فلزات سنگین غیر قابل تجزیه بوده و می توانند در بافت های زنده بدن تجمع یابند، بنابراین با تجمع در سرتاسر زنجیره غذایی به سهولت در بدن انسان جذب می شوند. از میان این فلزات فلز منگنز به عنوان آلاینده مورد مطالعه قرار گرفت. هدف این تحقیق بررسی حذف منگنز از محیط آبی با استفاده از ستون بستر ثابت از ماسه بادی دشت سیستان می باشد. متغیرهای سرعت جریان، غلظت اولیه منگنز و ارتفاع بستر و تاثیر آنها بر منحنی های شکست ستون مورد بررسی قرار گرفت. برای توصیف و پیش بینی عملکرد ستون های جاذب در مقیاس آزمایشگاهی و تعمیم نتایج به ستون های واقعی و طراحی در مقیاس کامل از مدلbdst استفاده شد. ابتدا ماسه بادی به عنوان جاذب از دشت سیستان جمع آوری گردید و سپس ذرات با اندازه های بین 125 تا 150 میکرون انتخاب گردید. برای تهیه محلول ذخیره از تیترازول منگنز(ساخت کارخانه مرک آلمان) استفاده شد. برای حذف منگنز تحت جریان پیوسته، از ستونی شیشه ای با ارتفاع 50 سانتیمتر و قطر 3 سانتیمتر به عنوان راکتور با جریان ثقلی و بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفت. برای جلوگیری از خروج جاذب، در ابتدا و انتهای ستون از پشم شیشه استفاده شد، در انتهای ستون شیر تخلیه تعبیه گردید که از آن برای برداشت نمونه ها استفاده شد. به منظور انتقال یون فلزی منگنز از ورودی به ستون، از شیلنگهای پلاستیکی استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که حداکثر راندمان جذب منگنز توسط ماسه بادی در ph معادل 4، برابر 5/71% می باشد. معادلات فروندلیچ و لانگمیر داده های ایزوترم جذب را بخوبی توصیف می کنند. مدل فروندلیچ با ضریب همبستگی 986/0 از توانایی بیشتری در توصیف داده ها برخوردار بود. همچنین، نتایج تحقیق نشان داد که جذب سطحی منگنز در ستون بستر ثابت با استفاده از ماسه شدیدا به دبی جریان، غلظت اولیه و ارتفاع بستر وابسته است. نتایج آزمایش نشان داد که زمان شکست با افزایش دبی جریان و غلظت اولیه، کاهش می یابد، همچنین ظرفیت جذب با افزایش ارتفاع ستون افزایش می یابد. ارزیابی پارامترهای ستون بستر نشان داد که مدل زمان سرویس بستر خالی (bdst) از تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی برخوردار است.

انتشار فلزات سنگین در محیط زیست که با توسعه صنعتی و افزایش جمعیت توأم می باشد، یکی از مشکلات اصلی در بسیاری از کشورها است. کروم از جمله فلزات سنگینی است که در پساب های صنعتی از قبیل صنایع آبکاری، نساجی، چرم سازی و کود سازی یافت می شود. کروم شش ظرفیتی عامل موثر ایجاد سرطان بوده و می تواند فرآیند ثبت dna را تغییر دهد. در نتیجه باعث انحرافاتی در کروموزوم ها می گردد. هدف از این تحقیق، استفاده از جاذب محلی خاک اره درخت گز در دو حالت