چکیده زرد برگی یا کلروز آهن یکی از مهمترین مشکلات تغذیه ا ی بسیاری از گیاهان به ویژه درختان میوه و زینتی در دنیا می باشد که غالباً بر روی گیاهانی که در خاک های آهکی و قلیایی مناطق خشک رشد می کنند، مشاهده می شود. در شهرستان اصفهان، کلروز آهن بسیار شدید بوده بطوریکه منظر? خیابان ها و پارک های شهر اصفهان را که درخت اصلی آن چنار است، بشدت تحت تأثیر قرار داده است. این پژوهش با هدف ریشه یابی مهمترین دلایل کمی و فیزیولوژیکی کلروز آهن در درختان چنار اصفهان طی سال های 1387 و 1388 اجرا شد. در مرحله اول، 70 درخت چنار در مناطق مختلف شهر اصفهان با ویژگی های متنوع خاک و شدت کلروز انتخاب شده و نمونه برداری از اعماق 30-0، 60-30 و 90-60 سانتیمتری خاک انجام شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله ph، ec، غلظت بیکربنات، کلر، کلسیم، منیزیم، پتاسیم، سدیم، آهن، روی، مس، منگنز اندازه گیری شد. همچنین غلظت آهن، مس، فسفر، روی، کلروفیل a و b، کاروتینوئید و فعالیت آنزیم گلوتاتیون-پراکسیداز در برگ های پیر و جوان گیاه در این دو سال اندازه گیری شد. ارتباطی بین غلظت آهن برگ با شدت زردبرگی دیده نشد. در سال اول بین غلظت آهن برگ های جوان با غلظت مس، فسفر و روی همبستگی مثبت معنی داری مشاهده شد. غلظت آهن برگ های پیر در سال اول با غلظت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز در برگ های پیر همبستگی مثبت معنی داری داشت. همچنین غلظت آهن برگ های پیر در سال اول باغلظت کلر و ec خاک در عمق 60-30 سانتی متری همبستگی منفی معنی-داری نشان داد. در سال دوم نمونه برداری غلظت آهن برگ های جوان با غلظت مس و روی و غلظت آهن برگ های پیر با غلظت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز برگ های پیر همبستگی مثبت معنی داری داشت. معادله ی رگرسیونی چندمتغیره بین غلظت آهن برگ های پیر سال دوم با سایر ویژگی های اندازه گیری شده نشان داد که غلظت فسفر برگ بیشترین همبستگی منفی را با غلظت آهن برگ داشته است. در هر دو سال آزمایش، غلظت فسفر و نسبت p/fe در برگ های جوان بیشتر از برگ های پیر بود. غلظت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز بیشترین اثر مثبت را بر غلظت آهن برگ های پیر داشت که بیانگر نقش مهم آهن در فعالیت این آنزیم است. به نظر می رسد که می توان از نسبت فسفر به آهن و فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز برگ، برای تشخیص زردبرگی آهن استفاده کرد. میانگین غلظت آهن قابل جذب در خاک مناطق با شدت زردبرگی خیلی شدید کمتر از خاک مناطق با شدت زردبرگی کم بود. در عمق 30-0 و 60-30 سانتی متری خاک مناطق با شدت زردبرگی خیلی شدید غلظت مس در مقایسه با خاک مناطق با شدت زردبرگی کم، بیشتر بود.. بین غلظت آهن گیاه با مقدار آهن قابل استفاده و ph خاک همبستگی معنی داری وجود نداشت. غلظت یون بیکربنات در عمق 30-0 سانتی متری خاک درختان با زردبرگی ظاهری شدید، بیشتر از غلظت یون بیکربنات در خاک درختان با زردبرگی ظاهری کم بود. بر اساس نتایج این پژوهش، دلیل اصلی کلروز درختان چنار فضای سبز شهر اصفهان، کمبود آهن می باشد که ناشی از کمبود مقدار آهن قابل جذب در خاک و نیز کم بودن فعالیت این عنصر در برگ ها بدلیل بالا بودن غلظت مس و فسفر است. بنظر می رسد بتوان از شاخص هایی همچون فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز و غلظت کلروفیل a و b در تشخیص زردبرگی ناشی از کمبود آهن در درختان چنار استفاده کرد. همچنین تعیین نسبت فسفر به آهن برگ ها نیز شاخصی مناسب برای تعیین زردبرگی آهن است.

در سال های اخیر توسعه شهرها و افزایش فعالیت های صنعتی باعث تجمع فلزات سنگین در خاک شده است. آلودگی خاک باعث کاهش کیفیت محیط زیست شده و سلامتی جانداران را به خطر می اندازد. عموماً از روش های شیمیایی در بررسی آلودگی خاک استفاده می شود که روشی دشوار و وقت گیر است، اما اخیراً از اندازه گیری پارامترهای مغناطیسی استفاده می شود که روشی سریع و غیرمخرب است. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات مکانی برخی از فلزات سنگین و پارامترهای مغناطیسی و اثر کاربری اراضی بر آن ها در خاک های سطحی بخشی از اراضی اطراف اصفهان انجام گرفت. تعداد 158 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق 5-0 سانتی متری از منطقه مطالعاتی به وسعت 700 کیلومترمربع برداشته شد. موقعیت نقاط توسط دستگاه gps تعیین و کاربری نقاط ثبت گردید وقبل از نمونه برداری پذیرفتاری مغناطیسی درجا با استفاده از حسگر ms2f در صحرا اندازه-گیری شد. پس از آماده سازی نمونه ها مقدار پارامترهای مغناطیسی شامل پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس khz 46/0 (?lf) و khz 6/4 (?hf)، مغناطیس باقیمانده طبیعی (nrm)، همدمای مغناطیس باقیمانده در میدان irm100mt)mt100) و نیز در میدان معکوسirm100mt) 100mt) و همدمای اشباع مغناطیسی باقیمانده (sirm) در نمونه ها اندازه گیری شد. همچنین غلظت فلزات مس، روی، سرب، منگنز، آهن، نیکل، کروم و کبالت در نمونه های خاک پس از عصاره گیری با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. نقشه پراکنش مکانی پارامترهای مورد مطالعه با روش کریجینگ ترسیم گردید. برخی از ویژگی های خاک شامل ph، قابلیت هدایت الکنریکی، بافت، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل و گچ نیز در نمونه ها تعیین شد. نتایج نشان داد که غلظت فلزات روی و مس در خاک های مورد بررسی بیشتر تحت تأثیر فعالیت های انسانی مانند انتشارات وسایل نقلیه و فعالیت-های صنعتی قرار دارند. از طرفی غلظت فلزات منگنز، سرب و آهن در خاک های مورد بررسی تحت تأثیر مشترک فعالیت های انسانی و مواد مادری در منطقه قرار دارند. همچنین به نظر می رسد که غلظت نیکل، کروم و کبالت همبستگی بین فلزات نیکل، کروم و کبالت در خاک های منطقه بیشتر تحت تأثیر مواد مادری قرار دارند. نتایج نشان داد که غلظت فلزات مس، روی، سرب، آهن و منگنز همبستگی مثبت و معنی داری با پارامترهای مغناطیسی دارند که می تواند به دلیل انتشار آلودگی های حاصل از ترافیک و فعالیت های صنعتی در منطقه مطالعاتی باشد. علاوه بر این شاخص pli (tomlinson pollution load index) همبستگی معنی داری با پارامترهای مغناطیسی نشان داد. توزیع مکانی فلزات سنگین و پارامترهای مغناطیسی در خاک های مورد بررسی نشان داد که نواحی صنعتی و شهری در مقایسه با کاربری های کشاورزی و مرتعی آلوده شده است. به نظر می رسد مهمترین فاکتور کنترل کننده افزایش پذیرفتاری مغناطیسی و آلودگی فلزات سنگین در ناحیه مورد بررسی تأثیر فعالیت های انسان بر روی خاک سطحی می باشد. همبستگی منفی و معنی داری بین پذیرفتاری مغناطیسی با گچ و قابلیت هدایت الکتریکی مشاهده شد.افزایش گچ و نمک های محلول پذیرفتاری خاک را از طریق رقیق سازی کانی های مغناطیسی کاهش می دهند. بر اساس نتایج این پژوهش از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی می توان به عنوان شاخصی برای بررسی غیرمستقیم آلودگی برخی از فلزات سنگین در خاک استفاده کرد.

چکیده نیکل به عنوان جدیدترین عنصر‎غذایی مورد ‎نیاز گیاهان عالی، در مقادیر بسیارکم برای رشد بهینه گیاه مورد ‎نیاز است. کود اوره یکی از مهمترین ‎و‎ پرمصرفترین کودهای نیتروژن‎ دار در کشاورزی امروزی بوده و کاربرد آن برای کشت گیاهان در مزرعه به اثبات رسیده ‎است. اطلاعات و دانش ما در مورد اثرهای زیستی نیکل بر پتانسیل تولید گیاهان هنوز بسیار محدود است اما به هر حال با اثبات ضرورت نیکل در گونه‎های متنوع گیاهی و افزایش کاربرد کود اوره به عنوان منبع نیتروژن، اهمیت شناخت ویژگی‎های شیمیایی و زیستی نیکل و تاثیر آن بر پتانسیل تولید محصولات کشاورزی و همچنین اثرهای زیستی سطوح مختلف کمبود تا سمیت نیکل بر خسارت اکسیداتیو و پاسخ آنتی‎اکسیداتیو گیاه به ‎ویژه سبزیجات آشکار می باشد. بنابراین پژوهش حاضر با اهداف بررسی سطوح مختلف نیکل و منبع نیتروژن بر رشد و عملکرد، برخی شاخص‎های کیفی میوه و ظرفیت آنتی‎اکسیداتیو در دو رقم خیار مزرعه‎ای (سوپردامینوس) و گلخانه‎ای( نگین) به عنوان یکی از سبزیجاتی که هم مصرف خوراکی و هم مصرف تجاری دارد، انجام شد. در این پژوهش نیتروژن از دو منبع اوره و نیترات‎آمونیوم تأمین‎شد.سطوح نیکل شامل (صفر،100،50 و 200 میکرومولار از منبع کلرید‎نیکل) بود. بوته‎های خیار طی دو مرحله برداشت شدند. مرحله اول (50 روز پس از جوانه زنی) و مرحله دوم (100 روز پس از جوانه زنی) در هر مرحله عملکرد وزن‏ تر شاخساره و ریشه خیار اندازه‎گیری ‏شد. میوه‎های خیار نیز به طور جداگانه برای اندازه‎گیری برخی شاخص‎های کیفی میوه برداشت شد. آزمایش‎هایی نظیر اندازه‎گیری غلظت اوره، فعالیت آنزیم اوره‎آز برگ، غلظت آهن، روی و نیکل شاخساره، فعالیت آنزیم‎های آنتی ‎اکسیدانت شامل(کاتالاز،گایاکول پراکسیداز و آسکوربات ‎پراکسیداز)، غلظت مالون ‎دی‎آلدهید (پراکسیداسیون لیپیدها) و برخی‏شاخص‎های کیفی میوه شامل( غلظت اسیدآسکوربیک،‏ مقدارکل ‎جامدات محلول و سفتی بافت میوه) انجام شد. نتایج نشان داد در رقم سوپردامینوس‏ صرفنظر از منبع نیتروژن،کاربرد 50 میکرومولار تاثیر معنی‎داری بر عملکرد وزن خشک ریشه و شاخساره و میوه نداشت. در رقم نگین، کاربرد 50 میکرومولار نیکل سبب افزایش معنی‎دار عملکرد وزن خشک ریشه و شاخساره در تیمار اوره در مقایسه با شاهد شد. در حالیکه در تیمار نیترات‎آمونیوم تاثیری بر عملکرد وزن خشک ریشه و شاخساره و میوه نداشت. در هر دو رقم خیارافزایش غلظت نیکل به 100 و 200 میکرومولار سبب کاهش معنی‎دار وزن خشک ریشه و شاخساره و میوه و ظرفیت آنتی‎اکسیدانتی خیار شد.کاربرد 50 میکرو مولار نیکل، صرفنظر از منبع نیتروژن در هر دو رقم خیار سبب افزایش معنی‏دار فعالیت آنزیم اوره‎آز و کاهش غلظت اوره شاخساره در مقایسه با شاهد (تیمار بدون نیکل) شد. اما غلظت‎های بالاتر نیکل صرف‎نظر از منبع نیتروژن، در هر دو رقم خیار سبب کاهش معنی‎دار فعالیت آنزیم اوره‎آز و افزایش غلظت اوره شاخساره در مقایسه با سطح 50 میکرومولار نیکل شد. در رقم سوپردامینوس مزرعه‎ای، بیشترین عملکرد میوه، مقدارکل ‎جامدات ‎محلول وسفتی ‎بافت‎ میوه‏ مربوط به سطح 50 میکرومولار نیکل است که با شاهد (تیمار بدون نیکل) تفاوت معنی‎دار نداشت. صرفنظر از منبع نیتروژن،کاربرد نیکل در محلول ‎غذایی سبب افزایش ویتامین ث ( اسیدآسکوربیک) میوه در دو رقم خیار در مقایسه با شاهد (تیمار بدون نیکل) شد. بر اساس نتایج این پژوهش، افزودن نیکل در سطوح‏کم، بسته به رقم خیار و منبع نیتروژن مصرفی، سبب بهبود عملکردکمی وکیفیت میوه می‏شود. همچنین تاثیر زیادبود نیکل بر رشد و عملکرد خیار بسته به رقم گیاه و منبع نیتروژن متفاوت است. کلمات کلیدی: نیکل، خسارت اکسیداتیو،سبزیجات، اوره، اسید آسکوربیک، خیار

چکیده امروزه به علت استفاده بی رویه از منابع، به ویژه در رابطه با آب آبیاری بسیاری از زمین های کشاورزی مناطق خشک و نیمه خشک ایران با پدیده شوری مواجه هستند. از آنجا که شوری موجب کاهش رشد و عملکرد محصولات می شود باید به دنبال راه کارهایی برای کشت گیاهان در این خاک ها بود. یکی از این راه کارها جلوگیری از تجمع نمک در گیاهان به صورت فیزیولوژیکی و افزایش مقاومت آن ها به شوری است. به همین دلیل در این پژوهش از پتاسیم و بُر به عنوان عناصر مهم برای افزایش مقاومت گیاه تربچه به شوری استفاده شده است. گیاه تربچه به عنوان یک گیاه دارویی و همچنین سبزی تازه مورد استفاده قرار می گیرد و حاوی ویتامین c، کلسیم، پتاسیم، مس، اسید فولیک و آنتوسیانین است. این پژوهش گلخانه ای با هدف بررسی اثر متقابل پتاسیم و بر بر عملکرد، درصد نفوذپذیری غشاء سلولی، غلظت قند و جذب برخی عناصر کم مصرف و پر مصرف در ریشه و اندام هوایی گیاه تربچه تحت تنش شوری انجام شد. این آزمایش در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل در سه سطح پتاسیم ( 1، 4 و 8 میلی مولار)، سه سطح بُر( 1/0، 2/0 و 3/0 میلی گرم بر لیتر) و سه سطح شوری (1، 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) در محیط کشت ماسه با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که غلظت و جذب عناصر کم مصرف و همچنین نفوذپذیری غشاء سلولی در ریشه گیاه نسبت به اندام هوایی بیشتر بود اما غلظت و جذب عناصر پرمصرف پتاسیم و سدیم و غلظت قند در اندام هوایی نسبت به ریشه بیشتر بود. حداکثر عملکرد وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، غلظت و جذب منگنز ریشه، غلظت قند ریشه، غلظت و جذب سدیم در اندام هوایی و همچنین حداقل نفوذپذیری غشاء سلولی ریشه و اندام هوایی مربوط به سطح پتاسیم 8 میلی مولار بود. همچنین در اندام هوایی بیشترین غلظت و جذب عناصر بر، آهن، روی، مس، منگنز و جذب سدیم توسط ریشه مربوط به غلظت 4 میلی مولار پتاسیم بود. در ریشه بیشترین غلظت پتاسیم، بر و قند و همچنین بیشترین جذب پتاسیم، بر، آهن و منگنز و کمترین نفوذپذیری غشاء سلولی در غلظت 3/0 میلی گرم بر لیتر بر مشاهده شد. در اندام هوایی نیز بیشترین غلظت پتاسیم، سدیم، بر، آهن و منگنز و کمترین نفوذپذیری غشاء سلولی و همچنین بیشترین جذب پتاسیم، سدیم، بر، آهن، روی و منگنز مربوط به غلظت 3/0 میلی گرم بر لیتر بر بود. غلظت و جذب عناصر کم مصرف آهن، منگنز، روی و مس در ریشه، در شوری 4 دسی زیمنس بر متر، نسبت به شوری 8 دسی زیمنس بر متر بیشتر بود. در شوری 4 دسی زیمنس بر متر، حداکثر عملکرد وزن خشک، غلظت روی اندام هوایی، غلظت منگنز ریشه و اندام هوایی و حداکثر جذب بر در ریشه، جذب روی در اندام هوایی و جذب منگنز در ریشه و اندام هوایی، در حضور 8 میلی مولار پتاسیم و 3/0 میلی گرم بر لیتر بُر مشاهده شد. در شوری 8 دسی زیمنس بر متر نیز حداکثر غلظت پتاسیم و منگنز در اندام هوایی، غلظت قند در ریشه و حداکثر جذب پتاسیم، بُر و منگنز در اندام هوایی و بُر و آهن در ریشه، در حضور 4 میلی مولار پتاسیم و 3/0میلی گرم بر لیتر بُر مشاهده شد. بر اساس نتایج این پژوهش، برهمکنش دو عنصر پتاسیم و بُر بر عملکرد گیاه و غلظت و جذب عناصر در ریشه و اندام هوایی، وابسته به شوری ، غلظت دو عنصر پتاسیم و بُر در محلول غذایی و توزیع عناصر بین ریشه و اندام هوایی در گیاه است. کلمات کلیدی: بُر، پتاسیم، تربچه، شوری

