چکیده: در کار پژوهشی حاضر، از روش انعقاد الکتریکی برای حذف رنگزاهای دایرکت سیاه22 و اسید قرمز33 استفاده شده است. آزمایش ها در یک واکنشگاه 2 لیتری مجهز به دو الکترد کاتدی از جنس استیل و یک الکترد آندی انجام شدند. آلومینیوم و آهن به ترتیب عنوان آند برای رنگزای دایرکت سیاه 22 و اسید قرمز33 مورد استفاده قرار گرفته اند. پارامترهای موثر بر فرآیند از قبیل جنس آند، غلظت الکترولیت، دانسیته جریان، ph اولیه محلول،سرعت همزدن محیط، غلظت اولیه رنگزا برای هر دو ماده رنگزا و همچنین تاثیر نوع رنگزا روی کارایی فرآیند انعقاد الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت. میزان انرژی مصرفی کل به عنوان معیار انتخاب شرایط بهینه استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که در شرایط بهینه میزان حذف رنگ و cod به ترتیب 92% و 85% برای رنگزای دایرکت سیاه22 و 90% و 58% برای رنگزای اسید قرمز33 است و ولتاژ به کار گرفته شده تاثیر مستقیم بر روی میزان انرژی الکتریکی مصرفی دارد. با افزایش غلظت الکترولیت اگرچه زمان موردنیاز برای حذف رنگزا کاهش می یابد ولی میزان انرژی الکتریکی مصرفی افزایش می یابد. در بخش پایلوت از یک واکنشگاه مجهز به یک آند آلومینیمی و کاتد استیلی جهت بررسی حذف رنگزای دایرکت سیاه22 استفاده شد. نتایج آزمایش نشان داد میزان حذف رنگ و cod به ترتیب 91% و80% بدست می آید. حذف رنگزای دایرکت سیاه22 در این فرآیند از سینتیک درجه اول پیروی می کند و حذف اسید قرمز33 با سینتیک درجه صفر متناسب می باشد. نتایج بررسی بازده جریان نشان داد که بازده جریان آند آهنی برای حذف رنگزای اسید قرمز33، 83% و برای آند آلومینیمی در حذف رنگزای دایرکت سیاه22، 90% می باشد. در نهایت بررسی اثر ساختار رنگزا نشان دادکه نوع رنگزا وآند روی کارایی فرآیند انعقاد الکتریکی بسیار مهم می باشد.

نانو ذرات سولفید روی یکی از نیم رساناهای پراهمیت است که از جمله کاربرد های آن استفاده از آن به عنوان فتوکاتالیزور برای حذف آلاینده ها می باشد. در کار پژوهشی حاضر نانو ذرات سولفید روی به روش رسوبی در حضور edta در ساختار مکعبی سنتز شد که طبق طیف xrd حاصل و بر اساس رابطه دبای- شرر اندازه تقریبی نانوبلورها برابر با 6 نانومتر محاسبه گردید و تصاویر fesem نیز این امر را تائید نمود. همچنین نانوذرات سنتزی بدون افزودن edta نیز سنتز شدند که تصاویر fesem اندازه تقریبی 50 نانومتر را نشان داد. حذف رنگ های راکتیو زرد 84 و اسید آبی 9 بعنوان مدلی از رنگ های پرمصرف آزو و آنتراکینونی از محلول آبی در حضور نانوذرات سولفید روی سنتز شده با edta و تحت تابش نور uv، مطالعه گردید. آزمایش ها نشان دادند زمانیکه نانو ذرات سولفید روی و نور uv بطور جداگانه مورد استفاده قرار می گیرند، اثر جزئی در حذف آلاینده ها دارند. اثر برخی از عوامل