در بخش اول از این مطالعه به بررسی جداسازی یون های لانتانیم، سریم، ساماریم، یوروپیم، دیسپروزیم، هولمیم، اربیم، توریم و اورانیل با استفاده از روش الکتروفورز مویین پرداخته شد. 2-تنوییل تری فلوئورو استن به عنوان لیگاند اصلی و ?-هیدروکسی ایزوبوتریک اسید به عنوان لیگاند کمکی مورد استفاده قرار گرفتند. در شرایط بهینه نسبت به ph، غلظت لیگاند، زمان تزریق، قدرت یونی، ولتاژ و دما، جداسازی کامل یون های مورد مطالعه در کمتر از 15 دقیقه با استفاده از محلول های 1 میلی مولار لیگاند اصلی، 5 میلی مولار لیگاند کمکی، 5 میلی مولار سدیم نیترات و 5% (حجمی/حجمی) متانول در 2/5ph=، دمایoc 25 با ولتاژ اعمالیkv 25، زمان تزریق s 6 و شناسایی در طول موجnm 210 برای نمونه صورت گرفت. بخش دوم به مطالعه جداسازی عناصر مورد اشاره بالا با استفاده از روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا پرداخته است. این جداسازی با استفاده از ستون فاز معکوس و با به کار بردن لیگاند 2-تنوییل تری فلوئورو استن به عنوان عامل کمپلکس کننده مورد بررسی قرار گرفت. اثر غلظت شوینده، ph، دما، سرعت جریان فاز متحرک مطالعه و بهینه شدند. در شرایط بهینه ابتدا لانتانیدها در سه گروه سبک، متوسط و سنگین جدا و سپس دو پیک مستقل برای یون های توریم و اورانیل دیده شد. بخش دیگری از مطالعات انجام شده، به کارگیری نانوسیلیکای اصلاح شده با لیگاند باز شیف برای جداسازی یون های یوروپیم، توریم و اورانیل اختصاص داده شده است. میزان جذب این یون ها بر سطح نانو سیلیکای اصلاح نشده وابسته به ph بوده و در phهای 4 و 5/4 به ترتیب قادر به جذب کامل یون های توریم و اورانیل می باشد. در همین شرایط جذب یون یوروپیم از محلول آبی ناچیز بود. با اصلاح سطح نانو سیلیکا با باز شیف ضمن جذب یون های توریم و اورانیل در phهای پایین تر، جذب یون های یوروپیم نیز افزایش یافت. بررسی داده های تجربی با مدل های سینتیکی مطابقت خوبی را با معادله ی شبه مرتبه دوم نشان داد. مطالعه هم دماهای جذب حاکی از آن بود که مدل های لانگ مویر، فرندلیش و تمکین به ترتیب با داده های تجربی جذب یون های توریم، اورانیل و یوروپیم مطابقت دارند. یکی از محورهای مطالعه شده در این رساله به استفاده از روش استخراج مایع-مایع اختصاص داده شده است. در این بخش ابتدا سه لیگاند باز شیف نوع 4n سنتز و شناسایی شدند. سپس خواص یون دوستی این لیگاندها جهت استخراج یون-های لانتانیم، یوروپیم، اربیم و توریم به صورت تابعی از ph مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد علاوه بر جداسازی درون گروهی لانتانیدها با هر سه لیگاند، جداسازی بین گروهی بین دو یون یوروپیم و توریم با افزایش میزان آلی دوستی لیگاندها با اختلاف 2/1ph حدود 4/0، 1 و 8/2 به ترتیب برای لیگاندهای 1l، 2l و 3l افزایش می یابد. به کمک روش تحلیل داده های لگاریتمی استوکیومتری کمپلکس های استخراج شونده به صورت نسبت لیگاند به فلز برای یون لانتانیم 3، 1، 2؛ یون یوروپیم 1، 2، 2؛ یون اربیم 1، 1، 2 و برای یون توریم 1، 1، 1 به ترتیب با لیگاندهای 1l، 2l و 3l محاسبه شد. در بخش دیگر، به کاربرد مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئورو فسفات در استخراج یون های یوروپیم و توریم از محیط سدیم نیترات با استفاده از لیگاندهای فسفریله تری-n-اکتیل فسفین اکسید به عنوان استخراج کننده پرداخته شد. نتایج حاصل با دی کلرومتان مقایسه شده است. نتایج استخراج با لیگاند تری-n-اکتیل فسفین اکسید نشان داد که یون-های یوروپیم با مکانیسم حلال پوشی و تشکیل گونه های [eu(topo)33+](no-3)3 