رشد روزافزون جمعیت جهان، محدودیت منابع آب، کمبود بارندگی، بحران آب در کشور و توزیع ناهمگون زمانی و مکانی آب شیرین از یک سو و افزایش آلودگی های آب های سطحی و زیرزمینی به وسیله آلاینده های حاصل از فاضلاب های صنعتی از سویی دیگر، مستلزم استفاده از روش های نوین و قابل قبول محیط زیستی برای حذف این آلاینده ها است. روشهایی نظیر ترسیب شیمیایی، انعقاد الکترودی و تبادل یون به منظور تصفیه پساب صنایع به کار رفته است. اما یکی از کارآمدترین و ارزان ترین روش ها استفاده از روش جذب سطحی به کمک جاذبهای ارزان قیمت است. در این تحقیق، از دو جاذب گیاهی بقایای پنبه و آفتابگردان و جاذب صنعتی کربن فعال برای حذف فلزات سنگین از پساب های مصنوعی آزمایشگاهی و طبیعی استفاده شد. بقایای گیاهی با اندازه 5/0 تا 7/0 میلی متر انتخاب و استفاده شدند. برای اصلاح خصوصیات جذبی، مواد جاذب گیاهی توسط سود 1/0 مولار و سورفکتنت آنیونی سدیم دودسیل سولفات (sds) و کربن فعال تنها توسط سورفکتنت تیمار شدند. اصلاح با استفاده از سورفکتنت در سه سطح شامل 5/0، 0/1 و 0/2 برابر حد تشکیل مایسل ها (cmc) انجام شد. جذب در سوسپانسیون های حاوی 5/0 گرم جاذب در 100 سی سی محلول پساب انجام گرفت. بهینه سازی چهار عامل موثر در جذب (پ- هاش، غلظت محلول، میزان جاذب و زمان ماند) برای حذف سرب و نیکل توسط بقایای آفتابگردان با استفاده از نرم افزار minitab انجام شد. ظرفیت سه جاذب مذکور برای حذف فلزات سنگین کادمیم، کروم و نیکل بررسی گردید. برخی خصوصیات جاذب ها توسط طیف ftir و sem در حالت خام و تیمار شده، قبل و بعد از جذب، تعیین شدند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در محلول های آزمایشگاهی، پ- هاش، غلظت محلول و میزان جاذب از عوامل موثر بر جذب هستند. اما زمان تأثیری بر جذب نداشت. پ- هاش مناسب برای جذب سرب و نیکل 0/7 و میزان بهینه جاذب 5/0 گرم به دست آمد. غلظت بهینه محلول برای فلز نیکل 100 و برای سرب 200 میلی گرم در لیتر به دست آمد. نتایج ftir نشان می دهد که با اضافه کردن سورفکتنت، احتمالاً در محیط sds همی استال تشکیل شده و از غلظت گروه کربونیل کاسته است. بررسی همدماهای جذب نشان داد که داده ها در حداکثر نمونه ها برازش بیشتری با همدمای لانگمویر- فروندلیچ داشتند. در کلیه تیمارها، کربن فعال بیشترین میزان جذب را داشت. برای حذف نیکل ساقه آفتابگردان و برای حذف کروم بقایای پنبه جذب بیشتری داشتند. برای کادمیم، هر دو جاذب گیاهی میزان جذب یکسانی داشتند. این مقادیر به ترتیب 17، 60 و 32 میلی گرم بر گرم برای کادمیم، کروم و نیکل بو د. در بین فلزات سنگین، کروم بیشترین میزان جذب را داشت. در بین تیمارهای اصلاح شده، حد 0/5cmc به علت عدم تشکیل مایسل ها تأثیر معنی داری نسبت به بقیه تیمارها داشت.

چکیده پژوهش حاضر با هدف امکان سنجی بازیافت روی از تایرهای فرسوده با استفاده از باکتری های تجزیه کننده لاستیک در یک خاک آهکی اجرا شد. به این منظور دو آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار انجام گرفت. ابتدا غلظت روی، آهن، مس، سرب و کادمیم در پودر لاستیک خودرو کارخانه فرآور لاستیک ایساتیس یزد اندازه گیری شد. تیمارهای آزمایش اول شامل سه گونه باکتری (رودوکوکوس اریتروپولیس (r)، اشرشیا کلی (e) و اسینتوباکتر کالکوستیکوس (a)) تهیه شده از مرکز پژوهش های علمی و صنعتی ایران، سه سطح پودر لاستیک (صفر، 150 و 300 میلی گرم پودر لاستیک در کیلوگرم خاک) و چهار زمان مختلف نمونه برداری (یک، سه، شش و ده هفته پس از اعمال تیمارها) بودند. تیمارهای میکروبی به صورت r، r+e و r+e+a به سطوح مختلف پودر لاستیک تلقیح شد. پس از 48 ساعت مایع تلقیح میکروبی به همراه پودر لاستیک به 200 گرم خاک اضافه و رطوبت در حد 70 درصد رطوبت ظرفیت مزرعه نگهداری شد. پس از اعمال تیمارهای آزمایش،پ-هاش و غلظت قابل عصاره گیری با dtpa عناصر روی، آهن، مس، سرب و کادمیم در خاک تعیین شد. نتایج نشان داد که کاربرد پودر لاستیک همراه با تلقیح میکروبی موجب کاهش معنی دار پ-هاش خاک در مقایسه با شاهد گردید که این کاهش با گذشت زمان افزایش یافت. از سوی دیگر کاربرد پودر لاستیک در خاک باعث افزایش غلظت قابل جذب روی و آهن خاک شد که این افزایش غلظت در تیمارهای کاربرد پودر لاستیک همراه با تلقیح میکروبی در مقایسه با شاهد بیشتر بود به طوری که بیشترین غلظت روی و آهن قابل عصاره گیری با dtpa متعلق به تیمار میکروبی ر.اریتروپولیس+ای. کلی+ ا.کالکوستیکوس و تیمار 300 میلی گرم پودر لاستیک در کیلوگرم خاک بود. براساس نتایج آزمایش اول، بهترین سطح لاستیک مصرفی (300 میلی گرم پودر لاستیک در کیلوگرم خاک) و تیمار میکروبی (تلقیح میکروبی با ر.اریتروپولیس+ای. کلی+ ا.کالکوستیکوس) در آزمایش دوم (آزمایش گلدانی) انتخاب شدند. به علاوه، یک تیمار سولفات روی به مقدار 15میلی گرم در کیلوگرم خاک (معادل روی اضافه شده از 300 میلی گرم پودر لاستیک در کیلوگرم خاک) استفاده شد. دو گیاه ذرت و آفتابگردان کشت شده و پس از اعمال تیمارها و گذشت 60 روز پ-هاش خاک، وزن خشک شاخساره و ریشه و غلظت عناصر روی، آهن، مس، سرب و کادمیم در شاخساره و ریشه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تلقیح میکروبی همراه با کاربرد پودر لاستیک افزایش غلظت روی و آهن شاخساره گیاه را به همراه داشت. این در حالی بود که پودر لاستیک به تنهایی فقط روی شاخساره را افزایش داد و تاثیری بر غلظت آهن شاخساره نداشت. تأثیر تلقیح میکروبی و کاربرد پودر لاستیک بر غلظت عناصر سرب و کادمیم شاخساره و ریشه گیاه معنی دار نبود و در کلیه تیمارها غلظت این عناصر کمتر از حد تشخیص دستگاه جذب اتمی بود. براساس نتایج پژوهش حاضر تلقیح میکروبی پودر لاستیک فرسوده ماشین سبب افزایش سرعت آزادسازی روی از لاستیک شده و می توان از آن به عنوان کود روی استفاده کرد.

با توجه به آلودگی روزافزون محیط زیست به فلزات سنگین در اثر کاربرد انواع فاضلاب و پسماند صنعتی، بررسی راه های مختلف برای حذف و کاهش اثرات زیان بار این عناصر مورد توجه محققان قرار گرفته است. جذب و نگهداشت این فلزات توسط مواد طبیعی نظیر کانی ها یکی از بهترین راه های کنترل آن ها محسوب می شود. فهم بهتر واکنش های جذب و واجذب و سینتیک جذب فلزات سنگین اطلاعات مهمی در اختیار محققین علوم زیست محیطی قرار می دهد تا راهکارهای بهتری برای پالایش محیط خاکی یا آبی آلوده به این فلزات به کار برند. در این پژوهش کانی های بنتونیت، زئولیت و سپیولیت طبیعی ایران در حضور مقادیر مختلف کلسیت به عنوان جاذب نیکل و کادمیوم که از فلزات سنگین مهم و خطرناک در محیط زیست به شمار می آیند، مورد استفاده قرار گرفت. نمونه های کانی سپیولیت و بنتونیت مورد استفاده در این تحقیق از معادن یزد و زئولیت مورد استفاده از معدن سیاه زاغ سمنان تهیه شدند. الگوی پراش پرتو ایکس، تجزیه عنصری و ظرفیت تبادل کاتیونی نمونه ها تعیین گردید. نمونه ها پس از خالص سازی با نسبت های وزنی 0، 5، 10 و 20 درصد کلسیت مخلوط شد. آزمایشات همدمای جذب به روش پیمانه ای در محلول زمینه نیترات کلسیم 01/0 مولار در دمای آزمایشگاه در سه تکرار و به نسبت 100:1 جاذب به محلول فلز انجام شد. مقدار 30 میلی لیتر از محلول های نیکل وکادمیوم با 3/0 گرم از مخلوط جاذب در ظروف پلی اتیلنی ریخته شد. غلظت اولیه نیکل بین 5 تا mg l-1250 و برای کادمیوم بین 5 تا mg l-1180 برای همه جاذب ها بود. در این آزمایشات پس از مخلوط شدن به مدت 24 ساعت با شیکر دورانی، به وسیله سانتریفیوژ با شتاب g 10000 در مدت 10 دقیقه بخش محلول تعادلی از بخش جامد جدا و غلظت نیکل یا کادمیوم آن ها با دستگاه جذب اتمی اندازه گیری گردید. ph محلول های تعادلی به طور تصادفی قرائت شد. مدل های همدمای جذب فروندلیخ، لانگمویر و کوبله- کوریگان به خوبی بر داده های جذب نیکل و کادمیوم برازش یافت. بیشترین مقدار جذب نیکل روی بنتونیت و بیشترین مقدار جذب کادمیوم روی سپیولیت مشاهده شد. حضور کلسیت در همه تیمارها باعث افزایش تمایل و ظرفیت جذب برای نیکل و کادمیوم گردید که احتمالاً از طریق افزایش ph و ایجاد گونه های جدیدی از فلز و نیز رسوب آن صورت گرفته است. آزمایشات سینتیک جذب دو عنصر در شرایط مشابه آزمایشات همدمای جذب، با غلظت های اولیه 250 و mg l-1180 به ترتیب برای نیکل وکادمیوم و در زمان های 25/0 تا 24 ساعت انجام شد. نتایج این بخش نشان داد که از مدل های سینیتک جذب الوویچ، تابع توانی و پخشیدگی پارابولیک می توان در توصیف سینتیک جذب دو عنصر روی جاذب ها استفاده کرد. زمان رسیدن به تعادل به نوع کانی و مقدار کلسیت بستگی داشت و با افزایش کلسیت افزایش سرعت جذب نیکل و کادمیوم روی جاذب ها مشاهده شد و در زمان مشابه مقدار جذب نیکل روی بنتونیت و کادمیوم روی سپیولیت بیشتر از سایر سیستم های جذب بود.آزمایشات واجذب ازنمونه های غنی شده با استفاده از محلول250 و mg l-1180 به ترتیب برای نیکل و کادمیوم با محلول الکترولیت 01/0 مولار نیترات کلسیم انجام شد و تا رسیدن نیکل یا کادمیوم محلول تعادلی به زیر حد تشخیص دستگاه ادامه یافت. نتایج همدمای واجذب نشان داد که بخش عمده نیکل و کادمیوم جذب شده روی بنتونیت، آزاد شده و احتمالاً جذب بر این کانی برگشت پذیر و غیر اختصاصی بوده است. حضور کلسیت واجذب نیکل از بنتونیت را کاهش داده ولی در مورد کادمیوم موفق نبوده است. واجذب نیکل وکادمیوم از زئولیت کمتر از بنتونیت بوده و با افزایش کلسیت در سیستم، کاهش یافته است. مقدار نیکل و کادمیوم آزادشده از سپیولیت نسبت به دوکانی دیگر کمتر است و بیانگر جذب برگشت ناپذیر و اختصاصی این فلزات روی سپیولیت می باشد. در مجموع به نظر می رسد در بین این سه کانی سپیولیت همراه با 20 درصد کلسیت بهترین جاذب برای جذب و نگهداشت دو فلز به ویژه کادمیوم است.

بقایای گیاهی منبع مهمی از عناصر کم نیاز می باشند که بازگرداندن آن ها به خاک، نقش مهمی در چرخه عناصر ایفا می-کند. علاوه بر آن، تجزیه مواد آلی از طریق تغییر پ-هاش خاک و آزاد سازی ترکیبات کلاته کننده باعث تغییر گونه بندی عناصر در محلول خاک می گردد. با توجه به اینکه گونه بندی عناصر در خاک نقش بسیار مهمی در قابلیت جذب آنها توسط گیاه دارد، این پژوهش با هدف بررسی تأثیر نوع و مدیریت بقایای گیاهی بر غلظت های کربن آلی محلول و آمینواسیدهای ریزوسفر دو رقم گندم، گونه بندی روی محلول خاک و غلظت روی دانه گندم در شرایط مزرعه صورت گرفت. این آزمایش در دو سال پی در پی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی رودشت انجام شد. تیمارهای پیش-کشت شامل چهار گیاه آفتابگردان (l. heliantus annus)، سورگوم (sorghum bicolor l.)، شبدر (trifolium pretense l.) و گلرنگ (l. carthamus tinctorius) و تیمار بدون گیاه (آیش) بودند. بعد از گذشت 70 روز از کشت، گیاهان پیش-کشت برداشت شدند و بعد از هوا خشک شدن، بقایای آنها خرد شده و به مقدار 7 تن در هکتار به نیمی از کرت های آزمایش اضافه شد. پس از گذشت دو هفته از اعمال تیمار مدیریت بقایا، دو رقم گندم بک کراس روشن بهاره (روی- کارا) و کویر (روی- ناکارا) کشت شدند. گندم در مرحله رسیدگی کامل دانه برداشت شد و غلظت روی دانه تعیین گردید. به منظور بررسی تأثیر مدیریت بقایا بر گونه بندی روی محلول، نمونه برداری خاک در سه مرحله شامل 1) پس از برداشت گیاهان پیش - کشت و قبل از افزودن بقایای آن ها به خاک، 2) پنجه زنی و 3) برداشت گندم انجام گردیده و غلظت کربن آلی محلول اندازه گیری شد. گونه بندی روی محلول خاک با استفاده از نرم افزارminteq visual تعیین گردید. غلظت کل آمینواسیدهای ریزوسفر نیز در مرحله برداشت گندم اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، در هر دو سال کشت کاربرد بقایای گیاهی در مقایسه با تیمارهای بدون بقایا، موجب افزایش کربن آلی محلول خاک و غلظت کل آمینواسیدهای ریزوسفر شد. به طور کلی بقایای شبدر و آفتابگردان به دلیل تجزیه پذیری بیشتر، تأثیر چشمگیری بر افزایش کربن آلی محلول خاک داشتند. بقایای سورگوم و شبدر نیز به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر افزایش غلظت کل آمینواسیدهای خاک داشتند. بر اساس نتایج این مطالعه، گونه های غالب روی در محلول خاک شامل zn2+، zn-doc، zncl+ و znco3(aq) بودند. کاربرد بقایای گیاهان پیش- کشت در مقایسه با تیمار بدون بقایا، موجب کاهش معنی دار درصد گونه های zn2+ و zncl+ و افزایش درصد گونه های zn-doc و znco3(aq) گردید. در واقع تجزیه بقایای گیاهی در خاک با تولید ترکیبات کلاته کننده باعث تشکیل کمپلکس های آلی روی و کاهش درصد گونه zn2+ و zncl+ شده است. غلظت های کربن آلی محلول و آمینواسیدها در خاک زیر کشت رقم بک کراس بیشتر از رقم کویر بود اما تأثیر رقم گندم بر درصد گونه های غالب روی در محلول خاک بسته به سال کشت، نوع بقایا و مرحله نمونه برداری متفاوت بود. نتایج این مطالعه نشان داد بیشترین و کمترین تأثیر کاربرد بقایا بر افزایش غلظت روی دانه به ترتیب مربوط به بقایای سورگوم و آفتابگردان بود و از این نظر اختلاف معنی داری بین کاربرد بقایای شبدر و گلرنگ مشاهده نشد.