عملیاتی از قبیل ph، غلظت اولیه آلاینده، شدت تابش نور uv و مقدار نانوفتوکاتالیزور بر روی کارآیی فرآیند حذف فتوکاتالیزوری آلاینده ها مطالعه گردید. حذف فتوکاتالیزوری آلاینده های رنگزای مورد مطالعه در نمونه تهیه شده با آب چاه نیز مورد مطالعه قرار گرفت. فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات سولفید روی سنتز شده در حضور edta با نانوذرات سولفید روی سنتزی بدون حضور edta و نیز با نمونه های تجاری نانوذرات اکسید روی و دی اکسید تیتانیم مقایسه شد. اثر افزایش اکسید کننده های معدنیِ پرسولفات و پریدات نیز بر روی کارآئی فرآیند حذف فتوکاتالیزوری آلاینده ها نیز مطالعه گردید. سینتیک حذف رنگ راکتیو زرد 84 و اسید آبی9 با استفاده از مدل لانگمیور- هینشلوود توضیح داده شد.بمنظور پیش بینی میزان حذف آلاینده ها به ازای غلظت های اولیه مختلف از آنها طی فرآیند uv/zns، دو مدل ارائه گردید. در ادامه برای افزایش کارایی حذف فتوکاتالیزوری آلاینده ها، نانوکامپوزیت سولفید روی با نانوذرات اکسید روی سنتز شد. کارایی حذف فتو کاتالیزوری آلاینده ها توسط نانوکامپوزیت zns-zno حاصل از افزودن 30 درصد مولی نانوذرات اکسید روی در هر دو مورد از آلاینده ها بیشترین مقدار بود. نتایج نشان دادند که مصرف انرژی الکتریکیِ فرآیند فتوکاتالیزوری در حضور نانوذرات سولفید روی با افزوذن edta به مرحله سنتز و نیز با کامپوزیت کردن با نانوذرات اکسید روی افزایش می یابد. در نهایت مطالعات نشان داد که بازده کوانتائی فرآیند حذف فتوکاتالیزوری نانوذرات سولفید روی با افزودن edta و کامپوزیت کردن با نانوذرات اکسید روی افزایش می یابد.

چکیده: آلودگی کروم در خاک و آب های زیرزمینی به عنوان یک مشکل جدی زیست محیطی محسوب می شود. دو حالت اکسایشی پایدار کروم (iii و vi) در طبیعت یافت می شوند. کروم شش ظرفیتی (cr(vi)) کاملاً محلول و متحرک بوده و به دلیل داشتن خواص اکسید کنندگی قوی، اثرات سمّی در سیستم های زیستی دارد در حالیکه کروم سه ظرفیتی (cr(iii)) به دلیل شرکت در سوخت و ساز گلوکز، چربی و پروتئین، به عنوان یک عنصر ضروری برای حیوانات شناخته شده است. لذا احیاء cr(vi) به cr(iii) و رسوب متعاقب آن از اهمیت ویژه ای در اصلاح مکان های آلوده به cr(vi) برخوردار می باشد. در این راستا، در پژوهش حاضر کارائی ترکیبات مختلف آهن شامل fe(ii) محلول، نانوذرات و میکروذرات مگنتیت (fe3o4) و نانوذرات و میکروذرات آهن صفر در غیرمتحرک سازی cr(vi) در محلول و خاک آلوده شده با کروم مورد مقایسه قرار گرفت. نانوذرات آهن صفر (zvin) به روش احیاء بوروهیدرید تهیه شدند و از نشاسته به عنوان پایدار کننده استفاده گردید. خاک در غلظت های مختلفی از cr(vi) (50 تا 1650 میلی گرم در کیلوگرم) توسط محلول دی کرومات پتاسیم (k2cr2o7) آلوده شد. مقایسه ی کارائی ترکیبات مختلف آهن