در مایع یونی و دی کلرومتان استخراج شده است. این پژوهش مکانیسم های مختلفی را برای استخراج یون های توریم نشان داد. استخراج در دی کلرومتان به صورت گونه های [th(topo)34+](no-3)4 بوده در حالی که استخراج این یون به درون مایع یونی تحت تاثیر حضور topo قرار نگرفته است. این نتیجه نشان دهنده این است که فرایند استخراج بر اساس مکانیسم تبادل کاتیونی اتفاق افتاده است اما استخراج این یون در محیط اسیدی به مایع یونی نشان داد لیگاند تری-n-اکتیل فسفین اکسید در استخراج تاثیر داشته و مکانیسم استخراج به صورت ترکیبی از تبادل یون-حلال پوشی با تشکیل گونه های [th(topo)4+](no3-) (pf6-)3 می-باشد. سپس به بررسی خواص استخراجی یک لیگاند سالن فسفریله جدید در مایع های یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئورو فسفات و 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئورو فسفات در استخراج یون های یوروپیم و توریم از محیط نیترات پرداخته شد. در این مایع های یونی یون های یوروپیم در phهای بالاتری نسبت به یون های توریم استخراج و گزینش-پذیری مناسبی برای یون های توریم حاصل شد. این در حالی است که استخراج یون توریم در 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئورو فسفات (2ph>) تحت تاثیر حضور لیگاند فسفریله و یون نیترات قرار نمی گیرد. این نتایج می تواند به تفاوت در مکانیسم فرایند استخراج نسبت داده شود. روش تحلیل لگاریتمی نیز نسبت استوکیومتری 1:1 (فلز:لیگاند) برای یون های یوروپیم در هر دو مایع یونی و 3:1 (فلز:لیگاند) برای یون های توریم در 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئورو فسفات (2ph=) و 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئورو فسفات بوسیله لیگاند مورد مطالعه را نشان داد.

صنعت تأمین آب نه تنها از نظر حفظ سلامت اجتماع،بلکه جهت ادامه حیات صنعت،تجارت و کشاورزی نیز بسیار مهم است.بدون منابع آب کافی،جامعه کنونی ما هرگز توسعه نیافته و حیات کنونی قابل پذیرش نبوده و نخواهد بود.در حال حاضر وابستگی ما به آب تصفیه شده بسیار زیاد بوده و هر گونه تهدیدی برای این منابع،قابل قیاس با بدترین بلایای طبیعی و یا ایجاد شده توسط انسان است.حجم آب مصرفی روزانه در کشاورزی،صنعت و اجتماع بسیار زیاد بوده و از طرف دیگر ورود ترکیبات شیمیایی به صورت پساب به محیط زیست و مصرف بالا و بی رویه کود های شیمیایی بخصوص ازته باعث گسترش آلودگی منابع آب شرب به عناصر سنگین،نیترات و نیتریت گردیده است که اگر به موقع مدیریت نشود،مشکلات بهداشتی فراوان و در پی آن انواع بیماری ها را در پی خواهد داشت.از این رو کیفیت آب شرب و شناسایی منابع آلاینده آن اهمیت زیادی دارد.لذا در تحقیق حاضر به بررسی میزان غلظت عناصر سنگین،یونهای نیترات و نیتریت در منابع آب شرب(چاه ، چشمه)شهرستان نورو تهیه نقشه پراکنش آنها در محیط gis پرداخته شده است.انتخاب نقاط نمونه برداری تحت نظارت شرکت آب وفاضلاب استان مازندران(منطقه نور)وبا ملاحظات زمین شناسی،کاربری اراضی،جمعیت،آب و معادن منطقه انجام پذیرفت.اندازه گیری عناصر سنگین با دستگاه icp-ms(پلاسمای جفت شده القایی)و یونهای نیترات ، نیتریت نیز با اسپکتروفتومتر مدلdr/2800 انجام گردید.به منظور تعیین غلظت عناصر در آب شرب منطقه با استفاده از8 ایستگاه تعیین شده،اطلاعات حاصل از نتایج آزمایشگاهی به نرم افزار spssانتقال و نقشه های پراکنش این عناصر در منطقه مطالعاتی در محیط gisارائه شد،تا مشخص گردد بیشترین غلظت هریک از عناصر در کدام ناحیه از منطقه مورد بحث بیشتر بوده تا بر اساس آن بتوان تحلیل های آتی را بنیان نهاد.