کمبود آب با کیفیت مناسب یکی از مهمترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به شمار می آید. از طرفی رشد بی رویه جمعیت و افزایش آلودگی های محیطی نیازمند راه حل هایی برای رفع کمبود آب می باشد. یکی از این راه حل ها استفاده مجدد از منابع آب های نامتعارف از جمله پساب ها و زه آب هاست. زه آب حاصل از زهکشی اراضی کشاورزی شامل مواد و ترکیبات مختلفی است که می تواند مستقیماً به پهنه های آب سطحی نظیر رودخانه، دریاچه، دریا، اقیانوس و یا زهکش های انتهایی تخلیه گردد و یا از طریق نفوذ، وارد آب های زیرزمینی شود. روش های مختلفی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف وجود دارد که در بین آنها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و موثر در حذف آلاینده ها بوده است. در ساختن فیلترمهم ترین قسمت انتخاب جاذب است. انواع مختلفی از جاذب های مصنوعی وجود دارند که به دلیل قیمت بالا و یا قابل دسترس نبودن، کاربرد آنها ممکن نخواهد بود. هدف از این پژوهش، بررسی و مقایسه فیلتر های شنی و فیلتر های چند لایه حاوی شن و مواد جاذب مختلف آلی و معدنی ارزان قیمت برای کاهش ورود نیترات و شوری به آب های سطحی و زیرزمینی و استفاده مجدد از آن می باشد. بدین منظور آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با 8 تیمار شامل شن، شن- زئولیت، شن- کاه جو، شن- میوه کاج، شن- زئولیت- کاه جو، شن- زئولیت- میوه کاج، شن- زئولیت- کاه جو- میوه کاج و با 3 تکرار طراحی گردید. برای آماده سازی تیمارها، لوله های پلی اتیلن به ارتفاع 75 و قطر 9 سانتی متر انتخاب و با توجه به تیمارهای آزمایشی به ترتیب از پایین به بالا با مواد جاذب پر شدند. سپس محلولی با هدایت الکتریکی 20 دسی زیمنس بر متر و غلظت نیترات 125 میلی گرم در لیتر در ده مرحله از ستون ها عبور داده شد. در پایان هر مرحله، نمونه ای از زه آب ورودی و خروجی تهیه و به منظور اندازه-گیری غلظت نیترات، میزان هدایت الکتریکی و اسیدیته به آزمایشگاه منتقل گردید. نتایج نشان دادند که هر 8 تیمار کارایی کاهش نیترات و شوری از زه آب را دارند. تیمارهای مختلف در طول این مطالعه توانستند به طور متوسط غلظت نیترات در زه آب ورودی را از حدود 125 میلی گرم در لیتر به مقداری بین 61/43- 10/30 میلی گرم در لیتر در خروجی کاهش دهند که این مقدار معادل حذف 99/75- 17/65 درصدی نیترات می باشد. تیمار شن- زئولیت- کاه جو- میوه کاج بهترین عملکرد را در حذف نیترات داشته و موجب کاهش 99/75 درصدی نیترات از زه آب شد. همچنین تیمارها قادر بودند که به طور متوسط میزان هدایت الکتریکی در زه آب ورودی را از حدود 20 دسی زیمنس بر متر به مقداری بین 53/10- 89/6 دسی زیمنس بر متر در زه آب خروجی کاهش دهند، که این میزان معادل کاهش 66/65- 49/47 درصدی هدایت الکتریکی می باشد. حداکثر کاهش 66/65 درصدی شوری توسط ستون شن- میوه کاج نشان دهنده کارائی بالاتر این تیمار در مقایسه با دیگر تیمارهای مورد استفاده در این مطالعه بود. میزان اسیدیته آب زهکشی خروجی تیمارها بین 26/8- 96/6 متغیر و بیشتر تابع میزان آن در ورودی تیمارها بود. میزان سرعت زه آب خروجی از ستون ها نیز بین 99/0- 02/0 متر بر ساعت بوده و با گذر زمان در طول آزمایش کم شده است.

تحرک، زیست فراهمی و پتانسیل خطرآفرینی فلزات سنگین در خاک، به تغییرات اشکال شیمیایی آن ها در خاک بستگی دارد. تغییرات القا شده توسط ریشه، توزیع فلزات سنگین در بخش های مختلف ژئوشیمیایی خاک و زیست فراهمی فلزات سنگین را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین لازم می نماید که اطلاعات بیشتری از رفتار اشکال شیمیایی فلزات سنگین در خاک و ارتباط آنها با گیاهان، بدست آوریم. به علت مطالعات کمی که در رابطه با فرایندهای مربوط به فلزات سنگین در ریزوسفر، بویژه در گیاهان بیش اندوز صورت گرفته، هنوز روابط پیچیده فلزات سنگین با گیاه، خاک و میکروارگانیسم ها در ریزوسفر به خوبی شناخته شده نیست و دانستن این فرایندها می تواند اطلاعات مفیدی را جهت پالایش خاک های آلوده به فلزات سنگین و دفع خطر آن ها، در اختیار ما قرار دهد. هدف از انجام این تحقیق بررسی تغییرات خصوصیات شیمیایی خاک و اشکال شیمیایی و زیست فراهمی فلزات سنگین سرب، روی، مس و نیکل با فاصله از ریشه گیاهان ذرت و کلزا در سیستم کشت منفرد و مخلوط و اثر کود سبز بر این تغییرات و همچنین ارزیابی کارایی پتانسیل گیاه پالایی گیاهان ذرت و کلزا در سیستم کشت منفرد و مخلوط بود. بدین منظور از سیستم رایزوباکس استفاده شده و فضای داخل هر یک از باکس ها با استفاده از صفحات مشبک نایلونی با روزنه های 45 میکرونی، به 4 ناحیه تقسیم شد. گیاهان مذکور، در ناحیه وسط کشت شدند. در پایان دوره رشد، ریشه و شاخساره گیاهان جدا شده و خاک هر ناحیه جداگانه برداشت شد. جهت تعیین اشکال شیمیایی فلزات سنگین، از روش عصاره گیری متوالی استفاده شد. نتایج حاصل از تجزیه خاک نشان داد که کود سبز و کشت گیاه، خصوصیات شیمیایی خاک و اشکال شیمیایی فلزات سنگین و همچنین راندمان گیاه پالایی را تحت تأثیر قرار داد. بخش تبادلی روی در دو ناحیه میانی بیشتر از ریزوسفر و توده خاک بود. بخش تبادلی سرب و مس و بخش وابسته به مواد آلی مس در ریزوسفر بیشتر از توده خاک بود. بخش وابسته به مواد آلی و کربناته مس و زیست فراهمی نیکل با فاصله از ریشه با روند منظمی کاهش یافت. در حالی که زیست فراهمی روی با فاصله از ریشه افزایش یافت. بخش وابسته به مواد آلی روی و نیکل و زیست فراهمی سرب در نزدیک توده خاک بیشترین و در توده خاک کمترین مقدار را داشت. بخش وابسته به مواد آلی سرب و نیکل در ریزوسفر بیشتر از توده خاک بود. بخش کربناته سرب و نیکل در ناحیه نزدیک ریزوسفر بیشتر از توده خاک بود. بخش اکسیدی سرب، روی و نیکل در ریزوسفر کمتر از توده خاک بود. همچنین نتایج حاصل از تجزیه گیاهان نشان داد که کود سبز باعث کاهش عملکرد ریشه و افزایش عملکرد شاخساره شد. عملکرد در کشت مخلوط بیشتر از کشت منفرد بود. استخراج گیاهی روی و نیکل با استفاده از کشت مخلوط ذرت و کلزا و کشت منفرد کلزا بیشتر از کشت منفرد ذرت بود. در حالی که استخراج گیاهی مس، در کشت مخلوط و کشت منفرد ذرت بیشتر از کلزا بود. کود سبز استخراج روی توسط شاخساره را افزایش داده ولی در مورد مس کاهش داد. بنابراین، کشت مخلوط نسبت به کشت منفرد اثر متفاوت تری در خصوصیات شیمیایی خاک و توزیع فلزات سنگین در بخش های مختلف ژئوشیمیایی خاک داشت. استفاده از دو گیاه ذرت و کلزا جهت پالایش خاک های آلوده به فلزات سنگین مفید ارزیابی شده و کشت مخلوط نسبت به کشت منفرد دو گیاه ذرت و کلزا و همچنین استفاده از کود سبز در پالایش خاک، روش موثری ارزیابی گردید.

چکیده سیلیس دومین عنصر فراوان در خاک بوده و عمدتاً به فرم اسید سیلیسیک در محلول خاک حضور دارد. اگرچه سیلیس به عنوان عنصر ضروری برای گیاهان عالی در نظر گرفته نشده است ولی به عنوان عنصری مفید برای رشد و توسعه بسیاری از گونه های گیاهی به ویژه گیاهان خانواده گرامینه تشخیص داده شده است. اثرات مفید سیلیس در گیاهان تحت تنش های زیستی و غیر زیستی قابل ملاحظه می باشد. فلزات سنگین نظیر نیکل و کادمیوم در نتیجه فعالیت های انسانی به طور فزاینده ای وارد خاک شده و یک معضل بزرگ زیست محیطی را موجب شده است. در حقیقت فلزات سنگین با تجمع در گیاهان علاوه بر ایجاد خسارت در گیاه، به طور مستقیم یا غیر مستقیم وارد چرخه غذایی انسان و دام شده و سلامت آنها را تهدید می کند. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر سیلیس بر کاهش خسارات اکسیداتیو ناشی از سمیت نیکل و کادمیوم در دو رقم گندم (دوروم و بک کراس) در محیط آبکشت انجام گرفت. در این پژوهش سیلیس از منبع محلول سیلیکات سدیم در دو سطح 0 و 1 میلی مولار تامین شد. تیمار نیکل در سطوح (0، 5/2، 5، 10، 30 و 50 میکرو مولار) و تیمار کادمیوم در سطوح (0، 5، 10، 30، 50 و 100 میکرو مولار) از منابع کلرید نیکل و کلرید کادمیوم تامین شد. ارقام گندم ( دوروم و بک کراس) پس از مدت 60 روز برداشت و پارامتر هایی شامل عملکرد وزن خشک ریشه و شاخساره، غلظت عناصر شامل غلظت نیکل، کادمیوم، سیلیس، آهن و روی ریشه و شاخساره، فعالیت آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز و نفوذپذیری غشاء ریشه اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد صرف نظر از رقم ، سیلیس در سطوح 0، 5/2 و 5 میکرو مولار نیکل و 0، 5 و 10 میکرو مولار کادمیوم، سبب افزایش و در سایر سطوح سبب کاهش وزن خشک شاخساره شده است. همچنین سیلیس در سطوح 5/2 و 5 میکرو مولار نیکل و 5 و 10 میکرو مولار کادمیوم سبب افزایش و در سایر سطوح سبب کاهش وزن خشک ریشه شده است. سیلیس در سطوح 5/2 و 5 میکرو مولار نیکل و 5 و 10 میکرو مولار کادمیوم سبب کاهش و در سایر سطوح سبب افزایش غلظت نیکل و کادمیوم شاخساره نیز شده است. سیلیس در رقم دوروم در سطوح 0 و 50 میکرو مولار نیکل و در قم بک کراس در سطوح 0، 30 و 50 میکرو مولار سبب افزایش و در سایر سطوح سبب کاهش غلظت آهن شاخساره شده است. صرف نظر از رقم، سیلیس در تمام سطوح کادمیوم سبب افزایش غلظت آهن شاخساره شده است. سیلیس در رقم دوروم در سطوح 0 و 5/2 میکرو مولار نیکل و در رقم بک کراس در تمامی سطوح به جزء سطح 10 میکر مولار سبب افزایش و در سایر سطوح سبب کاهش غلظت روی شاخساره شده است. صرف نظر از رقم، سیلیس در سطوح 0 و 5 میکرو مولار کادمیوم سبب افزایش و در سایر سطوح سبب کاهش غلظت روی شاخساره شده است. در رقم دوروم، سیلیس در تمام سطوح نیکل به جزء سطوح 30 و 50 میکرو مولار و در رقم بک کراس در سطوح 0، 5/2 و 5 میکرو مولار سبب افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز شده است. همچنین در رقم دوروم، سیلیس در تمام سطوح نیکل به جزء سطوح 5/2 و 5 میکرو مولار سبب افزایش و در رقم بک کراس در تمام سطوح نیکل سبب کاهش فعالیت آنزیم پراکسیداز شده است. سیلیس در رقم دوروم در تمام سطوح کادمیوم به جزء سطوح 5 و 10 میکرو مولار و در رقم بک کراس در تمام سطوح کادمیوم سبب افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز شده است. همچنین در رقم دوروم، سیلیس در تمام سطوح کادمیوم به جزء سطح 100 میکرو مولار و در رقم بک کراس در سطوح 0 و 5 میکرو مولار سبب افزایش و در سایر سطوح سبب کاهش فعالیت آنزیم پراکسیداز شده است. صرف نظر از رقم، سیلیس در سطوح 0، 5/2 و 5 میکرو مولار نیکل و در سطوح 0، 5 و10 میکرو مولار کادمیوم سبب کاهش و در سایر سطوح سبب افزایش نفوذپذیری غشاء ریشه شده است. بر اساس نتایج فوق اثر سیلیس بر کاهش سمیت فلزات سنگین با توجه به نوع و غلظت فلز سنگین و همچنین رقم گندم متفاوت است. کلمات کلیدی:آلودگی فلزات سنگین، سیلیس، نیکل، کادمیوم، خسارات اکسیداتیو، رقم دوروم، رقم بک کراس، گندم

سرنوشت فلزات سنگین وارد شده به خاک اصولاً به وسیله واکنش های سطحی بین فلز و کانی کنترل می شود. خاک یک سیستم طبیعی پیچیده است و شامل کانی های مختلف و ترکیبات آلی می باشد که هرکدام می توانند واکنش های متفاوتی با فلزات سنگین انجام دهند. بنابراین بررسی برهم کنش هر یک از اجزای سازنده خاک با فلزات سنگین در سیستم های مدل یک روش معمول برای درک بهتر نقش هریک از اجزای خاک در تحرک و سرنوشت فلزات سنگین در محیط زیست است. آمینواسیدهای آزاد از جمله ترکیبات آلی محلول با وزن مولکولی کم هستند. آمینواسیدها از منابع مختلفی مانند فرونشست تر وخشک، ترشحات ریشه، تجزیه بقایای آلی و ترشحات حیوانی و میکروبی وارد خاک می شوند. این ترکیبات آلی بر تحرک و جذب فلزات سنگین در خاک تأثیر می گذارند. در این تحقیق تأثیر هیستیدین و سیستئین بر جذب سرب به-وسیله پالیگورسکیت و سپیولیت به عنوان کانی های مهم مناطق خشک و نیمه خشک در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. داده های جذب تعادلی در محلول زمینه 01/0 میلی مولار کلرید کلسیم و غلظت سرب 5/0 تا 2 میلی مولار در حضور یک میلی مول بر لیتر سیستئین و هیستیدین به دست آمد. داده ها با استفاده از مدل های فرندلیخ، لانگمویر، کوبله کوریگان و تمکین برازش شدند. مدل های فرندلیخ و کوبله کوریگان برازش خوبی را برای کلیه داده ها نشان دادند. جذب سرب به-وسیله سپیولیت و پالیگورسکیت در حضور سیستئین کاهش یافت. دلیل این کاهش می تواند تشکیل کمپلکس های محلول پایدار و خنثی سیستئین- سرب باشد. تأثیر هیستیدین بر جذب سرب به وسیله دو کانی متفاوت بود. هیستیدین جذب سرب به-وسیله پالیگورسکیت را افزایش اما جذب سرب به وسیله سپیولیت را کاهش داد. سیستم پالیگورسکیت- هیستیدین دارای 6-5 = ph و سیستم سپیولیت- هیستیدین 7-6 = ph بود. در سیستم سپیولیت- هیستیدین، کمپلکس های هیستیدین- سرب بیشتر به صورت ml2h+ تشکیل شدند. تشکیل این کمپلکس ها مقدار سرب جذب شده به وسیله سپیولیت را کاهش داد. در سیستم پالیگورسکیت- هیستیدین- سرب، کمپلکس های هیستیدین، بیشتر به صورت ml2h2+2 وml2h3+3 تشکیل شدند که تمایل بیشتری به جذب الکتروستاتیک به وسیله سطح رس داشتند. همچنین امکان تشکیل کمپلکس سطحی سه گانه بین هیستیدین و سرب در سطح پالیگورسکیت وجود دارد. سپیولیت با وجود ظرفیت تبادلی کمتر در شرایط شیمیایی مشابه مقادیر بیشتری از سرب را نسبت به پالیگورسکیت جذب نمود. سینتیک جذب سرب به وسیله هر دوکانی در حضور و غیاب هیستیدین و سیستئین با مدل تابع توانی بهترین برازش را نشان داد. در سیستم سپیولیت سرعت جذب سرب در حضور هیستیدین و سیستئین کاهش پیدا کرد اما در سیستم پالیگورسکیت سرعت جذب سرب در حضور هیستیدین افزایش یافت.