در غیرمتحرک سازی cr(vi) در محلول در غلظت اولیه ی 20 میلی گرم در لیتر (ph اولیه=5) در حضور 6/0 گرم در لیتر از ترکیبات آهن به عنوان تابعی از زمان (5 تا 60 دقیقه) انجام شد. تأثیر عوامل مختلف شامل غلظت اولیه ی cr(vi) (میلی گرم در لیتر)، غلظت ترکیبات آهن (گرم در لیتر) و ph اولیه ی محلول بر کارائی ترکیبات مختلف آهن مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات مقایسه ای در خاک آلوده شده با cr(vi) در سیستم batch و در دو غلظت 100 و 850 میلی گرم در کیلوگرم در حضور 5/1 درصد وزنی ترکیبات آهن انجام شد. کارائی zvin در غیرمتحرک سازی cr(vi) تحت تأثیر عوامل مختلف شامل غلظت cr(vi) در خاک، ph سوسپانسیون، غلظت zvin و مدت زمان واکنش مورد بررسی قرار گرفت. به منظور مدلسازی و بهینه سازی فرآیند غیرمتحرک سازی cr(vi) توسط zvin در خاک، روش طراحی ترکیب مرکزی (ccd) مورد استفاده قرار گرفت. غلظت cr(vi) (میلی گرم در کیلوگرم)، غلظت zvin (درصد وزنی) و مدت زمان واکنش (دقیقه) به عنوان متغیرهای ورودی مدل انتخاب شدند. نتایج آزمایشات مقایسه ای نشان داد که کارائی ترکیبات مورد بررسی، در محلول آبی و خاک، از توالی زیر پیروی می کند: fe(ii) محلول > zvin پایدار > zvin غیرپایدار > نانوذرات مگنتیت > میکروذرات آهن صفر > میکروذرات مگنتیت. سرعت بالای واکنش در حضور fe(ii) محلول مانع دستیابی به اثر عوامل مختلف در این فرآیند شد. کارائی ذرات مگنتیت شدیداً وابسته به ph بوده و حداکثر کارائی آنها (هر دوی نانوذرات و میکروذرات) در ph برابر 3 مشاهده شد. zvin پایدار نسبت به zvin غیرپایدار و میکروذرات آهن صفر، کارائی مناسبی در غیرمتحرک سازی cr(vi) در محلول آبی و خاک در محدوده ی وسیعی از ph نشان داد. مقادیر پیش بینی شده توسط مدل پلی نومیال درجه ی دوم تطابق بالائی با داده های تجربی نشان دادند (97/0=2r و 94/0=2adj-r). نتایج بهینه سازی فرآیند نشان داد که حداکثر میزان غیرمتحرک سازی cr(vi) (63/90%) در خاک در شرایط بهینه ی زیر بدست می آید: غلظت cr(vi)=400 میلی گرم در کیلوگرم، غلظت zvin=5/1 درصد وزنی و مدت زمان واکنش=60 دقیقه.

بازترکیبی بین الکترون ـ حفره های تولید شده توسط نور، عامل اصلی در کاهش بازده فرآیندهای فتوکاتالیستی است. در سال های اخیر تلاش های زیادی در جهت کاهش بازترکیبی بین الکترون و حفره انجام شده است. اعمال میدن الکتریکی به آندی که ذرات فتوکاتالیست روی آن تثبیت شده، می تواند به طور موثری بازترکیبی بین الکترون و حفره را کاهش داده و راندمان فرآیند فتوکاتالیستی را افزایش دهد. برای بررسی اثر میدان الکتریکی بر روی حذف فتوکاتالیستی، ماده نیمه رسانای اکسید روی به عنوان فتوکاتالیست انتخاب و روی الکترود استیل ضدزنگ تثبیت شد. روش مورد استفاده برای تثبیت نانوذرات اکسید روی، فرآیند الکتروفورز بود و تصاویر