جهت منشأ یابی عناصر فوق الذکر،نقش عوامل طبیعی و انسان ساخت در خصوص حضور آلاینده های فوق از روش ایجاد مدل سامانه جامع درجه بندی منابع آلاینده استفاده شد و در نهایت نقشه پتانسیل آلودگی و ریسک زیست محیطی تلفیقی 8 عنصر سنگین،نیترات و نیتریت(به همراه واحد های لیتولوژی)در محیط gis ترسیم گردید.نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل یونهای نیترات،نیتریت و 8عنصر سنگین(ni،as،cr،pb،cd،zn، coو (cu، نشان داد که میانگین غلظت هریک از عناصر فوق الذکر،در مقایسه با مقادیر استاندارد های ملی (1053 ایران) وجهانی(who،epa)،پائین تر بوده است و تنها عنصر سرب،آنهم در 4 ایستگاه(s2،s4،s7،s8)و عنصر کادمیوم در ایستگاه(s6)،از مقادیر بالاتری برخوردارند.از آنجائیکه در اطراف ایستگاههایی که مقادیر سرب در آنها بالاست،معادن در حال بهره برداری سرب دونا،فلوریت و باریت که پاراژنز با گالن هستند(pbs)،سیلیس،باریت،گرانیت،سنگ لاشه می باشد و بخشی نیز به علت زمین شناسی منطقه(سازند الیکا سنگ میزبان برای سرب ، روی و فلورین در البرز است)،لذا مقادیر بالای سرب با منشأ طبیعی و انسان ساخت توجیه پذیر است.وجود عنصر کادمیوم در ایستگاه(s6)با غلظت 3 میکروگرم در لیتر به علت مجاورت با منطقه ریسک بالا و معادن فعال مرمرین و سنگ لاشه و مهمتر از همه مقادیر بالای روی(در غلظت های مشاهده شده در آب آشامیدنی،اهمیت بهداشتی ندارد)کاملا توجیه پذیر است،زیرا دو فلز اخیر در پدیده های ژئوشیمیایی با هم شرکت می کنند و هر دوی آنها با عدد اکسیداسیون(+ii)در آب یافت می شوند.از آنجائیکه منطقه نور دارای مناطق حفاظت شده،زیستگاههای طبیعی حیات وحش،قزل آلا و جاذبه گردشگری می باشد،لذا اقدامات لازم توسط مسئولین ذیر ربط را در خصوص سلامت آب شرب بومیان منطقه،آنهم در قالب سیاستهای کلی برنامه پنجم توسعه با تأکید بر رویکرد انسان سالم و سلامت همه جانبه می طلبد.

هدف از این پروژه ، ابتدا تهیه سه مبادله کننده یونی معدنی زیرگونیم ، تیتانیم و قلع فسفات و سپس بررسی خواص تبادل یونی آنها بود ، بعلاوه ، دو فرم ‏‎h‎‏ مثبت و ‏‎na‎‏ مثبت از مبادله کننده های یونی معدنی در مش سایزهای ریز و درشت تهیه شدند و تاثیر تابش گاما در شدتهای 50 ، 100 ،150 و 200‏‎kgy‎‏ بر روی مبادله کننده یونی تیتانیم فسفات مورد بررسی قرار گرفت . از یافته های مهم این پروژه ، تعیین ساختار مولکولی زیر کونیم و تیتانیم فسفات ، با بکارگیری روشهای اسپکترومتری ‏‎‏‎ir‎‏ ، منحنی تیتراسیون ، ترموگراویمتری و تجزیه عنصری مبادله کننده ها به روش ‏‎icp‎‏ بود ، درحالیکه تعیین ساختار ملکولی در مورد قلع فسفات نیاز به اطلاعات جامع تری دارد . همچنین مشاهده شد که زیرکونیم و تیتانیم فسفات از نظر شیمیایی و حرارتی ، برخلاف فسفات پایدارند . علاوه بر این ، جذب و ضریب توزیع این مباله کننده های یونی نسبت به ‏‎mo‎‏5 ،‏‎te‎‏4 و ‏‎i‎‏ 1 بررسی شدند و مشاهده گردید که جذب مولیبدن بر روی ‏‎tip‎‏ فقط به مش سایز مبادله کننده یونی بستگی دارد ولی جذب تلور بر روی این مبادله کننده یونی ، بطور مستقیم تحت تاثیر فرم و مش سایز این مبادله کننده یونی است . به علاوه ، تابش گاما اغلب باعث کاهش در جذب ‏‎te4 بر روی ‏‎tip‎‏ شد . ید بر روی ‏‎tip‎‏ جذب بالایی را نشان داد و مش سایز و فر م مبادله کننده یونی در آن بی تاثیر بود . همچنین مشاهده شد که جذب ‏‎mo‎‏6 و ‏‎te‎‏4 و ‏‎i‎‏1 بر روی ‏‎zrp‎‏ نه به مش سایز ، بلکه به فرم مبادله کننده یونی بستگی دارد . نهایت اینکه از ‏‎zrp‎‏ میتوان در جداسازی دوگانه یونها استفاده کرد .