چکیده فرایند صنعتی شدن، توسعه استفاده از کودهای شیمیایی و آفت کشها در کشاورزی و افزایش ترافیک در شهرها باعث افزایش میزان فلزات سنگین در محیط زیست شده است. کادمیوم و سرب از سمی ترین فلزات سنگین هستند. کانیهای خاک بدلیل سطح ویژه زیاد، ظرفیت تبادلی و همچنین بار منفی ساختاری توانایی جذب فلزات سنگین را دارا می باشند. سپیولیت و پالیگورسکیت از جمله کانیهای غالب مناطق خشک و نیمه خشک بشمار می روندکه قادر به جذب فلزات سنگین می باشند. مواد آلی موجود در خاکها نیز نقش مهمی را در سرنوشت عناصر سنگین در خاکها عهده دار می باشند. در خاک سطحی کانیها با مواد آلی طبیعی مانند مواد هیومیک پوشیده می شوند. مواد هیومیک می توانند با قرار گرفتن بر روی سطح کانیها و رقابت با یونهای فلزی و مسدود کردن سایتهای فعال، جذب فلزات سنگین بر روی سطح کانیها را کاهش دهند. از طرفی تشکیل کمپلکس سه گانه بین هیومیک اسید- فلز با سطح کانی امکان پذیر می باشد که بدلیل تشکیل کمپلکس فلز– لیگاند و پیوند با سطح کانی جذب فلزات سنگین افزایش می یابد. در این تحقیق برهم کنش بین آنیونهای هیومات و رسهای سپیولیت و پالیگورسکیت بررسی شد. همچنین جذب فلزات سنگین سرب و کادمیوم در غلظتهای متفاوت بوسیله رسهای مذکور و کمپلکسهای هیومات- رس مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات ftir نیز جهت بررسی جذب هیومات توسط کانیهای سپیولیت و پالیگورسکیت انجام شد. نتایج نشان داد حداکثر جذب هیومات بوسیله کانی سپیولیت بیشتر از پالیگورسکیت است که می تواند بعلت سطح ویژه بیشترسپیولیت باشد. پارامتر n مدل فروندلیخ در هر دو سیستم کمتر از یک بود که نشان دهنده جذب مطلوب هیومات بر روی سطح ناهمگن این کانیها می باشد. در مطالعات ftir انجام شده وجود پیک مربوط به گروه متیل هیومات و حذف پیک آب هیدراته پیوندی در ارگانومینرال ها نشان دهنده جذب هیومات بوسیله کانیهای سپیولیت و پالیگورسکیت است. هر دو مدل لانگمویر و فروندلیخ جذب کادمیوم و سرب بوسیله کانیهای سپیولیت و پالیگورسکیت و کمپلکسهای هیومات- رس را بخوبی توصیف نمودند. بر اساس نتایج این تحقیق میزان جذب سرب در هر دو کانی سپیولیت و پالیگورسکیت و کمپلکس های هیومات – رس بیشتر از کادمیوم بود. شکل همدماهای جذب کادمیوم و سرب در هر دو کانی در کلاس l قرار گرفت که نشانگر تمایل نسبتاً زیاد بین سرب و کادمیوم و فاز جامد در غلظت های کم یون های فلزی می باشد. حداکثر جذب کادمیوم و سرب بوسیله سیستم سپیولیت بیشتر از پالیگورسکیت بود. همچنین رسهای اشباع شده با کلسیم ظرفیت جذب بالاتری برای جذب کادمیوم و سرب نسبت به کمپلکس های هیومات- رس دارا بودند که علت آن احتمالاً می تواند ممانعت فیزیکی ایجاد شده بر روی سطح کانیها توسط جذب هیومات ها و یا رقابت بین یونهای فلزی و هیومات ها برای اشغال سایتهای جذب کانی ها باشد. با افزایش غلظت یونهای فلزی میزان ph تعادلی کاهش یافت که می تواند به علت اشغال شدن سایتهای جذب کانیها و آزاد شدن پروتون از سطح کانیها باشد. همچنین مکانیسم درون کره ای احتمالاً سهم بیشتری را در جذب سرب نسبت به کادمیوم توسط کانیهای مورد مطالعه داشته است.

در سال های اخیر جنبه های زیست محیطی استفاده از علف کش ها در کشاورزی به عنوان یک معضل جدی مطرح بوده است. استفاده از برخی فرم های تجاری علف کش ها به دلیل آبشویی و مهاجرت آن ها به منابع آب منجر به ایجاد خطرات زیست محیطی جدی می شود. هدف از انجام این مطالعه تهیه فرمولاسیون های کند رها از علف کش 2,4-d به منظور کاهش آبشویی و بالا بردن کارآیی آن جهت کنترل علف های هرز بود. این نوع فرمولاسیون ها بر اساس جذب علف کش 2,4-d توسط رس های اصلاح شده بنتونیت، زئولیت و سپیولیت تهیه شدند. 2,4-d یک علف کش آبگریز است و به دلیل آبدوست بودن سطح رس های طبیعی، امکان جذب آن بر سطح این رس ها وجود ندارد. بنابراین با توجه به اهمیت فرمولاسیون های کند رها در حفظ محیط زیست، این رساله در پنج مطالعه مجزا با هدف کلی سنتز فرمولاسیون های کند رهای علف کش 2,4-d انجام شد. در مطالعه اول، ا استفاده از کاتیون آلی(سورفاکتانت) ستیل پیریدینیوم برمید، در دو سطح یک و دو برابر ظرفیت تبادل کاتیونی رس های بنتونیت، زئولیت و سپیولیت، سطح رس ها از حالت آبدوست به آبگریز تبدیل شد و این تغییر سطح با استفاده از مطالعات دستگاهی مانند xrd، ft-ir، tga و sem تایید شد. در مطالعه ای دوم، جذب علف کش توسط رس های اصلاح شده و طبیعی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با اصلاح سطح رس، جذب علف کش به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد و این افزایش جذب متناسب با مقدار سورفاکتانت اضافه شده است. در مطالعه سوم، واجذب علف کش از رس ها به منظور بررسی آزاد سازی جزء فعال علف کش و امکان استفاده از این نوع رس ها به عنوان حامل در فرمولاسیون های کند رها مورد بررسی قرار گرفت. مقدار واجذب علف کش بسته به نوع رس و همچنین شدت جذب علف کش توسط رس های مختلف متفاوت بود اما اکثر رس های اصلاح شده برگشت ناپذیری جذب علف کش از سطح رس را نشان دادند. در مطالعه دیگر، پس از تایید امکان جذب علف کش بر سطح این رس ها و همچنین واجذب کم آن، فرمولاسیون های کند رها ساخته شدند و آزاد سازی علف کش از این نوع فرمولاسیون ها و فرمولاسیون تجاری مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که حدود 100 درصد از جزء فعال علف کش در همان دقایق اولیه انجام آزمایش از فرمولاسیون تجاری آزاد و وارد محیط شد و این در حالی بود که درصد آزاد سازی جزء فعال علف کش از فرمولاسیون-های ساخته شده، 168 ساعت بعد از کاربرد، از 18 تا 90 درصد متغیر بود که می تواند بیانگر سرعت آزاد سازی کم این فرمولاسیون ها باشد. در این مطالعه، همچنین تحرک و آبشویی علف کش از فرمولاسیون های کند رها در مقایسه با فرمولاسیون تجاری با استفاده از تاثیر مقدار جزء آبشویی شده علف کش در ستون خاک بر رشد گیاه محک شاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیشترین درصد کنترل کنندگی جزء فعال علف کش برای فرمولاسیون تجاری در عمق-های پایینی خاک و برای فرمولاسیون های سنتز شده در عمق های بالایی خاک بوده است که این امر می تواند نشان دهنده آبشویی کمتر علف کش از فرمولاسیون های کند رها باشد. در نهایت ، کارآیی فرمولاسیون های سنتز شده در کنترل علف هرز شبدر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمایش بیانگر کارآیی یکسان فرمولاسیون های کندرها با فرمولاسیون تجاری در کنترل این علف هرز بود. به طور کلی فرمولاسیون های کند رهای ساخته شده در این مطالعه کارآیی بالایی در کاهش آزاد سازی علف کش، کاهش آبشویی و افزایش راندمان آن جهت کنترل علف های هرز نشان دادند که از نظر اقتصادی نیز با توجه به کمتر شدن تعداد دفعات مصرف و کاهش هدرروی آن از طریق آبشویی می تواند بسیار مقرون به صرفه باشد.

جذب و واجذبی فلزات سنگین بوسیله ذرات خاک از مهمترین فرایندهای تاثیر گذار بر فراهمی سمیت و تحرک این عناصر در محیط خاک به شمار می روند. با توجه به حضور اجزای کانی و آلی متلف در خاکها، بررسی واکنش های فلزات سنگین با کانیهای خالص در سیستمهای مدل میتواند به درک بهتر رفتار این فلزات در خاک کمک نماید. در این تحقیق برهم کنش عنصر کادمیم به عنوان یکی از فراگیرترین فلزات سنگین با کانیهای ویژه مناطق خشک و نیمه خشک شامل پالیگورسکیت، سپیولیت و کلسیت مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین اثر این فلز سنگین بر آنزیم آلکالین فسفاتاز به عنوان یکی از مهمترین هیدرولازهای موجود در خاک، تثبیت شده بوسیله کانیهای sep , pal بررسی شد.

چکیده آلاینده های آلی و معدنی که از طریق فعالیت های صنایع تولید می شوند، می توانند مشکلات جدی را برای محیط زیست به وجود آورند. آلودگی محیط زیست در نتیجه ورود هیدروکربن های نفتی از جمله نگرانی های اخیر جوامع بشری مخصوصا کشورهای تولید و مصرف کننده مواد نفتی است. گرچه نفت یکی از ترکیبات اصلی جوامع صنعتی مدرن است، اما استخراج، انتقال و استفاده از ترکیبات نفتی، خطرات زیست محیطی غیر قابل انتظاری را به دنبال دارد. تیمار خاک با جاذب هایی همچون رس های طبیعی، رس های اصلاح شده و کربن فعال روش موثری در پایش خاک های آلوده به هیدروکربن های نفتی است. در این مطالعه، استفاده از جاذب های ارزان قیمت و مناسب برای محیط زیست و همچنین گیاه تلقیح شده با قارچ p.indica جهت آلودگی زدایی هیدروکربن های نفتی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از خاک آلوده به هیدروکربن های نفتی از منطقه بختیار دشت اصفهان نمونه برداری انجام گرفت. سه نوع اصلاح کننده بنتونیت طبیعی، بنتونیت اصلاح شده و کربن فعال در مقادیر 40 و 80 گرم بر کیلوگرم با خاک آلوده به مدت 50 و 90 روز انکوباسیون شدند و پس از انکوباسیون، غلظت هیدروکربن های باقیمانده در خاک آلوده تعیین گردید. به منظور بررسی اثر استفاده از اصلاح کننده بر کاهش آلودگی و همچنین رشد گیاه، پس از 50 روز انکوباسیون، در خاک مورد مطالعه گیاه ذرت کشت شد. برداشت گیاهان 5/1 ماه پس از کشت انجام گرفت. همچنین به منظور بررسی تاثیر استفاده از اصلاح کننده ها بر توانایی گیاه در حذف آلاینده های نفتی، غلظت هیدروکربن های نفتی تحت تیمار اصلاح کننده و گیاه با تلقیح و بدون تلقیح قارچ تعیین شد. نتایج نشان داد به کارگیری اصلاح کننده ها در هر دو مقدار 40 و 80 گرم بر کیلوگرم خاک به طور معنی داری مقدار هیدروکربن های نفتی قابل عصاره گیری خاک را کاهش می دهد. کاربرد بنتونیت طبیعی، بنتونیت اصلاح شده و کربن فعال به مقدار 80 گرم بر کیلوگرم خاک توانست به ترتیب 7860، 3630 و 16260 میلی گرم بر کیلوگرم از هیدروکربن های نفتی موجود در خاک آلوده را پس از 50 روز انکوباسیون جذب کند. تاثیر کربن فعال بر حذف آلاینده های نفتی نسیت به سایر تیمارها بیشتر بود. کاربرد هر سه اصلاح کننده به مقدار 40 گرم بر کیلوگرم خاک آلوده به اندازه کاربرد در 80 گرم بر کیلوگرم موثر بود. کاهش معنی دار غلظت هیدروکربن ها تحت تاثیر این تیمارها می-تواند ناشی از جذب آلاینده ها توسط این مواد اصلاح کننده باشد. تاثیر اصلاح کننده های مورد استفاده بر کاهش آلاینده-های نفتی با تعیین مقدار عملکرد گیاه ذرت تایید شد. بدین صورت که با کاربرد هر سه نوع اصلاح کننده، عملکرد گیاه ذرت افزایش یافت. همچنین با افزایش زمان انکوباسیون، مقدار کاهش قابلیت عصاره گیری آلاینده های نفتی با به کارگیری اصلاح کننده ها به طور معنی داری افزایش یافت. پایش آلاینده های نفتی از خاک تیمار شده با بنتونیت طبیعی، بنتونیت اصلاح شده و کربن فعال به ترتیب با افزایش زمان انکوباسیون از 50 روز به 90 روز، 17، 130 و 207 درصد افزایش یافت. تلقیح گیاه با قارچ p.indicaباعث افزایش معنی دار عملکرد گیاه کشت شده در خاک آلوده شد ولی تاثیری بر کاهش غلظت آلاینده ها نداشت. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از جاذب هایی همچون بنتونیت طبیعی و کربن فعال می تواند روش مناسبی در کاهش هیدروکربن ها در خاک های آلوده باشد.

به منظور افزایش قابلیت مصرف و نگهداری روغن های خوراکی نیاز است تا روغن خام طی چند مرحله تصفیه گردد. رنگبری یکی از مهم ترین مراحل تصفیه است، اگرچه مهم ترین هدف از رنگبری روغن کاهش میزان کلروفیل و بتا کاروتن است، ولی در این مرحله ناخالصی های دیگری از قبیل؛ اسیدهای چرب آزاد، پراکسید ها و فسفر نیز حذف می شوند. رنگبری نه تنها مشتری پسندی محصول را بالا برده، بلکه باعث افزایش پایداری و عمر نگهداری روغن نیز می شود. ازمیان فاکتورهای موثر بر رنگبری سه فاکتور میزان خاک رنگبر، دما و زمان رنگبری از دیگر فاکتورها با اهمیت تر می باشند. خاک های رنگبر متفاوتی برای رنگبری روغن های خوراکی استفاده می گردند، که یکی ازمهم ترین آن ها بنتونیت است، سپیولیت نیز یکی از انواع رس هایی است که معادن آن برای اولین بار در ایران در سال 1389 کشف و مورد استخراج قرار گرفته است و به علت سطح فعال بالا به نظر می رسد که می تواند به عنوان خاک رنگبر مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق از سپیولیت فعال شده ی اسیدی به عنوان خاک رنگبر استفاده شد و نتایج آنالیز bet نشان دادکه در طی فعال سازی اسیدی، سطح فعال سپیولیت از m2/g 105 به m2/g 168 رسیده است. برای بهینه کردن شرایط رنگبری روغن کانولا متغیرهای متفاوتی شامل میزان خاک رنگبر، دما و زمان رنگبری در نظر گرفته شدکه در نهایت با استفاده از روش آماری سطح پاسخ (rsm)، بهینه سازی واکنش و تعیین سطوح مطلوب هر متغیر انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که اختلاف معنی داری بین شرایط پیش بینی شده توسط نرم افزار با شرایط واقعی وجود نداشت. میزان خاک رنگبر بیشترین تاثیر را در خروج یا حذف پیگمان های رنگی و اسیدهای چرب آزاد نشان داد و بهترین شرایط رنگبری در میزان خاک رنگبر 3%، زمان 46/42 دقیقه و دمای 110 درجه ی سانتیگراد بدست آمد. پس از تعیین بهترین شرایط رنگبری، قدرت رنگبری سپیولیت فعال شده با خاک های تجاری مورد استفاده در صنعت در دو شرایط بهینه و شرایط اجرایی در صنعت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد، رنگبری بوسیله ی سپیولیت در شرایط بهینه بهترین نتیجه را در حذف اسید های چرب آزاد، پراکسید و فسفر داشته است و میزان کلروفیل و بتا کاروتن در روغن به ترتیب 15/98% و 21% کاهش یافته است. در شرایط بهینه به طور کلی نتایج بهتر از شرایط صنعتی مشاهده شد که دلیل عمده آن بدلیل میزان خاک مصرفی بیشتر در شرایط بهینه بود. علی رغم اختلاف ناچیز در برخی از شاخص های رنگبری می توان سپیولیت را به عنوان جایگزینی مناسب برای خاک های رنگبر وارداتی معرفی کرد.