sem از سطح الکترود قبل و بعد از تثبیت نشان داد که ذرات اکسید روی به طور یکنواخت تمام سطح فلز را می پوشانند. ماده رنگزای reactive navy blue sp-br به عنوان ماده آلاینده در بررسی اثر میدان الکتریکی بر حذف فتوکاتالیستی توسط فیلم اکسیدروی تثبیت شده، انتخاب شد. در این مطالعه اثر پارامترهای مختلف مانند غلظت اولیه آلاینده، ولتاژ اعمالی و جنس الکترود کار بر روی فرآیند فتوکاتالیستی در حضور میدان الکتریکی بررسی شد. سینتیک حذف ماده ی رنگزای reactive navy blue sp-brبا استفاده از مدل لانگمیر ـ هنشلوود توضیح داده شده است. مقادیر ثابت تعادل جذب سطحی (kads) و ثابت سرعت سینتیکی واکنش سطحی (kc) برای حذف فتوکاتالیستی در حضور میدان برابر با mg-1 l157/0 و mg l-1 min-1 359/0 به دست آمد. نانوذرات تیتانیم دی اکسید نیز بر روی الکترود استیل ضدزنگ به روش الکتروفورز تثبیت و اثر میدان الکتریکی بر حذف فتوکاتالیزوری آنها نیز بررسی شد. اثر پارامترهایی مانند غلظت اولیه آلاینده، ولتاژ اعمالی و جنس الکترود کار برای حذف فتوکاتالیستی در حضور میدان الکتریکی برای فیلم تیتانیم دی اکسید نیز بررسی گردید

به کارگیری نانوذرات آهن با ظرفیت صفر، یک گزینه برای تصفیه آلاینده های سمی و خطرناک و پاک سازی محل های آلوده است که به سرعت مقبولیت بیشتری پیدا می کند. در این پروژه نانوذرات آهن صفر ابتدا به روش احیاء توسط بورهیدریدسدیم و نیز توسط روش جدید الکتروشیمیایی با استفاده از ولتامتری چرخه ای تهیه شدند. خصوصیات نانوذرات سنتز شده توسط آنالیزهای tem، sem و xrd مطالعه شدند. اندازه میانگین کریستالی نانوذرات سنتز شده به روش رسوبدهی شیمیایی و الکتروشیمیایی، با استفاده از رابطه دبای شرر به ترتیب در حدود 11 و nm 23 محاسبه گردید. برای مطالعه راندمان حذف آلاینده های آبی توسط نانوذرات آهن صفر، از ماده رنگزای reactive navy blue sp-br بعنوان یک آلاینده ی مدل استفاده شده است. مطالعات تجربی نشان دادند که با افزایش مقدار نانوذرات آهن مصرفی از 100 تا 1- mg l 300، کاهش غلظت اولیه ی ماده رنگزا از 50 تا 1- mg l 10 و با کاهش ph از 10 تا 2 راندمان رنگزدایی افزایش می یابد. همچنین سینتیک واکنش رنگزدایی توسط نانوذرات آهن از معادله شبه درجه دوم تبعیت می کند. برای مدلسازی و یافتن شرایط بهینه رنگزدایی از روش رویه پاسخ با طراحی ترکیب مرکزی استفاده شد. مدل دارای ضریب همبستگی خوبی بوده (9661/0r2 =) و شرایط بهینه برای فرایند رنگزدایی برای پارامترهای غلظت اولیه ی ماده رنگزا ، مقدار نانوذرات آهن، ph و زمان واکنش به ترتیب برابر با 1- mg l 10، 1- mg l 260، 6 و min 75 می باشد. نتایج و بررسی های موجود نشان می دهند که روش رویه پاسخ با طراحی ترکیب مرکزی، روشی مناسب برای طراحی آزمایشات و بهینه سازی واکنش رنگزدایی توسط نانوذرات آهن صفر می-باشد.