طبیعی و اصلاح شده برای حذف کروم شش ظرفیتی از محلول آبی می باشد. ابتدا خاک اره درخت گز از یک کارگاه محلی در سطح شهر تهیه شد و سپس ذرات با اندازه های بین 18/1 تا 36/2 میلی متر انتخاب گردید. برای اصلاح خاک اره، از اسید نیتریک 1/0 مولار استفاده شد. در این تحقیق مطالعه حذف کروم در حالت ناپیوسته به منظور تعیین phبهینه، زمان تعادل و مدل ایزوترم مطلوب، صورت پذیرفت. همچنین برای حذف کروم شش ظرفیتی در حالت جریان پیوسته، ستونی از جنس شیشه با ارتفاع 30 سانتیمتر و قطر 3 سانتیمتر به عنوان یک بستر ثابت با جریان ثقلی مورد استفاده قرار گرفت. عملکرد ستون جاذب در دبی های 5، 5/6 و 8 میلی لیتر بر دقیقه، ارتفاع بستر جاذب 10، 12 و 14 سانتیمتر و غلظت کروم ورودی6، 8 و 10 میلی گرم برلیتر مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت رفتار ستون جاذب با استفاده از مدل bdst، بررسی شد و پارامترهای مدل تعیین گردید. نتایج تحقیق نشان داد که حداکثر راندمان جذب کروم در مورد هر دو جاذب در ph معادل یک، به ترتیب برای خاک اره طبیعی و اصلاح شده برابر 39/98% و 71/98% و زمان تعادل برای خاک اره طبیعی180 دقیقه و برای خاک اره اصلاح شده 120 دقیقه بدست آمد. مطالعه ایزوترم جذب نشان داد که اگر چه هر دو مدل ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ داده ها را بخوبی توصیف کردند، ولی مدل فروندلیچ برای هر دو جاذب از توانایی بیشتری در توصیف داده ها برخوردار است. نتایج بدست آمده در مورد هر دو جاذب حاکی از آن است که با افزایش ارتفاع بستر، شیب منحنی های شکست کمتر می شود، در نتیجه باعث گسترده تر شدن ناحیه انتقال جرم شده و زمان رسیدن به نقطه شکست ستون را افزایش می دهد. همچنین با افزایش دبی و غلظت اولیه، شیب منحنی های شکست بیشتر شده و موجب کاهش زمان شکست ستون می شود، در مجموع، شیب منحنی ها ی شکست خاک اره در حالت اصلاح شده در مقایسه با منحنی های شکست خاک اره در حالت طبیعی کمتر است. از طرفی زمان های رسیدن به نقطه شکست برای خاک اره اصلاح شده نیز بیشتر از خاک اره طبیعی می باشد. همچنین، نتایج تحقیق نشان داد که ظرفیت جذب با افزایش ارتفاع بستر افزایش می یابد، بطوریکه با افزایش ارتفاع ستون از 10 به 14 سانتی متر، برای خاک اره طبیعی از 43/50 به 85/118 و برای خاک اره اصلاح شده از 29/56 به 56/132 میلی گرم بر گرم افزایش یافت. بررسی تغییر دبی و غلظت نشان داد که با کاهش دبی و غلظت اولیه، مقدار کروم جذب شده توسط هر دو جاذب، افزایش می یابد. در نهایت ارزیابی پارامترهای ستون بستر نشان داد که مدل bdst از تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی برخوردار است و منحنی های شکست تئوریک و آزمایش از روند یکسانی برخوردار می باشند.

استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور به منظور تخمین رواناب حوضه آبریز در سالهای اخیر افزایش یافته است، دلیل این امر این است که مدلهای بارش _ رواناب شامل تغییرات ژئومورفولوژی و مکانی می باشد. در این تحقیق، نقشه شماره منحنی رواناب حوضه آبریز افین به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی(gis) و سنجش از دور و بر اساس فاکتورهایی مانند پوشش گیاهی، کاربری اراضی، گروه هیدرولوژی خاک و شرایط هیدرولوژیکی تهیه گردید. نقشه پوشش گیاهی به کمک شاخص تفاوت پوشش گیاهی نرمال شده (ndvi) تهیه شد و به سه کلاس مرتع خوب، متوسط وضعیف طبقه بندی گردید. نقشه کاربری اراضی حوضه با استفاده از داده های ماهواره ای و به کمک روش طبقه بندی نظارت شده و الگوریتم حداکثر احتمال با توجه به اهداف تحقیق، در 5 کلاس اراضی دیم، اراضی آبی، اراضی توده سنگی، مراتع فقیر و مراتع متوسط ،تعیین شد. از نرم افزارهای erdas وilwis جهت طبقه بندی تصاویر ماهواره ای و تهیه نقشه پوشش گیاهی و کاربری اراضی استفاده شد. سپس نقشه گروه هیدرولوژیکی خاک به کمک بازدیدهای صحرائی و نقشه های خاک، شیب، زمین شناسی و کاربری اراضی حوضه تهیه گردید. برای ارزیابی صحت لایه های کاربری تهیه شده از ضریب کاپا استفاده شد که به ترتیب برای تصاویر لندست 2002 و 2010، 84/0 و 83/0 محاسبه گردید. از تلفیق این نقشه ها در gis و به کمک جدول scs، نقشه شماره منحنی رواناب برای تصاویر لندست 2002 و 2010 میلادی ،به دست آمد.مقدار شماره منحنی رواناب حوضه در شرایط رطوبتی متوسط برای سال 2002 ،مقدار 4/83 و برای سال 2010، مقدار 52/86 برآورد گردید و همچنین نقشه های ضریب نگهداشت سطحی حوضه نیز تهیه گردید. نتایج نشان داد که در طی این 8 سال، تراکم پوشش گیاهی حوضه کاهش یافته و مقادیر شماره منحنی و پتانسیل تولید رواناب حوضه افزایش یافته است. مساحت تحت پوشش اراضی دیم کاهش و اراضی آبی افزایش یافته است، همچنین مساحت تحت پوشش مراتع متوسط کاهش و اراضی توده سنگی و مراتع فقیر نیز افزایش یافته است.

کمبود آب آبیاری با کیفیت مناسب یکی از مهمترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک است که وسعتی حدود یک سوم جهان را در بر دارد. در مناطقی که آب شیرین کمیاب است، نیاز فزاینده ای برای استفاده از آب با کیفیت پایین وجود دارد. در این راستا تلاش های زیادی توسط محققان برای کاهش شوری و افزایش کیفیت آب های نا متعارف همچون آب های شور و لب شور صورت گرفته است. هدف این تحقیق آن است که با استفاده از برخی جاذب های آلی و معدنی در فیلتر شنی میزان یون های کلسیم، منیزیم و کلرید موجود در آب آبیاری را کاهش داد. در این پژوهش از هفت تیمار فیلتر شنی (شاهد)، فیلتر مخلوط شن و خاک اره، فیلتر مخلوط شن و پوسته گندم، فیلتر مخلوط شن و پوسته برنج، فیلتر مخلوط شن و پوسته بادام، فیلتر مخلوط شن و کربن فعال و فیلتر مخلوط شن و زئولیت استفاده شد. آزمایشات نشان داد که فیلتر شنی به تنهایی تاثیر قابل توجهی در جذب یون های آب آبیاری (-cl، ca+2 و mg+2) ندارد. ولی کاربرد جاذب های آلی در فیلتر شنی املاح آب را کاهش دادند. مثلا فیلتر حاوی پوسته گندم باعث کاهش 30 درصدی کلر، 14 درصدی کلسیم و 22 درصدی منیزیم و 5/5 درصدی سدیم و افزایش پتاسیم شد. فیلتر حاوی خاک اره نیز باعث کاهش 44/13 درصدی کلر، 7/23 درصدی کلسیم و 7/11 درصدی منیزیم و افزایش سدیم و پتاسیم شد. فیلتر حاوی پوسته بادام نیز باعث کاهش 16 درصدی کلر22 درصدی کلسیم و 5 درصدی منیزیم و افزایش سدیم و پتاسیم شد. فیلتر حاوی پوسته برنج نیز باعث کاهش 20 درصدی کلر، 5/30 درصدی کلسیم و 17 درصدی منیزیم و افزایش سدیم و پتاسیم شد. فیلتر حاوی کربن فعال نیز باعث کاهش 22 درصدی کلر، 29 درصدی کلسیم و 8 درصدی منیزیم و مقدار ناچیزی سدیم (7/2 درصد) و افزایش پتاسیم شد. فیلتر حاوی زئولیت که به عنوان یک جاذب معدنی مورد استفاده قرار گرفت باعث کاهش 19 درصدی کلر،40 درصدی کلسیم و مقدار ناچیزی منیزیم و افزایش سدیم و پتاسیم شد. همچنین با استفاده از آزمایشات ظروف ناپیوسته نشان داده شد که اصلاح جاذب ها در محیط اسیدی و بازی می تواند تاثیرهای گوناگونی در روند جذب عناصر داشته باشد. به این معنی که در بعضی موارد باعث افزایش جذب و در پاره ای از موارد باعث کاهش جذب می شود.