استفاده از نیکل به دلیل کاربردهای متعدد آن در صنعت امری ضروری است. نیکل به عنوان یک عنصر ضروری کم مصرف برای گیاهان نیز اهمیت دارد ولی به راحتی می تواند موجب آلودگی سیستم های خاک وآب گردد. به کارگیری فرایندهای ژئوشیمیایی با استفاده از کانی های طبیعی برای حذف نیکل به دلیل ارزان بودن و اجرای آسان بسیار مورد توجه هستند. پالیگورسکیت، سپیولیت و کلسیت کانی هایی هستند که به میزان فراوان در خاک ها و رسوبات مناطق خشک و نیمه خشک ایران یافت می شوند و در منابع به عنوان مواد جاذب فلزات سنگین معرفی شده اند. در این پژوهش از کانی های پالیگورسکیت فلوریدا، سپیولیت یزد و کلسیت شرکت مرک استفاده شده است. آزمایشات جذب برای مطالعه جذب تعادلی و سینتیک جذب نیکل توسط سه کانی و همچنین تأثیر درجه حرارت، لیگاندهای آلی (سیترات، آرژنین، dfob و dtpa) و فلزات رقیب بر جذب نیکل انجام شدند. خصوصیات جذبی نیکل توسط سه کانی کاملا متفاوت است. کانی های فیبری در مقایسه با کلسیت مقادیر بیشتری از نیکل را با سرعت بیشتری جذب کردند. اگرچه پالیگورسکیت و سپیولیت شباهت ساختاری بسیاری به یکدیگر دارند توانایی سپیولیت از نظر ظرفیت جذب و سرعت جذب نیکل به میزان قابل توجهی از پالیگورسکیت بیشتر بود. جذب نیکل توسط پالیگورسکیت و سپیولیت کاملاً به دما وابسته است. در مجموع افزایش دما نه تنها موجب افزایش مقدار نیکل جذب شده و قدرت جذب آن گردید بلکه سرعت جذب را نیز افزایش داد. مقادیر مثبت ?h° نشان داد که به لحاظ ترمودینامیکی جذب نیکل توسط پالیگورسکیت و سپیولیت گرماگیر است. همچنین مقادیر کمتر ?g° برای سپیولیت نشان از این داشت که در مقایسه با پالیگورسکیت، جذب نیکل توسط سپیولیت خود بخودی تر است. حضور لیگاندهای آلی (سیترات، آرژنین، dfob و dtpa) بر مقدار و سرعت جذب نیکل توسط پالیگورسکیت، سپیولیت و کلسیت اثر می گذارند. اثر سیترات بر پتانسیل و سرعت جذب نیکل توسط پالیگورسکیت و سپیولیت یک اثر کاهنده بود. سیترات اثر محسوسی بر پتانسیل جذب نیکل توسط کلسیت نداشت اما سرعت جذب را قدری افزایش داد. برخلاف سیترات، آرژنین موجب افزایش جذب نیکل توسط هر سه کانی شد. dfob موجب کاهش پتانسیل و سرعت جذب نیکل توسط پالیگورسکیت و سپیولیت شد اما جذب نیکل توسط کلسیت را به میزان قابل توجی افزایش داد. اثر dtpa بر پتانسیل و سرعت جذب نیکل توسط سه کانی مذکور شبیه سیترات ولی شدیدتر از آن بود. در حضور سیترات و dtpa به ترتیب بعد از گذشت 6 و 12 ساعت واجذب نیکل اتفاق افتاد که حاکی از نگهداری ضعیف فلز توسط کانی مذکور بود. نتایج این مطالعه به خوبی نشان داد که جذب فلزات سنگین توسط کانی های پالیگورسکیت و سپیولیت یک پدیده رقابتی است. جذب نیکل، کادمیم، روی و مس توسط پالیگورسکیت و سپیولیت از دو الگوی کاملا متفاوت پیروی می کند. در مورد پالیگورسکیت تمام فلزات یاد شده یک روند افزایشی را با افزایش غلظت آنها در فاز محلول نشان دادند که به خوبی توسط مدل لانگمویر قابل توصیف است. در مورد سپیولیت به جز مس همه فلزات فوق یک روند کاهشی شدید را با افزایش غلظت آنها در فاز محلول نشان دادند که علت آن روند افزایشی بسیار شدید جذب مس و اختصاص سایت های جذب به این فلز است. رتبه بندی فلزات مورد پژوهش به لحاظ توان جذب توسط کانی های پالیگورسکیت و سپیولیت به صورت cu< zn< cd< ni است. نتایج نشان داد که مطالعه اثر عوامل محیطی مانند دما و حضور فلزات رقیب بر جذب نیکل توسط کلسیت با روش های معمول که در منابع ذکر شده با مشکلات جدی روبرو است. در مجموع خصوصیات جذبی سپیولیت برای نیکل در سیستم جذب تک فلز و نیز برای مس در سیستم جذب رقابتی قابل توجه است.

یکی از عوامل مهم آلودگی فلزات سنگین به ویژه آرسنیک در خاک، معدن کاری می باشد. اگرچه معدن کاری مواد لازم برای پیشرفت بشر را فراهم می کند، اما از طرفی با افزایش آلودگی های زیست محیطی امکان حیات و استفاده از محیط زیست سالم را به خطر می اندازد. به همین جهت در برخی از کشورها با بررسی تاثیرات عملیات معدن کاری، استانداردها و راه کارهایی برای حذف و تثبیت آلاینده های حاصل از این عملیات در نظر گرفته شده است. یکی از مناسب ترین راه کارها، تثبیت فلزات سنگین به خصوص آرسنیک در خاک های آلوده شده اطراف معادن با استفاده از ترکیبات مختلف آهن است. در طی 100 سال گذشته بهره برداری نادرست و زه آب های خروجی از معدن طلا زرشوران در جنوب استان آذربایجان غربی سبب افزایش تجمع فلزات سنگین مانند آرسنیک، کادمیم، روی و سرب در خاک های منطقه زرشورن و همچنین افزایش چشمگیر بیماری سرطان پوست در این منطقه شده است. در این پژوهش تاثیر جاذب های مختلف از قبیل زئولیت و بنتونیت خام، زئولیت و بنتونیت اصلاح شده با آهن، براده آهن و سولفات آهن بر تحرک و دسترسی زیستی آرسنیک در قالب دو مطالعه بررسی شد. مطالعه اول در محیط کشت شنی غنی شده با آرسنات و در حضور آفتابگردان (helianthus annuus. l) اجرا شد. هدف این مطالعه بررسی پتانسیل جاذب های یاد شده بر تثبیت و گونه بندی آرسنات بود. هر یک از جاذب ها براساس درصد وزنی به بستر کشت شنی اضافه شدند. بعد از پایان کشت گونه بندی آرسنات در بستر کشت با نرم-افزار minteq تخمین زده شد. زئولیت و بنتونیت خام و براده آهن با افزایش ph بستر کشت سبب کاهش فراوانی گونه h2aso4-و زئولیت و بنتونیت اصلاح شده با آهن و سولفات آهن با کاهش phسبب افزایش فراوانی گونه h2aso4- در بستر کشت شدند. تمامی جاذب ها غلظت آرسنیک در بافت های گیاهی را کاهش دادند. زئولیت و بنتونیت اصلاح شده با آهن و براده آهن از طریق مکانیسم جذب الکترواستاتیک و تبادل لیگاندی، سولفات آهن از طریق مکانیسم رسوب و زئولیت و بنتونیت خام از طریق تغییر گونه بندی آرسنات در بستر کشت سبب کاهش غلظت آرسنیک در بافت های گیاهی شدند. سولفات آهن بهترین کارایی و زئولیت خام کمترین کارایی را در تثبیت آرسنیک داشتند. نهایتاً سطح2 براده آهن(حاوی 6میلی مول fe+3) به واسطه قیمت مناسب، افزایش وزن خشک و کاهش غلظت آرسنیک در بافت های گیاهی به عنوان جاذب مناسب انتخاب شد. مطالعه دوم در محیط کشت خاکی به صورت آزمایش گلدانی و در حضور آفتابگردان اجرا شد و هدف آن بررسی تاثیر جاذب های یاد شده بر گونه بندی و تثبیت آرسنات و آرسنیت، تغییر فازهای آرسنیک در خاک(به خصوص فاز محلول و تبادلی) و کاهش دسترسی زیستی آن در خاک آلوده بود. در این مطالعه جهت کشت، نمونه برداری از خاک های آلوده شده منطقه زرشوران صورت گرفت. جاذب ها در درصد وزنی های مختلف به خاک اضافه شده و بعد از یک ماه انکوباسیون تحت کشت قرار گرفتند. بعد از پایان کشت نمونه های خاک و گیاه آنالیز شده و گونه های مختلف آرسنات و آرسنیت در محلول به وسیله نرم افزار minteqتخمین زده شد. جاذب ها تاثیر زیادی بر روی گونه بندی آرسنات و آرسنیت وهمچنین کاهش آرسنیت در محلول خاک نداشتند.در خاک های تیمار شده با زئولیت و بنتونیت خام غلظت آرسنات محلول افزایش و غلظت آرسنیک تبادلی کاهش یافت. زئولیت اصلاح شده با آهن غلظت آرسنات محلول را افزایش داد. بنتونیت اصلاح شده با آهن، براده آهن و سولفات آهن غلظت آرسنات محلول و آرسنیک تبادلی را کاهش دادند. نهایتاً سطح2 براده آهن(حاوی 354 میلی مولfe+3) به واسطه قیمت مناسب، افزایش وزن خشک و کاهش غلظت آرسنیک در بافت های گیاهی به عنوان جاذب مناسب جهت تثبیت آرسنیک در خاک انتخاب شد.

امروزه مسئله تخریب خاک حدود یک سوم از سطح خشکی های زمین را متأثر نموده است. مدیریت نامناسب منابع طبیعی می تواند منجر به از بین رفتن این سرمایه ارزشمند شود و زندگی بشر را با مشکل جدی روبرو نماید. کیفیت خاک بر ظرفیت آن در حفظ و تداوم باروری بیولوژیک، حفظ کیفیت زیست محیطی و افزایش سلامتی گیاه، انسان وحیوان دلالت دارد. فعالیت های مدیریتی به درجات مختلف بر کیفیت خاک موثر است و این تأثیر می تواند مثبت و یا منفی باشد. ارزیابی کیفیت خاک ابزاری است که مدیران می توانند از آن برای بررسی مشکلات خاک در کوتاه مدت استفاده کنند و همچنین راه کارهای مدیریتی مناسبی را برای حفظ کیفیت خاک در بلند مدت اتخاذ نمایند. مجتمع فولاد مبارکه به دلیل بحران آب و جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی از پساب تصفیه شده به منظور آبیاری فضای سبز استفاده می نماید. این مطالعه برای آگاهی از تأثیر پساب بر کیفیت خاک در وضعیت فعلی و تصمیم گیری ها در آینده انجام گرفت. بدین منظور از ناحیه پیاز رطوبتی درختان از سه عمق 0-20، 20 -40 و 40-60 سانتی متر از اراضی آبیاری شده با پساب (به مدت 2، 6 و 18 سال)، آب چاه و خاک بدون آبیاری تهیه و به آزمایشگاه منتقل شد. سپس ویژگی های شیمیایی خاک ها شامل ph، هدایت الکتریکی، درصد ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، نیتروژن کل، فسفر قابل دسترس، پتاسیم قابل تبادل، آهن، مس، روی، منگنز و نیکل (قابل دسترس)، آهن، مس، روی، منگنز و نیکل (کل) ، ویژگی های فیزیکی خاک شامل بافت، درصد ظرفیت نگهداری آب و درصد رس قابل پراکنش و ویژگی های بیولوژیکی خاک ها شامل تنفس پایه میکروبی، آنزیم آلکالین فسفاتاز و شدت آمونیفیکاسیون آرجنین در نمونه های خاک برداشت شده به روش های استاندارد اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد ph خاک در اراضی آبیاری شده با پساب نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. شوری خاک در تیمارهای آبیاری شده با پساب با افزایش زمان نسبت به تیمار بدون آبیاری دارای روند افزایشی بود. درصد ماده آلی خاک در اراضی تحت آبیاری به دلیل استقرار پوشش جنگل مصنوعی نسبت به تیمار بدون آبیاری دارای افزایش معنی دار بود. آبیاری با پساب و آب چاه بر ظرفیت تبادل کاتیونی خاک تأثیر معنی داری نداشت. مقدار آهن، روی، مس و نیکل قابل دسترس خاک در اثر استفاده از پساب یک روند افزایشی را نشان داده بطوری که این خاک ها از نظر تغذیه گیاهی فاقد کمبود بر اساس مقادیر توصیه شده می باشد. مقدار مس، نیکل و روی کل خاک های تحت آبیاری بر اساس استاندارد و شاخص های آلایندگی، در حد مجاز آلودگی بود. تنفس پایه میکروبی و آمونیفیکاسیون آرجنین به دلیل استقرار پوشش گیاهی و کیفیت پساب افزایش معنی داری را در مقایسه با تیمار شاهد نشان می دهد. بین تیمارهای آبیاری با پساب و آب چاه از نظر فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز به عنوان شاخص آلودگی خاک ها، تفاوت معنی داری مشاهده نشد. بطورکلی مدیریت آبیاری وجنگل کاری در اراضی سبز مجتمع فولاد مبارکه موجب بهبود کیفیت خاک این اراضی شده ولی در مورد برخی از ویژگی های خاک از جمله شوری پایش و بهبود شرایط خاک ضروری است.

آنزیم تایروزیناز یک مونواکسیژناز حاوی یون مس است، که نقش مهمی در بیوسنتز رنگدانه های ملانین و ترکیبات پلی-فنولی دارد.که مونوفنولها را به کته کولها و کته کولهارا به کینونهای مربوطه در حضور اکسیژن کاتالیز می کند.این آنزیم به میزان زیاد در میکروارگانیسمهای مختلف گیاهان و جانوران و قارچها یافت می شود، و دارای وزن مولکولی 120 کیلو دالتون می باشد. در پستانداران تایروزیناز، مسئول تشکیل رنگدانه های پوست، مو و چشم است. در گیاهان، تایروزیناز از طرفی در فرایندهای سیاه شدگی آنزیمی میوه ها و سبزیجات نقش کلیدی دارد. پایداری ترمودینامیکی از آنزیم تایروزیناز قارچی در بافر فسفات10 میلی مولار با ph=6/8 ودر دمای 20درجه سانتیگراد در حضور وعدم حضور چهار فلاونوئید (گالیک اسید، نارینجین، کرایسین، کوئرستین) بررسی شد. تأثیراین فلاونوئیدها بر روی پایداری ترمودینامیکی آنزیم به دو روش غیر طبیعی شدن پروتئین بوسیله اوره(توسط اسپکترفتومتری) و غیر طبیعی شدن دمایی (توسط فلوئرسانس) مورد بررسی قرار گرفت. نمودارهای سیگموئیدی که از هردو روش بدست آمدند، بر اساس دو مدل حالتی از طبیعی وغیر طبیعی شدن پروتئین می باشند تا از این طریق مقدار انرژی آزاد گیبس در محلول های آبی و در دمای اتاق بدست آمد. و آزمایشات به روش ترمودینامیکی، پایداری از آنزیم در حضور این فلاونوئیدها را نشان می دهد. . مقدار انرژی آزاد گیبس در غیاب دناتوره کننده ??g?_(h_2 o)^0 برای آنزیم تنها و برای آنزیم در حضور تک تک فلاونوئیدها (گالیک اسید، نارینجین، کرایسین، کوئرستین) به ترتیب برابر با 39/6،21/7، 77/6، 56/8، 04/8 بدست آمد. و همچنین نقطه ذوب آنزیم در حضور وعدم حضور هر یک از فلاونوئیدها توسط غیر طبیعی شدن دمایی توسط فلوئورسانس به ترتیب برابر با 2/56، 62/62، 09/59، 53/57، 22/57 بدست آمد. واین نتایجات ثابت می کند که آنزیم در حضور این فلاونوئیدها پایدار وبیشترین پایداری مربوط به اسید گالیک می باشد.