الکترود کاتد مورد استفاده در فرآیند الکتروفنتون نقش مهمی در میزان کارایی این فرآیند برای حذف آلاینده های آلی دارد. در بخش اول پروژه ی حاضر ابتدا اقدام به طراحی کاتدی با روش ساخت آسان، طراحی ساده و مقرون به صرفه جهت تولید الکتروشیمیایی h2o2 شده است. همچنین بدلیل قیمت بالای اکسیژن خالص، امکان استفاده از هوا بعنوان منبع اکسیژن لازم در این فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است. برای ساخت الکترود کاتد، کربن فعال و نانولوله های کربنی برروی صفحات گرافیتی تثبیت شده و در ادامه توانایی هریک از این الکترودها برای تولید h2o2 مورد نیاز در فرآیند الکتروفنتون در حضور هوا بررسی شده است. نتایج حاصل نشان داد که میزان تولید h2o2 توسط الکترود نانولوله های کربنی تثبیت شده بر روی گرافیت (گرافیت (cnt/در مدت زمان 180 دقیقه، تقریباً سه برابر الکترود کربن فعال تثبیت شده بر روی گرافیت) گرافیت(ac/ و هفت برابر الکترود گرافیت می باشد. نتیجه ی بدست آمده با استفاده از آنالیزهای الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای (cv) و ولتامتری روبشی خطی (lsv) و نیز تصاویر sem و afm الکترودهای بکار رفته بررسی و تأیید شده است. با توجه به نتایج بدست آمده که نشان دهنده ی توانایی الکترود گرافیتcnt/ در تولید الکتروشیمیایی h2o2 بوده است، در ادامه ی آزمایش های این پروژه از این الکترود بعنوان کاتد در سیستم الکتروشیمیایی بهره گرفته شده است. در ادامه به منظور یافتن شرایط بهینه برای تولید الکتروشیمیایی h2o2، تأثیر پارامترهای مختلف عملیاتی مانند شدت جریان اعمالی به سیستم الکترولیزی، ph محلول، غلظت الکترولیت بکاررفته و سرعت هوادهی محلول بر میزان تولید h2o2 بررسی شده است. از طرف دیگر، در سال های اخیر امکان تلفیق فرآیندهای مختلف اکسایش پیشرفته برای افزایش بازده آنها، ایده ای جدید و جالب برای محققین بوده است. در بخش دوم پروژه ی حاضر فرآیند تلفیقی فتوالکتروفنتون با استفاده از کاتد طراحی شده در قسمت اول (گرافیتcnt/) و اکسایش فتوکاتالیزوری با استفاده از نانوذرات tio2 برای حذف ماده ی رنگزای آلی زرد اسیدی 36 از محلول های آبی مورد بررسی قرار گرفته است. نانو ذرات tio2 بکار رفته با استفاده از اتصال دهنده ی متیل تری متوکسی سیلان بر روی صفحات شیشه ای تثبیت گردیده است. به منظور بررسی خواص سطحی صفحات شیشه ای پوشش یافته با نانو ذرات tio2 و نیز تعیین مشخصات نانو ذرات tio2 مورد استفاده از تصاویر sem، tem و طیف xrd بهره گرفته شده است. از روش رویه پاسخ (rsm) برای مدلسازی و بهینه سازی فرآیند تلفیقی فتوالکتروفنتون- فتوکاتالیز (pef/tio2)استفاده شد و تأثیرات منفرد و متقابل متغیرهای مستقل فرآیند بر روی متغیر پاسخ (راندمان حذف) بررسی گردید. شرایط بهینه بدست آمده توسط روش رویه پاسخ برای متغیرهای غلظت اولیه زرد اسیدی 36، غلظت اولیه fe3+، شدت جریان الکتریکی و زمان انجام فرآیند به ترتیب برابر با 25 میلی گرم بر لیتر، mm 15/0، 115 میلی آمپر و 127 دقیقه تعیین گردید. فرآیند تلفیقیpef/tio2 قادر به حذف بیش از 83% از زرد اسیدی 36 در این شرایط بوده است. آنالیز واریانس ضریب همبستگی بالایی را برای مدل پیشنهاد شده نشان داد (9867/0r2= و 9751/0adjusted-r2=). با استفاده از آنالیز gc-ms اقدام به شناسایی محصولات جانبی تولید شده در طی فرآیند حذف و توسعه مسیری جهت پیش بینی مکانیسم واکنش تخریب گردید. در بخش سوم و پایانی این پروژه امکان حذف مخلوطی از مواد رنگزای زرد اسیدی 36، قرمز اسیدی 14 و زرد بازی 28 که از جمله رنگزاهای مورد استفاده در صنایع نساجی و رنگرزی می باشند، توسط فرآیند تلفیقی pef/tio2 بررسی گردید. بدلیل همپوشانی طیف جذبی این مواد رنگزا و عدم امکان اندازه گیری همزمان آنها با روش کالیبراسیون تک متغیره، از روش حداقل مربعات جزئی (pls) برای اندازه گیری همزمان غلظت هرکدام از مواد رنگزا در مخلوط های مربوطه استفاده شد. در این بخش نیز از روش rsm برای مدلسازی و بهینه سازی فرآیند تلفیقی استفاده شده و تأثیرات منفرد و متقابل متغیرهای مستقل فرآیند بر روی متغیر پاسخ (راندمان حذف) بررسی گردید. مقادیر r2 بدست آمده (965/0، 943/0 و 947/0 به ترتیب برای زرد اسیدی 36، قرمز اسیدی 14 و زرد بازی 28) توانایی مدل حاصل را برای مدلسازی فرآیند تلفیقی فتوالکتروفنتون- فتوکاتالیز نشان داد.

