، دیگر نتیجه ی حاصل از این بخش کاهش ضریب فیلتراسیون در اثر افزایش ضریب یکنواختی نمونه ی خاک بود. در بخش دوم این پایان نامه با اضافه کردن موادی چون کربن فعال، کربنات کلسیم، کائولینیت و اکسید آهن به ستون های خاک و فراهم کردن سایت های مناسب جهت جذب باکتری، به بررسی تأثیر این افزودنی ها بر ضریب تأثیر چسبندگی خاک پرداخته شد. نتیجه ی حاصل از این بخش، افزایش غیر خطی ضریب تأثیر چسبندگی بر اثر افزایش درصد افزودنی ها بود، لازم به ذکر است که بیشترین جذب در نمونه های حاوی کربن فعال رخ داده است.

چکیده غشاها یکی از روش های فیزیکی کارآمد در حذف ذرات آب و فاضلاب هستند.از پرکاربردترین غشاهای مورد استفاده در تصفیه ی آب غشاهای نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس می باشند که عملکرد قابل توجهی در حذف ذرات با مقیاس نانو از خود نشان داده اند.به همین جهت در حذف نمک های محلول و سایر ذرات از آب، مورد استفاده ی وسیعی قرار گرفته اند.در این پژوهش حذف املاح محلول آب مورد استفاده ی بویلرها توسط فرآیند نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس و بررسی عملکرد این دو سیستم در مقیاس پایلوت مورد مطالعه قرار گرفته است. تأثیر فشار انتقالی،میزان املاح محلول در آب خوراک و درجه ی اسیدی یا بازی آب بر غلظت املاح محلول جریان نفوذی،دبی خروجی و راندمان حذف املاح محلول آب مورد بررسی قرار گرفته ونتایج به دست آمده از آزمایشات مورد تحلیل قرار گرفته و سیستم های نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس در کاهش املاح محلول آب مورد استفاده در بویلرها مورد مقایسه قرار گرفته اند. در پایان با توجه به نمودارهایی که بر اساس نتایج آزمایشگاهی رسم گردیده اند و همچنین به کمک یک برنامه ی نرم افزاری فشار بهینه ی هر سیستم و نیز روش بهینه تعیین شده است. کلمات کلیدی نانوفیلتراسیون،اسمز معکوس،املاح محلول آب،بویلر،فشار بهینه

بهسازی بیولوژیک خاک یکی از روشهای در حال توسعه است، در این پایان نامه پس از بررسی باکتری های دارای پتانسیل بهسازی خاک و انتخاب باکتری مناسب، در فاز اول عوامل زیستی، شیمیایی و فیزیکی تأثیرگذار در این روند خارج از خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. روند رسوب گذاری با استفاده از دو محیط کشت مختلف و تحت شرایط دمایی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. در فاز دوم تحقیقات تأثیر شرایط ارزیابی شده در فاز اول، در یک سری ستون خاک بررسی شد و از آزمایش تک محوری برای ارزیابی میزان مقاومت به دست آمده استفاده شد. اثر دانه بندی خاک بر روند توزیع باکتری در خاک و همچنین اثر زمان بر روی میزان مقاومت نیز به طور جداگانه بررسی شد. بررسی های انجام شده بر روی بیش از 20 ستون آزمایشگاهی و محیط کشت های مختلف و دستیابی به مقاومت تک محوری 800kpa بیانگر انعطاف پذیری بالای این روش برای کاربردهای متفاوت با استفاده از محیط کشت های مختلف می باشد. در صورتی که نیاز به مقاوم سازی خاک های عمقی باشد دما می تواند به عنوان یک عامل بازدارنده برای به تأخیر انداختن تشکیل رسوب و دستیابی به نقاط دورتر از نقطه ی تزریق ایفای نقش کند. همچنین دانه بندی خاک در توزیع باکتری و گیر افتادن آن تأثیر گذار است و حداکثر 28 روز زمان برای رسیدن به مقاومت نهایی نیاز می باشد.

منابع آب شیرین جزء لاینفک محیط و حیات محسوب می شود .زندگی بشر در کره زمین در گرو تأمین آب مناسب از نظر کمی و کیفی قرار دارد .رشد روز افزون جمعیت جهان، گسترش شهرها بیش از پیش مسئله مدیریت جامع و یکپارچه منابع آب و بهره برداری از آن به عنوان یک منبع پایدار را در سطح بین المللی مطرح ساخته است . رودخانه ها به عنوان یکی از مهمترین منابع تأمین و انتقال آب مصرفی بخشهای صنعت، کشاورزی ومصارف شهری از اهمیت خاصی برخوردارند .توسعه روزافزون فعالیتهای کشاورزی و صنعتی و افزایش قابل توجه حجم فاضلابهای شهری موجب آلودگی منابع آب، خصوصًا رودخانه ها گشته به نحوی که کیفیت آب این منابع حیاتی را در بسیاری از نقاط مورد مخاطره جدی قرارداده و حتی دربرخی نقاط منجر به مرگ بیولوژیکی رودخانه ها گردیده است. عدم توانایی منابع آب در پالایش مواد زایدی که به آنها اضافه می شود زیان فراوانی به دنبال داشته و علاوه بر اینکه محیط زیست آبزیان را به مخاطره می اندازد، در مواردی استفاده های گوناگون آب را در مصارف شهری، کشاورزی، پرورش ماهی، تفریح و ورزش را نیز محدود می کند .