باکتری ها از فراوان ترین ریز جانداران ساکن در خاک به شمار می آیند. باکتری های خاک زی با کارکردهای مهم و متنوع، بسترساز واکنش های اساسی خاک هستند. حاصلخیزی خاک، شرکت در چرخه عناصر و تشکیل و پایداری ساختمان خاک از جمله نقش-های این ریز جانداران است. سودوموناس پوتیدا ریزجاندار منحصر به فرد خاک است که می تواند در برابر بسیاری از حلال های آلی مقاومت کند. 90-80% باکتری ها به صورت جذب شده روی سطوح جامدند. کلوئیدهای معدنی، با داشتن سطح ویژه و چگالی بار زیاد، واکنش پذیرترین بخش از اجزاء معدنی خاک هستند و زیستگاهی ترجیحی برای باکتری ها به شمار می آیند. اثرات متقابل بین باکتری ها و کانی ها بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک ها همچون هوازدگی کانی ها، تشکیل خاکدانه ها، معدنی شدن عناصر غذایی، توزیع اکولوژیکی و زنده مانی باکتری ها، انتقال و سرنوشت نهایی آلاینده ها و انتقال پاتوژن ها در خاک تاثیر دارد. در سیستم خاک علاوه بر دو جزء کلوئیدهای رسی و باکتری ها فلزات سنگین نیز وجود دارند. آلودگی فلزات سنگین یکی از معضلاتی است که با صنعتی شدن و تحول جوامع شدت بیشتری یافته است. فلزات سنگین از آلاینده های پایدار غیر قابل تجزیه بیولوژیکی هستند که به وسیله فرآیندهای طبیعی و یا فعالیت های انسانی در محیط زیست رها شده، به طور خودبه خود و طبیعی تخریب پذیر نیستند. سرب یکی ازخطرناک ترین فلزات سنگین محسوب می شود که اگر غلظت آن از حد مجاز تجاوز کند می-تواند سلامتی انسان را به خطر اندازد. این پژوهش با هدف بررسی برهم کنش باکتری سودوموناس پوتیدا با پالیگورسکیت و سپیولیت به عنوان کانی های ویژه مناطق خشک و نیمه خشک و همچنین بررسی میزان جذب بیولوژیکی سرب توسط باکتری و کمپوزیت های باکتری-کانی انجام گرفت. در این پژوهش سینتیک جذب باکتری سودوموناس پوتیدا به وسیله پالیگورسکیت و سپیولیت بررسی و روابط جذب وابسته به زمان به وسیله مدل های مختلف سینتیکی توصیف شد. در بین مدل های سینتیکی، مدل تابع توانی به عنوان بهترین مدل سینتیکی برازش یافته بر داده های جذب باکتری به وسیله پالیگورسکیت و به ویژه سپیولیت انتخاب گردید. داده های سینتیک جذب سودوموناس پوتیدا توسط رس ها نشان داد که بیشترین میزان جذب در 30-20 دقیقه اولیه صورت گرفته و پس از آن افزایش معنی داری در جذب باکتری دیده نشد. برای حصول اطمینان، زمان 1 ساعت به عنوان زمان تعادل در آزمایش-های جذب تعادلی در نظر گرفته شد. همچنین تاثیر غلظت تعادلی نیز بر جذب سودوموناس پوتیدا توسط پالیگورسکیت و سپیولیت (هم دماهای جذب) مورد بررسی قرار گرفت. داده های جذب با استفاده از مدل های فروندلیچ و به ویژه لانگمویر برازش خوبی را نشان دادند. مقایسه پارامترهای مدل های هم دماهای جذب نشان داد که باکتری سودوموناس پوتیدا تمایل بیشتری برای جذب به سطوح سپیولیت نسبت به پالیگورسکیت دارد. ارتباط مستقیمی بین سطح ویژه کانی ها و میزان جذب باکتری دیده نشد. با توجه به اینکه سطوح سلول های باکتری و کانی ها دارای بار الکتریکی منفی هستند، به نظر می رسد پیوندهای واندروالس، آبگریزی و شاید پل کاتیونی در فرآیند جذب باکتری تاثر گذار هستند. به دلیل اهمیت موضوع آلودگی، در این پژوهش توانایی باکتری سودوموناس پوتیدا و همچنین کمپوزیت کانی های پالیگورسکیت و سپیولیت-باکتری در حذف فلز سنگین سرب مورد بررسی قرار گرفت. باکتری سودوموناس پوتیدا ظرفیت قابل توجهی در جذب سرب داشت. حداکثر جذب سرب به وسیله این باکتری 4/582 میلی گرم بر گرم محاسبه شد. مدل لانگمویر در توصیف فرآیند جذب سرب توسط سودوموناس پوتیدا موفق تر از مدل فروندلیچ بود. با افزایش نسبت باکتری در کمپوزیت باکتری-رس میزان جذب سرب کاهش یافت که این امر ممکن است به دلیل پوشیده شدن گروههای عامل و اشغال مکان های جذبی موجود در سطوح رس ها توسط باکتری ها باشد. کمپوزیت های باکتری–سپیولیت در نسبت های متناظر موثرتر از سطوح باکتری -پالیگورسکیت در جذب سرب عمل کردند.

تأمین عناصر غذایی معدنی گیاه از مهم ترین نیازهای مرتبط با تولیدات محصولات گیاهی می باشد. هرچند کوددهی، رشد گیاهان را افزایش داده و وضعیت تغذیه ای گیاه را بهبود می بخشد اما مصرف بی رویه کودها موجب افزایش نگرانی در مورد اثرات نامطلوب بر محیط زیست و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک شده است. یکی از روش های موثر جهت غلبه بر مشکلات مصرف بی رویه کودهای شیمیایی، توسعه کودهای با رهش کنترل شده می باشد. پلی مرهای زیستی از جمله مناسب ترین ترکیبات طبیعی جهت سنتز سیستم های کندرهش عناصر غذایی می باشند. دراین مطالعه پلی مرهای زیستی آلجینات، رزین و ترکیب کاه و رزین به همراه رس زئولیت در نسبت های 1:2، 1:4، 1:8 و بدون رس جهت کند رهش کردن نیترات و پتاسیم مورد استفاده قرار گرفت. میزان آزادسازی نیترات و پتاسیم از سیستم های کندرهش پس از سنتز در زمان های 1، 3، 5، 10، 15، 20، 25 و 30 روز اندازه گیری شد. نتایج آزادسازی نیترات و پتاسیم از سیستم های سنتز شده نشان داد سیستم رزین:زئولیت در کندرهش کردن عناصر موثرتر از سایر ترکیبات بود. اثر این سیستم در نسبت های 1:4، 1:8 و بدون رس بر جذب نیترات و پتاسیم توسط گیاه ذرت و مقدار آبشویی این دو عنصر در بستر شن نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج کشت گیاه و آبشویی نیترات و پتاسیم نشان داد تیمار نیترات پتاسیم در اولین دوره از آبشویی بیشترین هدرروی نیترات و پتاسیم را نشان داد. طی 6 مرحله آبشویی نیز بیشترین مقدار آبشویی مربوط به دو تیمار نیترات پتاسیم و سیستم 1:4 بوده و کمترین مقدار مربوط به سیستم 1:8 بود. عملکرد اندام هوایی در بسترهای تحت تیمار سیستم های کند رهش و نیترات پتاسیم یکسان بود ولی بیشترین عملکرد ریشه در تیمار نیترات پتاسیم مشاهده شد، درحالیکه عملکرد ریشه در سیستم های کند رهش مشابه یکدیگر و حد واسط تیمار نیترات پتاسیم و شاهد بود. بیشترین جذب نیتروژن توسط ریشه در بین تیمارهای مختلف، مربوط به سیستم بدون رس بود و تیمارهای دیگرجذب نیتروژن یکسانی را نشان داده و تفاوت معنی داری نداشتند. در حالیکه بیشترین جذب پتاسیم توسط ریشه مربوط به دو سیستم بدون رس و 1:8 بود. بیشترین نیتروژن جذب شده در اندام هوایی نیز مربوط به دو تیمار سیستم 1:8 و بدون رس و بیشترین پتاسیم جذب شده در اندام هوایی مربوط به تیمار 1:8 بود. بطورکلی سیستم کندرهش برپایه رزین : زئولیت مناسب ترین ترکیب جهت تهیه کودهای کندرهش نیترات و پتاسیم می باشند.

امروزه یکی از مشکلات زیست محیطی مناطق پر جمعیت و صنعتی، آلودگی خاک و آب های زیرزمینی به سرب می باشد. جذب سرب توسط فاز جامد خاک ها تعیین کننده تحرک، انتقال و فراهمی زیستی سرب در خاک می باشد. شاخص های جذب سرب توسط خاک ها را می توان توسط هم دمای جذب تعیین نمود. هم دماهای جذب، اطلاعات مفیدی درباره گنجایش نگهداری و قدرت جذب سرب در خاک فراهم می کنند. از آنجایی که روش های آزمایشگاهی تعیین ضرایب جذب با صرف هزینه، وقت و آلودگی محیط-زیست و خطر زیادی همراه است، می توان با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک مانند درصد رس، سیلت، شن، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، و ph با کمک توابع انتقالی رگرسیونی، ضرایب جذب سرب در خاک را بدون صرف هزینه و وقت اضافی تخمین زد. هدف از این پژوهش، برازش مدل های رگرسیونی مناسب جهت برآورد ضرایب جذبی سرب در برخی خاک های استان مازندران با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره بود. بدین منظور 100 نمونه خاک از استان مازندران تهیه، همدمای جذب سرب اندازه گیری شده و پارامترهای جذب سرب توسط این خاک ها با استفاده از هم دماهای جذب معادلات لانگمویر و فروندلیچ برآورد گردید. سپس معادلات رگرسیونی مناسب جهت تخمین شاخص های جذب سرب توسط ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ها توسعه داده شد. نتایج نشان داد شاخص های کمیّت یا ظرفیت جذب سرب (qmax و kf)، با ویژگی های خاک شامل درصد رس، ماده آلی، گنجایش تبادل کاتیونی، کربنات کلسیم معادل و درصد سیلت همبستگی مثبت و معنی داری دارند. شاخص (n) که بیانگر شدت جذب سرب در خاک ها می باشد نیز با درصد ماده آلی، گنجایش تبادل کاتیونی و ph خاک همبستگی داشت. ضریب توزیع متوسط ( )، در خاک های مورد مطالعه بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار را با درصد سیلت نشان داد. مدل های متعددی جهت تخمین ضرایب جذبی سرب در خاک های مورد مطالعه با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک برازش داده شد. جهت برآورد پارامترهای ظرفیت جذبی فروندلیچ و لانگمویر (qmax و kf) ویژگی هایی چون درصد ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، گنجایش تبادل کاتیونی و درصد رس و سیلت وارد مدل شدند، امّا ضرایب تبیین این ویژگی ها در تخمین شاخص های ، n و قدرت پیوند (kl)، معنی دار نشد. به طور کلی در جذب سرب، ویژگی های خاک شامل درصد رس، ماده آلی، گنجایش تبادل کاتیونی، کربنات کلسیم معادل و درصد سیلت مهم ترین پارامترهایی بودند که وارد مدل شدند. به علاوه، در این پژوهش جهت تخمین بهتر پارامترهای جذبی سرب، داده ها بر اساس کاربری های مختلف تفکیک شدند اما تفکیک داده ها براساس کاربری موجب بهبود برآورد پارامترهای جذبی سرب توسط رگرسیون چندمتغیره نگردید.

امروزه یکی از مشکلات زیست محیطی مناطق پر جمعیت و صنعتی، آلودگی خاک و آب های زیرزمینی به فلزات سنگین می باشد. پژوهش ها در این زمینه و انتخاب روش های مناسب پاکسازی مناطق آلوده، مستلزم تعیین و تخمین ضرایب جذب آلاینده ها در خاک می باشد. اندازه گیری مستقیم ضرایب جذب مربوط به هر عنصر در خاک دشوار و زمان بر می باشد. به همین دلیل در سال های اخیر تلاش های فراوانی صورت گرفته تا با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک و بدون نیاز به اندازه گیری مستقیم بتوان ضرایب جذب فلزات را با دقت قابل قبولی تخمین زد. هدف از این پژوهش، بررسی امکان استفاده از توابع انتقالی نظیر شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چند متغیره برای برآورد ضرایب جذب نیکل با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک بود. در همین راستا، برای برآورد ضرایب جذب نیکل، اقدام به نمونه برداری از 102 نقطه از سری خاک های استان مازندران گردید. ویژگی های خاک مانند ph، درصد رس، سیلت و شن، ماده آلی، آهک معادل و گنجایش تبادل کاتیونی به عنوان ویژگی های زودیافت خاک در نظر گرفته شدند. استخراج معادلات رگرسیونی جهت برآورد ضرایب جذب نیکل با استفاده از نرم افزار spss17 به روش مرحله به مرحله انجام شد. مدل سازی (برآورد) ضرایب جذب توسط شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم پس انتشار خطا، تابع یادگیری لونبرگ-مارکواردات و تابع انتقال tansig صورت پذیرفت. آنالیز حساسیت شبکه عصبی مصنوعی به روش statsoft انجام شد. بررسی استقلال خطا (تفاوت بین مقدار واقعی و مقادیر پیش بینی شده توسط رگرسیون) و هم راستایی بین متغیرهای مستقل به ترتیب با استفاده از آزمون دوربین- واتسون و فاکتور عامل تورم واریانس (vif) در نرم افزار spss17 انجام پذیرفت. رگرسیون چند متغیره اغلب ضرایب جذب نیکل را به بطور قابل قبولی پیش بینی نمود. در مدل های توسعه یافته جهت تخمین ضریب توزیع (kd) نیکل، درصد رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل وارد مدل شدند. در تخمین ثابت های مدل فروندلیچ و لانگمویر، مهم ترین ویژگی هایی که وارد مدل شدند، گنجایش تبادل کاتیونی، کربنات کلسیم، ماده آلی و درصد رس بود. نتایج نشان داد که همبستگی قوی بین ضرایب جذب نیکل و ویژگی های زودیافتی مانند درصد ماده آلی، رس، کربنات کلسیم و گنجایش تبادل کاتیونی وجود داشت. آنالیز حساسیت شبکه عصبی نشان داد که درصد رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل تأثیرگذارترین ویژگی های زود یافت بر ضرایب جذب نیکل می باشند. همچنین نتایج نشان داد که تفکیک نمونه های خاک بر اساس کاربری، باعث بهبود برآورد ضرایب جذب توسط رگرسیون و کاهش دقت برآورد ضرایب جذب به وسیله شبکه عصبی گردید. علت کاهش دقت شبکه عصبی در اثر تفکیک بر اساس کاربری ها را می توان به کاهش تعداد نمونه ها ارتباط داد. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که می توان با استفاده از توابع انتقالی ضرایب مختلف جذب نیکل را در خاک های استان مازندران و خاک های مشابه توسط ویژگی های زودیافت خاک تخمین زد. واژه های کلیدی: ضرایب جذب، رگرسیون چند متغیره، شبکه عصبی مصنوعی، توابع انتقالی، ویژگی های زودیافت

افزایش راندمان کاربرد کود ها و مصرف کافی آنها به طوری که عناصر غذایی به بهترین وجه جذب گیاه شوند، یکی از دغدغه های محققین و کارگزاران در بخش کشاورزی است. کاربرد بیش از اندازه کودهای شیمیایی منجر به افزایش غلظت عناصر غذایی به میزان بیش از حد مطلوب برای گیاه شده که نتیجه آن آبشویی و یا رسوب عناصر غذایی است. یکی از راهکار های مفید در این زمینه استفاده از کود های کند رهش یا سیستمهای با رهش کنترل شده است .پلیمرهای طبیعی از جمله مناسب ترین ترکیبات جهت سنتز سیستم های کندرهش عناصر غذایی می باشند. در این مطالعه پلیمر طبیعی آلجینات به همراه رس زئولیت در نسبتهای 1:4، 1:8 و بدون رس جهت تهیه سیستمهای کندرهش عناصر مس و روی مورد استفاده قرار گرفت. سیستمهای تهیه شده در محلول های سولفات روی و سولفات مس به ترتیب با غلظت 300 و 200 میلی گرم بر لیتر قرار داده شد تا عمل جذب مس و روی انجام شود، سپس میزان مشخصی از سیستمهای سنتزشده، در دو حالت خشک و مرطوب در محلول cacl2 01/0 مولار قرار داده شد و میزان آزاد سازی مس و روی از 24 ساعت تا 58 روز اندازه گیری شد. نتایج آزادسازی مس و روی نشان داد که میزان آزاد سازی این دوعنصر در حالت مرطوب نسبت به خشک بیشتر بود. در سیستمهای سنتز شده مرطوب آزاد سازی مس به مدت 58 روز ادامه یافت در حالی که آزادسازی روی تنها به مدت 17 روز انجام شد. همچنین مدت زمان آزادسازی روی از سیستمهای خشک بیشتر از سیستمهای مرطوب بود. الگوی رهش مس و روی توسط سیستمهای سنتز شده به عنوان تابعی از زمان توسط مدلهای سینتیکی نیز بررسی شد. حداکثر مس یا روی قابل رهش (qe مدل شبه رده اول) بیشترین مقدار خود را درسیستم آلجینات بدون رس نشان داد. مقایسه ثابت سرعت شبه رده اول (k1) برای رهش مس و روی از سیستمهای مورد مطالعه نشان دادسرعت رهش مس و روی از سیستمهای هیبرید آلجینات:زئولیت کمتر از سیستم آلجینات خالص بودکه نشان دهنده نقش رس در کاهش سرعت آزادسازی عناصر از آلجینات می باشد. همچنین ضریب پخشیدگی (ki) مس و روی محاسبه شده از مدل پخشیدگی پارابولیک در مورد سیستم آلجینات:زئولیت کمتر از آلجینات خالص بود. به طور کلی سیستم های کندرهش بر پایه آلجینات:زئولیت در حالت خشک میتواند با آزادسازی تدریجی و مناسب روی و مس به عنوان یک محصول دوستدار محیط زیست جهت تهیه کودهای کندرهش مس و روی به کار برده شود.