در بخش اول پروژه حاضر، فرآیند فوتوالکتروفنتون با استفاده از کاتد نانولوله های کربنی-پلی تترافلوئورواتیلن(ptfe) و آند پلاتینی در حضور اکسیژن مورد بررسی قرار گرفته است. برای تهیه کاتد مذکور، نانولوله های کربنی با قطر خارجی nm 15-8 و قطر داخلی nm 5-3، با استفاده از پلی تترافلوئورواتیلن بر روی ورق کربنی تثبیت و این امر با استفاده از آنالیزهای sem، afm بررسی و تأیید گردید. فرآیند فوتوالکتروفنتون در حضور نور مرئی و کاتالیزور سیترات انجام شد و نتایج حاصل نشان داد که در حضور کاتالیزور سیترات کارائی فرآیند فوتوالکتروفنتون در حذف ماده رنگزای قرمز مستقیم 23، حدود 30% افزایش یافته است. در ادامه، تأثیر پارامترهای عملیاتی از قبیل شدت جریان، ph اولیه محلول، غلظت ماده رنگزا و نسبت سیترات به آهن بررسی گردید. همچنین برای مدلسازی فرآیند فوتوالکتروفنتون/سیترات در حضور نور مرئی از شبکه عصبی(ann) با ساختار سه لایه ای feed forward back propagation (5:12:1) استفاده شد. متغیرهای ورودی به شبکه عصبی به ترتیب شامل: زمان فرآیند رنگزدائی، غلظت اولیه ماده رنگزا، شدت جریان اعمال شده، ph اولیه محلول رنگی و نسبت آهن به سیترات بود. کارائی رنگزدائی نیز به عنوان متغیر خروجی یا پاسخ تجربی انتخاب گردید. مقایسه بین داده های تجربی و متغیرهای خروجی که با شبکه عصبی مدلسازی شدند، ضریب همبستگی 988/0 را نشان داد که قابلیت اطمینان این مدل را بیان می کند. از آنجایی که تلفیق فرآیندهای اکسایش پیشرفته موجب افزایش کارائی رنگزدائی این فرآیندها می شود لذا در قسمت دوم کار پژوهشی، امکان تلفیق فرآیند فوتوکاتالیزوری با فرآیند فوتوالکتروفنتون/ سیترات در حضور نور مرئی جهت حذف ماده رنگزای قرمز مستقیم 23 مورد بررسی قرار گرفت. برای این امر ابتدا نانوذرات دی اکسید تیتانیوم تجاری millennium pc500 (99% آناتاز) با متوسط اندازه بلوری nm 8 و مساحت سطح m2/g 306، با استفاده از اوره به عنوان منبع تأمین کننده نیتروژن به روش کلسیناسیون در c?400 دوپه گردید. سپس نانوذرات دی اکسید تیتانیوم دوپه شده با نیتروژن (n-doped tio2)توسط اتصال دهند? متیل- تری متوکسی سیلان بر روی صفحات سرامیکی تثبیت گردید. از آنالیز اسپکتروسکوپی انعکاسی نشری (drs) جهت بررسی شدت جذب نانوذرات دی اکسید تیتانیوم دوپه شده با نیتروژن در ناحیه فرابنفش و مرئی استفاده گردید. همچنین به منظور بررسی خواص نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم دوپه شده با نیتروژن از آنالیزهای xrd و temبهره گرفته شد. در قسمت بعدی این کار پژوهشی کارائی رنگزدائی فرآیند تلفیقی فوتوکاتالیز- فوتوالکتروفنتون در حضور نور مرئی و کاتالیزور سیترات بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که کارائی فرآیند فوتوکاتالیزوری، فوتوالکتروفنتون/سیترات و فرآیند تلفیقی فوتوکاتالیز- فوتوالکتروفنتون/سیترات در مدت زمان 90 دقیقه به ترتیب برابر 1%، 93% و 98% است و این نتایج نشانگر بالا بودن کارائی فرآیند تلفیقی از دیگر روشها است. برای بهینه سازی و مدلسازی فرآیند فوتوکاتالیز-فوتوالکتروفنتون از روش روی? پاسخ استفاده شد و شرایط بهینه برای متغیرهای غلظت اولیه ماده رنگزا، شدت جریان اعمال شده، نسبت آهن به سیترات و زمان انجام فرآیند به ترتیب برابر 10 میلی گرم بر لیتر ، 100میلی آمپر، 2 و 58 دقیقه بدست آمد. در این شرایط بهینه کارائی حذف ماده رنگزا توسط فرآیند فوتوکاتالیز- فوتوالکتروفنتون برابر 95% بود. آنالیز واریانس ضریب همبستگی بالایی را برای مدل پیشنهاد شده نشان داد (976/0r2= و 962/0adjusted-r2=).

