با توجه به اهمیت بازیافت مواد زاید و ضرورت به کارگیری فناوری های نوین در علم کشاورزی، در این پژوهش امکان تولید نانو ذرات و بازیافت عناصر غذایی روی و آهن، از ضایعات صنعتی پلیمری به عنوان منبع تامین کننده این عناصر در کشت هیدروپونیک خیار بررسی گردید. بدین منظور ابتدا با کمک آسیاب گلوله ای سیاره ای و نیز استفاده از ضایعات سیلیسی و فولاد، ضایعات صنعتی پودر شده اند. سپس ذرات تولیدی با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و دستگاه xrd وxrf مشخصه یابی شده و بهترین راه کار جهت خردایش این ضایعات و تولید نانو ذرات آنها ارائه شد. در مرحله بعد، تاثیر سه عصاره گیر اسید نیتریک 4 نرمال، اسید سولفوریک 1 مولار و dtpa بر غلظت قابل عصاره گیری روی، آهن، سرب و کادمیم تیمار های تهیه شده، بررسی گردید و نهایتا امکان استفاده از نانو ذرات تولیدی به عنوان منبع تامین کننده روی با به کار گیری در کشت هیدروپونیک خیار بررسی گردید. نتایج پژوهش نشان داد ضایعات صنعتی پلیمری مورد نظر دارای غلظت بالای عناصر روی و آهن و غلظت بسیار کم سرب و کادمیم می باشد که این موضوع استفاده از این ضایعات را به عنوان کود آهن و روی امکان پذیر می کند. از طرف دیگر استفاده از نانو ذرات این ضایعات سبب سهولت عصاره گیری و دسترسی به روی و آهن موجود در این ضایعات میگردد. اختلاف معنی داری بین غلظت روی و آهن استخراجی از تیمارهای با اندازه بزرگتر نسبت به نانو ذرات تولیدی مشاهده شده است. بر اساس نتایج بدست آمده بهترین و اقتصادی ترین راه کار برای تهیه نانو ذرات، آسیابکاری ضایعات پلیمری همراه با ضایعات سیلیسی با نسبت 1 به 1 با آسیاب گلوله ای سیاره ای است. از سوی دیگر به کار گیری این نانو ذرات در کشت هیدروپونیک خیار سبب افزایش رشد و عملکرد گیاه گردید. براساس نتایج بدست آمده استفاده از ضایعات پلیمری سبب افزایش رشد و عملکرد گیاه نسبت به سطح شاهد شده و نیز با کاهش اندازه ضایعات تا سطح نانو عملکرد و میزان غلظت عناصر روی و آهن موجود در گیاه افزایش یافته است.

آخرین روش ارائه شده برای استخراج کیتوزان فرآیندی دومرحله ای با به کارگیری اسید سولفوریک و اسید لاکتیک است که به ترتیب وظیفه حذف فسفات از دیواره سلولی و جداسازی کیتوزان را بر عهده دارند. در این تحقیق ابتدا اثر غلظت های 0/025، 0/05، 0/1 و 0/2مولار اسید سولفوریک در فسفات زدایی از دیواره سلولی مورد بررسی قرار گرفت. به طور همزمان تأثیر پیش فرآوری با اولتراسونیک بر میزان حذف فسفات نیز بررسی شد. دیواره سلولی قارچ 14/5درصد وزن خشک قارچ را تشکیل می داد. میزان فسفات دیواره سلولی 0/0456 گرم بر گرم دیواره سلولی بود. بیشترین بازده حذف فسفات 81 درصد و طی پیش فرآوری با اسید سولفوریک 0/2 مولار و 2/5 دقیقه اولتراسونیک بدست آمد. در این شرایط مقدار گلوکزآمین و ان استیل گلوکزآمین موجود در دیواره سلولی باقیمانده به ترتیب 0/488 و 0/104گرم بر گرم دیواره سلولی بود. بیشترین مقدار گلوکزآمین پس از پیش فرآوری با اسید سولفوریک 05/0 مولار 561/0 گرم بر گرم دیواره سلولی بود که نشان می دهد اسید سولفوریک 0/05 مولار تواناترین اسید در حفظ گلوکزآمین دیواره سلولی است. در ادامه تأثیر دما بر میزان کیتوزان استخراج شده و ویسکوزیته آن نیز بررسی شد. به دلیل پایین بودن بازده استخراج کیتوزان قارچی و از طرفی نیاز به مقادیر زیاد کیتوزان برای بررسی اثر پارامترها، از کیتوزان میگویی به عنوان مرجع استفاده شد. استخراج کیتوزان با اسید لاکتیک در دماهای صفر درجه سانتی گراد، محیط و 40 درجه سانتی گراد برای کیتوزان میگویی به کار گرفته شد و ویسکوزیته محصول اندازه گیری شد. نتایج بیانگر این بودند که کمترین مقدار کاهش ویسکوزیته 10 درصد است و طی فرآیند استخراج در دمای صفر درجه سانتی گراد رخ می دهد. در این دما حدود 93 درصد کیتوزان حل شده بازیابی شد. مقدار کاهش ویسکوزیته در دمای محیط و 40 درجه سانتی گراد به ترتیب 21 درصد و 53 درصد برای کیتوزان میگویی با وزن مولکولی کم و 12 درصد و 37 درصد برای کیتوزان با وزن مولکولی متوسط بود. با توجه به کاهش ناچیز جرم مولکولی در دمای صفر درجه سانتی گراد برای کیتوزان مرجع، فرآیند مشابه بر روی کیتوزان قارچی انجام شد. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که در دمای صفر درجه سانتی گراد کیتوزان قابل توجهی از دیواره سلولی قارچ استخراج نمی شود. این مشکل با افزودن یک مرحله اولتراسونیک حین استخراج با اسید لاکتیک قابل رفع است. در ادامه مراحل پیش فرآوری با اسید سولفوریک رقیق و استخراج با اسید لاکتیک همزمان با فرآیند اولتراسونیک روی دیواره سلولی انجام شد. در این مرحله اثر زمان اولتراسونیک بر مقدار کیتوزان استخراج شده از قارچ نیز مورد بررسی قرار گرفت. دیواره سلولی عاری از فسفات برای زمانهای 3، 5، 15، 30 و 60 دقیقه در حمام اولتراسونیک با دمای صفر درجه سانتی گراد قرار داده شد. بیشترین بازده استخراج کیتوزان از دیواره سلولی قارچ موکور ایندیکوس 8/7 درصد در دمای صفر درجه سانتی گراد و پس از اولتراسونیک به مدت 15 دقیقه به دست آمد.