محدودیت منابع آبی، خطر بحران آب در کشور و اهمیت بازیابی مجدد آب از یک سو و گسترش صنایع و افزایش آلودگی آب¬های سطحی و زیرزمینی به وسیله فلزات سنگین و سایر آلاینده¬های حاصل از فاضلاب¬های شهری و صنعتی و به خطر افتادن سلامت انسان و محیط زیست از سوی دیگر، موجب نگرانی بشر برای یافتن راه حل¬هایی مناسب و قابل قبول زیست محیطی، در جهت حذف این مواد از منابع آبی را ضروری می¬سازد. روش¬های مختلف برای حذف فلزات سنگین از آب¬ها و فاضلاب¬های صنعتی توسعه یافته¬اند که در این میان فرایند¬ جذب به عنوان یک روش کارا و اقتصادی از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. امروزه سنتز جاذب¬هایی با کارایی زیاد مورد توجه قرار گرفته است. این جاذب¬ها باید علاوه بر راندمان مناسب ، در دسترس بوده و هزینه کمی داشته باشند تا امکان استفاده از آن¬ها در سطح وسیع فراهم شود. رس¬ها و پلیمر¬های طبیعی به دلیل سازگاری با محیط زیست، فراوانی در طبیعت، هزینه کم و سطح ویژه زیاد در حال حاضر به طور گسترده¬ای برای جذب و حذف فلزات سنگین بکار می¬روند. در صورتیکه این جاذب¬ها به صورت هیبرید استفاده شوند برخی محدودیت¬های فیزیکی- شیمیایی این جاذب¬ها برطرف می¬گردد. در این مطالعه، مواد هیبرید آلژینات:بنتونیت و پلی-اکریلیک اسید- بنتونیت جهت حذف سرب از محلول¬های آبی مورد استفاده قرار گرفت. رفتار جذبی کامپوزیت¬های آلژینات: بنتونیت در نسبت¬های مختلف 1:2، 1:4 و 1:8 و پلی¬اکریلیک اسید و بنتونیت طبیعی نسبت به سرب در شرایط بسته و ستون با بستر ثابت مورد آزمایش قرار گرفت. تأثیر ph در شرایط بسته و ستون و تأثیر شدت جریان و غلظت اولیه سرب در سیستم ستون با بستر ثابت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج جذب سرب در سیستم بسته نشان داد مدل¬های لانگمویر و فروندلیچ بر داده¬های تعادلی جذب سرب به خوبی برازش می¬یابند. میزان جذب سرب با افزایش ph، افزایش یافت و بیشترین ظرفیت جذب سرب در مورد سیستم آلژینات:بنتونیت با نسبت 1:2 در 4=ph، (111/9) و در 6=ph، ( mg g-1 2/152) بدست آمد. نتایج بدست آمده و محاسبه ضرائب ce-rel (av)، sr، tr و f? برای تمامی جاذب¬های بکار رفته در سیستم ستون با بستر ثابت نشان داد که با کاهش شدت جریان¬ و غلظت اولیه سرب و افزایش ph، سرب بیشتری از محلول¬ها حذف گردید. مقایسه ضرایب برای تمامی جاذب¬های بکار رفته در سیستم ستون و در شرایط مختلف آزمایشگاهی، نشان می¬دهدکه جاذب¬های هیبرید آلژینات:بنتونیت نسبت به بنتونیت طبیعی و کامپوزیت پلی¬اکریلیک اسید-بنتونیت کارایی بهتری داشته و می¬توان از آنها در جذب سرب از آبهای آلوده استفاده نمود.

سرنوشت این آلاینده ها در خاک به عوامل زیادی نظیر جذب، تجزیه، توانایی تشکیل کمپلکس، انتقال، رسوب، پخشیدگی، جذب سطحی و غیره بستگی دارد. در حال حاضر روش های متنوعی برای کاهش آلودگی خاک به کار می-رود. بیش ترین این روش ها زمان بر و پر هزینه اند. در روشهای پاک سازی در محل آلوده، از انتشار آلودگی به خاک های اطراف، گیاهان، حیوانات و انسان ها ممانعت بعمل می آید. در این روشها هرچند آلاینده از بین نمی روند ولی از تحرک آن در خاک کاهش می یابد. بیوچار(biochar) فرم پایدار زغال تولیدشده از پیرولیز مواد آلی تحت دمای زیاد و اکسیژن کم و یا بدون اکسیژن می باشد. افزودن بیوچار به خاک منجر به مزایای زیادی از جمله بهبود کیفیت فیزیکی و شیمایی خاک، افزایش عملکرد محصول، بهبود جذب عناصر غذایی توسط گیاهان، افزایش نگه داشت آب خاک، کاهش یا افزایش ph خاک، افزایش گنجایش تبادل کاتیونی و بهبود ساختمان خاک می شود. بیوچار دارای ویژگی هایی مانند بار سطحی زیاد منفی، سطح ویژه زیاد، پایداری زیاد در برابر تجزیه و دارای قدرت زیاد جذب یون ها در مقایسه با سایر شکل-های ماده آلی خاک می باشد. در این پژوهش توان بیوچار به عنوان کاهش دهنده جذب کادمیم و روی توسط گیاه ذرت یررسی شد. بدین منظور، آزمایش گلخانه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی در آرایش فاکتوریل با سه تکرار در بستر شن در گلخانه پژوهشی کشت بدون خاک دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل چهار سطح بیوچار(0، 5، 10و 20 گرم در کیلوگرم) ، سه سطح کادمیم(0، 2 و 5 میلی گرم در کیلوگرم) و سه سطح روی(0، 100 و 200 میلی گرم در کیلوگرم) بودند که سطوح فلزات سنگین به طور جداگانه اعمال شدند. آنالیز اثرات ساده تنش فلزات سنگین بر شاخص های فیزولوژیکی اندازه گیری شده (وزن تر اندام هوایی و ریشه، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، ارتفاع)، تنها اثر کادمیم بر وزن خشک اندام هوایی معنی دار نشد و در تمامی شاخص های دیگر کاهش معنی داری را نشان داد. بیوچار بر وزن خشک زیست توده اندام هوایی و ریشه گیاهان تأثیر معنی داری داشت و در تمامی تیمارها دو سطح 5 و 10 گرم در کیلوگرم بیوچار باعث افزایش وزن خشک زیست توده اندام هوایی و ریشه شدند و سطح 20 گرم در کیلوگرم باعث کاهش این شاخص ها شد. وزن خشک زیست توده اندام هوایی و ریشه گیاهان تیمار شده با بیوچار و فلزات سنگین برای اندام هوایی در دو سطح 5 و 10 گرم درکیلوگرم بیوچار بیشتر از تیمار صفر بود. نتایج نشان داد سطوح مختلف بیوچار، جذب کادمیم در اندام هوایی را بطور معنی داری افزایش داد و بر غلظت کادمیم ریشه به جز در سطح 20 گرم درکیلوگرم که به دلیل کاهش عملکرد باعث افزایش غلظت کادمیم در گیاه شده بود، تأثیری نداشت. از طرفی بیوچار غلظت روی در اندام هوایی را بطور قابل توجهی کاهش داد. تأثیر بیوچار بر جذب فلزات سنگین با توجه به ماده اولیه آن و نوع و غلظت فلزات سنگین متفاوت است.با توجه به نتایج بدست آمده می تون از بیوچار به عنوان یک ماده اصلاح کننده خاک به منظور پاکسازی مناطق آلوده به فلزات سنگین بصورت کمک کننده به گیاه پالایی یا تثبیت کننده فلزات سنگین کرد.

چکیده در دهه های اخیر با توجه به افزایش جمعیت و روند رو به رشد صنعتی شدن کشورها، مشکلات زیست محیطی زیادی زندگی انسان ها و سایر موجودات زنده را به خطر انداخته است. آلاینده های زیادی از طریق خاک می توانند وارد چرخه ی غذایی انسان شوند که از مهم ترین این آلاینده ها، عناصرسنگین می باشند. این عناصر به دلیل آثار زیان بار و طول عمر بالا در محیط زیست از اهمیت زیادی برخوردار هستند. برای تخمین میزان عناصر سنگین در خاک از روش های شیمیایی استفاده می شود که این روش ها بسیار دشوار، هزینه بر و وقت گیر می باشند. در سال های اخیر برای تخمین میزان عناصر سنگین در خاک از روش پذیرفتاری مغناطیسی استفاده می شود که روشی آسان و غیر مخرب است. تعداد 76 نمونه در این پژوهش با هدف بررسی تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی با خروج عناصر سنگین از خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از آماده سازی، عناصر سنگین از چهار فاز تبادلی، اکسیدی، احیایی و فاز ساختاری و باقی مانده خاک به روش عصاره گیری متوالی خارج شد و پس از خروج عناصر از هر فاز، پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس khz 46/0(فرکانس کم) و khz6/4 (فرکانس زیاد) اندازه گیری گردید. غلظت عناصر سرب، روی، منگنز، آهن، مس، نیکل، کروم و کبالت به وسیله ی دستگاه جذب اتمی اندازه گیری گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که خروج عناصر سنگین از خاک تأثیر معنی داری بر پذیرفتاری مغناطیسی خاک دارد و باعث کاهش آن می شود. بیشترین کاهش پذیرفتاری مغناطیسی پس از خروج عناصر سنگین از فاز ساختاری و باقی مانده خاک وکمترین آن پس از خروج این عناصر از فاز تبادلی خاک رخ داد. در این تحقیق همبستگی بین عناصر سنگین در فازهای مختلف خاک و همچنین همبستگی بین پذیرفتاری مغناطیسی با خصوصیات خاک و عناصر سنگین تعیین شد. نتایج این تحقیق نشان داد که غلظت عناصر سنگین موجود در فازهای مختلف خاک تأثیر بسزایی در میزان پذیرفتاری مغناطیسی دارد و همچنین می توان از روش حساسسیت مغناطیسی به عنوان روشی آسان، کم هزینه و سریع برای بررسی غلظت عناصر سنگین در فازهای مختلف خاک استفاده نمود. کلمات کلیدی:عناصر سنگین، پذیرفتاری مغناطیسی، فاکتور آلودگی، همبستگی، عصاره گیری متوالی

هدف از این تحقیق برآورد کیفی آب رودخانه زاینده رود براساس مدل سازی اکسیژن محلول در آب می باشد. در مدل سازی اکسیژن محلول از روش csp استفاده شده است. این رابطه توسط streeter عرضه شده و در مطالعات منابع آب استفاده چشمگیری از آن می شود. این رابطه نحوه کاهش و یا افزایش اکسیژن محلول را در بازه ای مشخص با در نظر گرفتن اکسیژن بیوشیمیایی محلول در آب (bod) شرح و مشخص می نماید. با توجه به اینکه در این تحقیق تمرکز بر روی پساب های صنعتی می باشد لذا تقسیم بندی رودخانه، به منظور نمونه برداری از آب رودخانه، در محدوده کارخانه های ذوب آهن اصفهان، مجتمع فولاد مبارکه و با توجه به مکان های ورود پساب های ایجاد شده از صنایع فوق الذکر به رودخانه انجام پذیرفته است. به منظور نمونه برداری از رودخانه زاینده رود، با توجه به اینکه این رودخانه کم عرض و کم عمق می باشد و امکان برداشت بصورت دستی وجود دارد، نمونه برداری بصورت ماهانه در ماه های آذر، دی، بهمن، اسفند و فروردین انجام شد. هر ماه 10 نمونه از رودخانه (در محدوده بیان شده) اخذ گردید. اندازه گیری اکسیژن محلول با دستگاه پرتابل مدل 8403 انجام شد. لازم به ذکر است بدلیل وجود پارامترهایی مانند جذب سطحی، زبری و تلاطم رودخانه، ضرایب برآورد شده توسط روش وینکلر با مقدار واقعی پارامترها متفاوت می باشند، لذا از روش فوق جهت اندازه گیری اکسیژن محلول استفاده نشده است. مدل کیفی آب براساس مدل سازی اکسیژن محلول در رودخانه انجام شد. شبیه سازی اکسیژن محلول از دو روش متفاوت و با استفاده از مدل csp انجام گرفت. در اولین روش فقط غلظت اکسیژن خواهی کربنی درنظرگرفته شده است (bod5). در روش دوم مقادیر اکسیژن خواهی بیوشیمیایی کربنی و اکسیژن خواهی بیوشیمیایی نیتروژنی همزمان لحاظ گردیده (overall bod) است. نهایتاً پارامترهای مدل که شامل ka، kd، kc و kn می باشند، بدست آمده است. برای تعیین ka از روش های تجربی براساس دبی و عمق استفاده شده است. برای تعیین پارامترهای kd، kc و kn از تحلیل اکسیژن خواهی طولانی مدت استفاده شده است. در پایان بر اساس مدل csp-overall bod رابطه ای تدوین شد و همچنین از مدل csp-cbod نیز رابطه ای استخراج گردید.

کاربرد پساب برای آبیاری در درازمدت موجب افزوده¬شدن برخی ترکیب¬ها و یون¬ها به خاک می شود که ممکن است باعث تغییر در ویژگی¬های فیزیکی، هیدرولیکی و مکانیکی خاک ¬شود. ویژگی¬های هیدرولیکی خاک شامل منحنی مشخصه رطوبتی و هدایت هیدرولیکی به شدت تحت تأثیر کاربری و مدیریت زمین و کیفیت آب آبیاری قرار دارند. آب-گریزی و آب¬پذیری خاک نیز نقش مهمی در روابط آب و خاک و گیاه ایفا می¬کنند. هم¬چنین مقاومت مکانیکی خاک ویژگی مهمی در ارتباط با رشد گیاهان می¬باشد. از این رو در این پژوهش اثر کاربرد پساب تصفیه¬ خانه فاضلاب مجتمع فولاد مبارکه اصفهان بر نفوذپذیری، آب¬گریزی، ویژگی¬های هیدرولیکی و مکانیکی و آب قابل استفاده خاک فضای سبز ارزیابی شد. آزمایش¬های صحرایی در 35 نقطه در قالب بلوک¬های کامل تصادفی انجام گرفت و نقاط نمونه¬برداری بر اساس نوع آبیاری (آبیاری با آب چاه یا پساب تصفیه شده¬ی مجتمع) و زمان شروع آبیاری (سه زمان، 3، 7 و 19 سال) انتخاب شد. هم¬چنین تیمار خاک بکر (بدون آبیاری) نیز به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. نفوذ غیراشباع آب به خاک توسط دستگاه نفوذسنج مکشی اندازه¬گیری شد و داده¬های حاصل از آن به دو روش مدل¬سازی معکوس حل تحلیلی وودینگ و حل عددی توسط نرم¬افزار disc، تجزیه و تحلیل شدند. برای اندازه¬گیری آب¬گریزی خاک از روش جذب-پذیری ذاتی استفاده شد. مقاومت¬های برشی و فروروی خاک به ترتیب توسط جعبه برش مزرعه¬ای و فروسنج جیبی اندازه-گیری شدند. اندازه¬گیری¬های مربوط به منحنی مشخصه رطوبتی خاک نیز روی نمونه¬های دست¬نخورده در آزمایشگاه اندازه¬گیری شد. استفاده از پساب سبب کاهش ph و افزایش شوری خاک (به جز در تیمار 19 سال آبیاری¬شده با پساب) شد. کاربرد پساب سبب افزایش ماده آلی خاک شده است که این افزایش ناشی از مواد آلی پساب و بقایای درختان افزوده¬شده به خاک می¬باشد. آبیاری با پساب سبب کاهش معنی¬دار هدایت هیدرولیکی اشباع و هدایت هیدرولیکی غیراشباع در تمام مکش¬های ماتریک گردید که این به دلیل وجود ذرات معلق و مواد آب¬گریز در پساب می¬باشد که منافذ خاک را بلوکه کرده¬اند. هم¬چنین استفاده از پساب باعث کاهش نفوذپذیری، شدت جریان ماندگار و جذب¬پذیری آبی خاک شده است که به دلیل اثر عوامل آب¬گریز بر توان جذب ذرات خاک است. آبیاری با پساب در درازمدت (19 سال) سبب افزایش شاخص آب¬گریزی خاک شده است. پارامترهای مقاومت برشی در خاک منطقه بیشتر متأثر از ریزساختار و اجزای خاک بوده و پساب تأثیر معنی¬داری بر این پارامترها نداشته است ولی آبیاری با پساب سبب افزایش مقاومت فروروی (سختی) خاک در هر دو حالت خشک و مرطوب شده است. پارامترهای مدل ون¬گنوختن شامل n، ? و ?s در اثر آبیاری با پساب و آب چاه با تیمار شاهد تفاوت معنی¬داری نشان ندادند ولی ?s در دراز¬مدت نسبت به خاک بکر افزایش داشته است. آبیاری با پساب و آب چاه با کاهش چگالی ظاهری و افزایش منافذ مویینه و توان نگهداشت بیشینه خاک، باعث افزایش آب قابل استفاده خاک برای گیاه شده که در نهایت منجر به ارتقاء کیفیت فیزیکی خاک شده ¬است. به طور کلی پساب مجتمع فولاد مبارکه اصفهان بر ویژگی¬های هیدرولیکی و مکانیکی و آب¬گریزی خاک منطقه تأثیری مشابه آب چاه شماره 15 گذاشته است بنابراین استفاده از پساب در این منطقه می¬تواند به عنوان گزینه مناسبی برای آبیاری فضای سبز در نظرگرفته شود در صورتی که پایش¬های دوره¬ای کیفیت خاک (به ویژه شوری) نیز انجام گیرد.