حضور نفت و مشتقات آن در خاک منجر به آلودگی خاک شده و می تواند چرخه های زیستی موجود در طبیعت را مختل کرده و حتی در نهایت منجر به آلودگی آب زیرزمینی به عنوان اصلی ترین منبع آب آشامیدنی گردد. آلودگی های نفتی، از جمله رایج ترین و خطرناک ترین آلاینده هایی هستند که باعث آلودگی محیط زیست می شوند. روش های زیستی پاکسازی آلودگی خاک به عنوان روش های کم هزینه و دوستدار محیط زیست شناخته شده اند. فرایند زیست پالایی به فعالیت باکتری ها در تجزیه ترکیبات شیمیایی نامطلوب گفته می شود که مواد نفتی به عنوان منبع انرژی و کربن برای فعالیت های سوخت وساز میکروارگانیزم ها استفاده می شود. روش الکتروکینتیک به اعمال میدان الکتریکی ضعیف به وسیله قراردادن دو رشته الکترود (آند و کاتد) در خاک و عبور جریان مستقیم گفته می شود و به عنوان یکی از روش های فیزیکی و شیمیایی پالایش خاک های آلوده دسته بندی می شود. در این پژوهش با تلفیق دو روش زیست پالایی (bio) و الکتروکینتیک (ek) حذف کل هیدروکربن نفتی (tph) از خاک بررسی گردید. در آزمایشات، نمونه خاک رس کائولینیت به صورت مصنوعی با نفت خام آلوده و در راکتورهای طراحی شده قرار داده شدند. سپس محلول های مواد مغذی کاتولیت و آنولیت و ولتاژ 1 ولت بر سانتی متر اعمال شدند. قطبیت الکترودها هر 5 روز عوض شدند. هر دو آزمایش bio و bio-ek با 100 میلی لیتر سوسپانسیون باکتری سودوموناس آئروژینوزا با جمعیت حدود bacterial number/ml 108 ×3 مخلوط شدند. نتایج نشان داد که در مدت 15 روز 98 درصد ترکیبات tph در آزمایش bio و 75 درصد از آن در آزمایش bio-ek کاهش می یابند.

در بسیاری از اکوسیستم های جنگلی پدیده تثبیت بیولوژیک ازت مورد توجه قرار گرفته است. معمولا در طی حیات جنگل میزان ورود نیتروژن به سیستم از این روش بیش از خروج آن از راههای مانند دنیتریفیکاسیون است. اکوسیستم های جنگلی مانگرو به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد در سراسر جهان مورد توجه بوده و حفظ و نگهداری آنها از اهداف سازمانهای بین المللی و دولتها شناخته شده است، برای اول بار در تحقیق حاضر پدیده تثبیت بیولوژیک ازت مولکولی در رسوبات جنگل های دریایی حرا واقع در جزیره قشم (منطقه حفاظت شده جنگل حرا) در خلیج فارس که از ذخایر ارزشمند زیستی کشور است مورد توجه و کاوش قرار گرفته و نیز ارتباط میان حضور سیانوباکتریها در مات های موجود بر سطح این رسوبات با این پدیده بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که بیشترین فعالیت در فصل تابستان و کمترین فعالیت در فصل زمستان دیده می شود. در مرحله بعدی حضور و فراوانی سیانوباکتریها در رسوبات و سطوح پناماتوفورهای درختان حرا مورد بررسی قرار گرفت. که در نتیجه آن تعدادی از سیانوباکتریها و سویه های دی ازوتروف جداسازی و شناسایی شدند. پس از جداسازی و شناسایی جنسهای مختلف، 9 سویه تک سلولی و دی ازوتروف انتخاب شده و الگوی رشد، و توانایی آنها برای تثبیت ازت در شرایط هوازی و تحت شرایط میگزوترفی و شیمیوهتروتروفی بررسی گردید. منحنی رشد هریک از سویه ها نشان داد که محیط های دارای ازت و تابش دائمی نور، بهترین الگوی رشد را ارائه داده و تثبیت ازت در شرایط نوری متناوب یعنی 14 ساعت نور و 10 ساعت تاریکی بهتر انجام می پذیرد و بالاترین میزان فعالیت نیتروژنازی (احیای استیلن) در این شرایط حاصل می شود. این سویه ها و بخصوص سویه های شماره 20 و 21 و 24 و 26 و 29 دارای ویژگی و توانایی های ارزشمندی بوده و شاید بتوان در ایران نیز از روش پرورش و تلقیح مصنوعی نهالهای درختان حرا با این میکروارگانیسمها استفاده نمود و از این راه به افزایش میزان جنگل زایی و در نتیجه حفظ و گسترش این جنگلهای کمیاب و ارزشمند کمک کرد.