انتشار فلزات سنگین در محیط زیست که توام با توسعه صنعتی و افزایش جمعیت رو به فزونی است، یکی از مشکلات جدی بسیاری از کشورها است. فلزات سنگین از نظر شدت آلایند گی در گروه آلایندهای سمی درجه اول قرار دارند. ترکیبات سمی درجه اول، موادی هستند که دارای خطرات زیست محیطی بوده و برای سلامت انسان زیان آورند. کروم از جمله فلزات سنگین می باشد که در پساب های صنعتی از قبیل پردازش فلزات، صنایع آبکاری، نساجی، چرم سازی وکود سازی یافت می شود. هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر اندازه ذرات ساقه برنج بر مقدار حذف کروم از محیط آبی است. در این تحقیق پس از جمع آوری ساقه برنج از مزارع موجود در منطقه لنجان اصفهان، ابتدا ساقه های برنج خرد شد، سپس با استفاده از الک، ذرات با اندازه های 75، 300، 850 و 1200 میکرون تهیه شد. در این تحقیق از چهار مقدار 1، 5/1، 2 و 3 گرم ساقه برنج و هر کدام در اندازه ذرات 75، 300، 850 و 1200 میکرون استفاده گردید. اندازه گیری سطح ویژه جاذب با استفاده از روش جذب bet انجام شد. غلظت محلول کروم در تمامی آزمایش های جذب 10 میلی گرم بر لیتر انتخاب شده است. حداکثر راندمان جذب در 2=ph و جرم 1 گرم از جاذب 75 میکرونی، 25/98% بدست آمد. بررسی سینتیک جذب نشان داد که مدل های غیر تعادلی لاگرگرن (ضریب همبستگی 999 /0) و هو و همکاران (ضریب همبستگی 998/0) فرآیند جذب را به خوبی توصیف می کنند و سرعت جذب با افزایش اندازه ذرات جاذب به صورت نمایی کاهش می یابد. سرعت متوسط جذب از تقسیم مقدار جذب در زمان تعادل بر زمان تعادل بدست می آید. مطالعات نشان داد که در ذرات با اندازه 75 میکرون مدل های لانگمویر (ضریب همبستگی 992/0)، فروندلیچ (ضریب همبستگی 989/0)، ردلیچ- پیترسون (ضریب همبستگی 993/0) و سیپس (ضریب همبستگی 994/0) داده های ایزوترم را بخوبی توصیف می کنند. مطالعات همچنین نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب ساقه برنج با افزایش اندازه ذرات جاذب به صورت خطی کاهش می یابد، به گونه ای که ظرفیت جذب (طبق مدل لانگمویر) 096/3 ، 49/2 ، 82/1 و 456/1 میلی گرم بر گرم به ترتیب برای اندازه ذرات 75 ، ???، ??? و ????میکرون می باشد. نتایج این پژوهش نشان داد که ساقه برنج از ظرفیت مناسبی جهت حذف کروم از محیط آبی برخوردار می باشد.