توسعه صنعتی، افزایش جمعیت و کاربرد تکنولوژی های نوین موجب ورود فلزات سنگین به محیط زیست و آلودگی منابع آب و خاک گردیده است. آلودگی آبها به فلزات سنگین معمولاً در اثر فعالیتهای آبکاری فلزات، پلاستیک سازی، رنگ و رزین، معدن کاری، فلزکاری و کاربردکودهای شیمیایی به وجود می آید. جهت حذف فلزات سنگین از آبهای آلوده از جاذب های متخلخلی استفاده می-شود که سطح و ظرفیت کافی را برای جذب این فلزات دارا باشند. در این مطالعه، از کانی های رسی زئولیت و سپیولیت و پلیمری به نام آلژینات با قابلیت جذب بسیار زیاد جهت حذف سرب از محلولهای آبی مورد استفاده قرار گرفت. جاذب های هیبرید حاصل از اختلاط نسبت های مختلف رس به آلژینات (1:2، 1:4 و 1:8) نیز ساخته شد و قابلیت جذب این هیبریدها و رس های زئولیت و سپیولیت و پلیمر آلژینات در غلظت های متفاوت سرب (25 تا 2000 میلی گرم بر لیتر) مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین، با توجه به اهمیت اطلاعات ترمودینامیکی در مورد رفتار فیزیکوشیمیایی سرب در محلولهای آبی، جذب سرب در چهار دمای 15، 25، 35 و 45 درجه سانتی گراد جهت تعیین ثابت های ترمودینامیکی مورد بررسی قرار گرفت.

زغال زیستی (بیوچار) یکی از مواد حاصل از پیرولیز ضایعات آلی است که به عنوان کود کاربرد دارد. لذا با توجه به اهمیت استفاده مجدد از ضایعات کشاورزی،این تحقیق با هدف بررسی تاثیر زغال زیستی پوسته شلتوک برنج به عنوان اصلاح کننده برخی خصوصیات خاک و رشدذرت صورت گرفت.

گیاه پالایی با توجه به پیامدهای جانبی کمی که بر محیط زیست دارد، به عنوان یک روش دوستدار طبیعت محسوب می شود. مهم ترین فرایندهای تأثیرگذار در کاهش و حذف هیدروکربن ها از خاک در گیاه پالایی، وابسته به حضور ریشه هستند. ریشه ها با تغییر دادن ویژگی های خاک باعث بهبود شرایط رشد ریزجانداران می شوند و از طرفی حضور ریشه در خاک باعث بهبود شرایط تهویه و تسریع در فرایند گیاه پالایی می گردد. گیاه پالایی خاک های آلوده به مواد نفتی با تجزیه هیدروکربن های آب گریزی که سطح ذرات خاک را پوشانده اند، مقدار جذب و نگهداشت آب در خاک و دیگر ویژگی های هیدرولیکی و کیفیت خاک را تحت تأثیر قرار می دهد. تاکنون پژوهشی در خصوص تأثیر قارچ اندوفیت piriformospora indica، در بحث گیاه پالایی خاک های آلوده به مواد نفتی انجام نشده است. بنابراین پژوهش حاضر به بررسی حضور مستقیم ریشه گیاه ذرت تلقیح شده با قارچ p. indica بر حذف آلاینده های نفتی و فعالیت های میکروبیولوژیک و نیز بررسی شاخص کیفیت فیزیکی (شاخص s) و آب گریزی خاک آلوده به مواد نفتی انجام گرفت. در این پژوهش همچنین به بررسی تأثیر قارچ اندوفیت بر رشد و توسعه سیستم ریشه ای این گیاه در حضور توزیع متفاوت لایه های آلوده به مواد نفتی پرداخته شد. برای اجرای مطالعه اول و دوم از یک سیستم ریزوباکس چهار بخشی با فاصله از ریشه استفاده گردید. کشت گیاه در بخش مرکزی این ریزوباکس انجام شد و پس از گذشت 64 روز، تأثیر تلقیح بر رشد گیاه و ویژگی های میکروبیولوژیک و هیدرولیکی خاک مورد بررسی قرار گرفت. دو مطالعه دیگر که به بررسی تأثیر تلقیح قارچ اندوفیت p. indica بر رشد و توسعه ریشه توجه داشت با استفاده از سیستم ریزوترون و نیز روش رادیوگرافی نوترونی انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که حضور قارچ اندوفیت موجب افزایش عملکرد ریشه و اندام هوایی گیاه ذرت شده و همچنین ارتفاع گیاه و سبزینگی آن در گیاهان دارای اندوفیت بیشتر از گیاهان بدون اندوفیت بود. ویژگی های زیستی خاک مانند جمعیت باکتریایی و آنزیم دهیدروژناز خاک باکشت گیاه (در هر دو تیمار با و بدون اندوفیت) افزایش معنی داری در مقایسه با تیمار شاهد (بدون کشت گیاه) نشان داد. بهبود شرایط بیولوژیک خاک با افزایش تجزیه هیدروکربن های خاک، موجب کاهش مواد نفتی در خاک شد، که این موضوع در نواحی نزدیک به ریشه بیشتر از خاک توده مشاهده شد. به گونه ای که در پایان آزمایش درصد کل هیدروکربن های تجزیه شده در خاک ریزوسفری در مقایسه با مقدار اولیه آن، در تیمارهای تلقیح شده و بدون تلقیح به ترتیب حدود 50 و 40 درصد بود، حال آنکه این مقادیر برای خاک توده به ترتیب حدود 30 و 25 درصد بود. شرایط کیفیت فیزیکی در نگهداشت رطوبت و نیز آب گریزی خاک بهبود پیدا کرده و توان خاک برای نگهداشت آب در محدوده ی قابل دسترس گیاه افزایش یافت. نتایج همچنین نشان داد که حضور آلاینده های نفتی در مسیر توسعه ریشه، کاهش رشد و توسعه ریشه گیاه ذرت را در پی داشت، اما تلقیح این گیاه با قارچ موجب کاهش اثر منفی حضور تنش های نفتی در خاک شد. طول، عمق توسعه، سطح و حجم ریشه گیاه در تیمارهای تلقیح شده با قارچ بیشتر از تیمارهای بدون تلقیح بود. به دلیل بافت خاک که توانایی نگهداشت آب بالایی داشت و از طرفی به دلیل ریز بودن حجم زیادی از ریشه های گیاه ذرت، روش عکس برداری نوترونی در پژوهش حاضر برای بررسی توسعه ریشه های این گیاه چندان موفقیت آمیز و مناسب نبود. همچنین نتایج نشان داد که حضور آلاینده های نفتی و همچنین تلقیح گیاه ذرت با قارچ، باعث افزایش فرایند لیگنینی شدن سلول های ریشه گیاه به عنوان یک راهکار دفاعی در برابر تنش های نفتی شده بود. به طور کلی نتایج نشان داد که فعالیت میکروبیولوژیک خاک با کشت ذرت افزایش یافت و همزیستی گیاه با قارچ p. indica موجب افزایش معنی دار برخی از این شاخص های زیستی شد. همچنین حضور قارچ مورد مطالعه همراه با گیاه ضمن بهبود کیفیت خاک موجب بهبود رشد و توسعه ریشه های این گیاه شد و توسعه ریشه ها در تیمارهای همزیست با قارچ بهتر بود.

اگرچه سیلیسیم به عنوان عنصری ضروری در تغذیه گیاهان شناخته نشده است اما دارای اثرهای مفید متعددی در گیاهان می باشد. این عنصر در بهبود سازوکارهای دفاعی گیاه در تنش های زیستی مانند بیماری های پوسیدگی طوقه و ریشه نقش مهمی دارد. phytophthora melonis یکی از عوامل عمده در ایجاد بیماری پوسیدگی طوقه و ریشه در خیار است. با این فرض که سیلیسیم با تأثیر بر فرآیندهای فیزیولوژیکی و زیستی می تواند سبب افزایش تحمل خیار در برابر بیماری شود، این مطالعه با هدف بررسی اثر سیلیسیم بر تحمل دو ژنوتیپ خیار (cucumis sativus l.) ( دامینوس grc و سوپردامینوس) مایه زنی شده با قارچ فیتوفترا انجام شد. به این منظور آزمایشی در محیط کشت هیدروپونیک با سه سطح سیلیسیم (0 و 100 و 200 میلی گرم بر لیتر سیلیسیم) و دو سطح آلودگی قارچی (فاقد مایه زنی ومایه زنی شده با قارچ فیتوفترا ) اجرا شد. عملکرد وزن خشک ریشه و شاخساره، نفوذپذیری غشاء ریشه، غلظت گروه های سولفیدریل غشاء ریشه، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در ریشه و همچنین غلظت روی، آهن، منگنز و سیلیسیم در ریشه و شاخساره اندازه گیری شد. شدت آلودگی ریشه نیز بر اساس تعداد ریشه های آلوده به دست کم یک خسارت ناشی از عامل بیماری زا تعیین شد. کاربرد سیلیسیم سبب افزایش غلظت این عنصر در بافت های خیار شد. وزن خشک ریشه و شاخساره، همچنین طول ریشه در گیاهان تیمار شده با سیلیسیم در مقایسه با گیاهان رشد کرده در محلول های فاقد سیلیسیم افزایش معنی داری (سطح 5 درصد) نشان داد. در هر دو ژنوتیپ خیارمایه زنی شده با قارچ، کاربرد سیلیسیم سبب کاهش معنی دار نفوذپذیری غشاء ریشه و افزایش سطح فعالیت آنزیم های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز شد. شدت آلودگی قارچی نیز در حضور سیلیسیم کاهش معنی داری نشان داد. همچنین سیلیسیم سبب کاهش معنی دار غلظت روی و منگنز ریشه و افزایش غلظت آهن ریشه و شاخساره خیار شد. کاربرد سیلیسیم اثرهای مفیدی در تحمل به بیماری پوسیدگی طوقه و ریشه ناشی از قارچ فیتوفترا داشته است. نتایج نشان می دهد سیلیسیم احتمالاً با کاهش اثرهای مخرب اکسیداتیو ناشی از بیماری بر اجزاء سلولی، تحمل خیار در برابر آلودگی قارچی را افزایش میدهد.

کمپوست و لجن فاضلاب به دلیل داشتن ماده آلی، عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به عنوان کود در اراضی کشاورزی استفاده می شوند. از طرفی با توجه به رشد جمعیت و تولید روز افزون ضایعات شهری و صنعتی، از نظر زیست محیطی، مطمئن ترین راه پیشگیری از انباشته شدن این مواد، افزودن آن به زمین های کشاورزی است. نکته مهمی که در کاربرد کمپوست و لجن فاضلاب در کشاورزی باید به آن توجه شود، وجود برخی عناصر سنگین در این ضایعات است. وجود عناصری نظیر کادمیوم در این ترکیبات می تواند منجر به آلودگی خاک و انتقال این آلودگی به زنجیره غذایی شده و سلامتی حیوانات و انسان را با خطر مواجه کند. هدف از این پژوهش بررسی اثر کاربرد لجن فاضلاب کارخانه پلی اکریل، کمپوست زباله شهری، کود گاوی و کلرید کادمیوم بر رشد و عملکرد گیاه، برخی ویژگی های خاک و غلظت کادمیوم در ذرت، یونجه و گل جعفری می باشد. این آزمایش گلدانی در قالب طرح کامل تصادفی با 12 تیمار در 3 تکرار انجام شد. تیمار ها شامل لجن فاضلاب، کمپوست وکود گاوی در سه سطح کادمیوم (کادمیوم اولیه کود، 5 و 10 میلی گرم در کیلو گرم کود) با نسبت 25 تن در هکتار و نمک کادمیوم (کلرید کادمیوم) در سطوح صفر(شاهد)، 5 و 10 میلی گرم در کیلو گرم خاک بودند. سه نوع گیاه شامل ذرت، یونجه و گل جعفری استفاده شدند. پس از گذشت 60 روز از زمان کاشت، از خاک و ریشه و شاخساره گیاه نمونه برداری شد. اندازه گیری عناصر سنگین در گیاه به روش اکسیداسیون تر و عصاره گیری از خاک با dtpa انجام شد. نتایج این آزمایش نشان داد که استفاده از لجن فاضلاب، کمپوست و کودگاوی سبب افزایش معنی دار ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی و غلظت آهن، روی، منگنز و نیکل قابل عصاره گیری با dtpa در خاک نسبت به تیمار شاهد شد. دربین کود های آلی، کاربرد کمپوست با غلظت کادمیوم اولیه، سبب افزایش معنی دار کادمیوم قابل جذب خاک درمقایسه با شاهد شد. با کاربرد کودهای آلی غنی شده با کادمیوم (5 و10 میلی گرم در کیلوگرم) مقدار کادمیوم قابل جذب خاک، به طور خطی افزایش یافته است که این افزایش در تیمار کود گاوی در مقایسه با تیمارهای کمپوست و لجن فاضلاب به طور معنی داری کمتر بوده است. اما به طور کلی در دو سطح 5 و 10 میلی گرم در کیلوگرم کادمیوم، کودهای آلی در مقایسه با تیمار کلرید کادمیوم سبب کاهش معنی دار غلظت کادمیوم قابل جذب خاک شدند. کاربرد کودهای آلی سبب افزایش معنی دار عملکرد وزن خشک شاخساره و ریشه گیاهان مورد آزمایش شد. در هر سه نوع کود آلی با افزایش غلظت کادمیوم ، عملکرد وزن خشک گیاه به طور معنی داری کاهش یافت. ذرت در تیمار کود گاوی، یونجه در تیمار لجن فاضلاب و گل جعفری در تیمار کمپوست رشد و عملکرد بیشتری داشتند.کاربرد کود های آلی با سطح اولیه کادمیوم، اثر معنی داری بر افزایش غلظت کادمیوم ریشه و شاخسار گیاه نداشت. با افزایش سطح کادمیوم در کودهای آلی، غلظت کادمیوم گیاه به طور خطی افزایش یافت. که این افزایش در تیمار کود گاوی در مقایسه با لجن فاضلاب و کمپوست کمتر بود. در بین تیمار های کودآلی، غلظت کادمیوم شاخساره ذرت در خاک تیمار شده با کمپوست بیشتر بود در حالی که غلظت کادمیوم شاخساره یونجه و گل جعفری در خاک تیمار شده با لجن فاضلاب بیشتر بود. افزایش غلظت کادمیوم گیاه در تیمار کلرید کادمیوم به طور معنی داری بیشتر از کودهای آلی بود. استفاده از کودهای آلی، سبب افزایش معنی دار غلظت نیکل،آهن، روی و منگنز ریشه و شاخساره گیاهان شد. با افزایش سطح کادمیوم در تیمارها، مقدار جذب کادمیوم در شاخساره و ریشه گیاه افزایش یافت. به طور کلی مقدار جذب کادمیوم در حضور کودهای آلی کمتر از تیمار نمک فلز بود. در تیمار کلرید کادمیوم، در مقایسه با شاهد و تیمار کودهای آلی، درصد بیشتری از کادمیوم جذب شده توسط گیاه به بخش هوایی گیاه انتقال یافته است. بزرگی عامل انتقال کادمیوم در شاخساره گیاهان به این ترتیب است: ذرت > گل جعفری > یونجه. در هر سه گیاه، مقدار انتقال کادمیوم از خاک به شاخساره در تیمار کلرید کادمیوم در مقایسه با تیمارهای کود آلی افزایش بیشتری داشت این نتیجه نشان می دهد که کودهای آلی سبب کاهش انتقال کادمیوم به بخش های خوراکی گیاه شده و از این طریق خطر سمیت کادمیوم را برای انسان و حیوان کاهش می دهند.