فرایند ریسندگی تر بطور گسترده در تهیه الیاف از پلیمرهایی مانند پلی آنیلین و کیتوسان استفاده می شود که تولید آن ها به روش ریسندگی مذاب امکان پذیر نیست. هدف اصلی کار پژوهشی حاضر توسعه روشی برای تولید الیاف نانوساختار پلی آنیلین و کیتوسان می باشد. طرح تولید الیاف نانوساختار پلی آنیلین حاوی نانولوله های کربنی چند دیواره و نانوذرات اکسید فلزی (sno2، fe3o4 و tio2) با طراحی و ساخت دستگاه ریسندگی و نیز فرموله کردن شرایط کامپوزیت به اجرا در آمد. در این راستا ابتدا خصوصیات مکانیکی و الکتریکی الیاف نانوکامپوزیتی پلی آنیلین-نانولوله های کربنی چند دیواره به روش تاگوچی بهینه سازی شد. خواص ریزساختاری الیاف نانوکامپوزیتی پلی-آنیلین به کمک تصاویر sem، tem و afm مطالعه شد. کاربرد الیاف نانوکامپوزیتی پلی آنیلین بعنوان الکترود در خازن های الکتروشیمیایی بررسی و ظرفیت خازنی الیاف با سه تکنیک ولتامتری چرخه ای، شارژ-تخلیه در جریان ثابت و امپدانس الکتروشیمیایی تعیین گردید. ظرفیت خازنی ویژه الیاف pani،pani-mwcnt ،pani-tio2-mwcnt ،pani-fe3o4-mwcnt و pani-sno2-mwcnt از روی منحنی های شارژ-تخلیه بترتیب مقادیر f cm-2 5/9، 3/12، 8/13، 7/23 و 9/28محاسبه شد. در بخش بعدی کار پژوهشی حاضر، روش هایی بمنظور تولید الیاف نانوساختار توخالی کیتوسان حاوی نانوذرات fe3o4، ?-feooh و یا zno توسعه داده شد. ریزساختار الیاف نانوکامپوزیتی کیتوسان به کمک الگوهای پراش اشعه ایکس، تصاویر sem و tem مطالعه شد. کارآیی الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان در حذف ماده رنگزای راکتیو آبی 19 و همچنین یون های آرسنیک (v) بعنوان نمونه ای از مواد آلاینده مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش رویه پاسخ ظرفیت جذب سطحی الیاف توخالی کیتوسان خالص و الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-آهن(iii) به ترتیب در حذف ماده رنگزای آلی و یون های آرسنیک (v) مدلسازی و بهینه سازی شد. حذف 1/82% ماده رنگزا در طول 360 دقیقه و 90% آرسنیک (v) در طول 330 دقیقه با استفاده از مدول حاوی الیاف فوق بیانگر قابلیت بکارگیری الیاف در طراحی سیستم های پیوسته جهت حذف آلاینده می باشد. کارآیی الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-آهن(iii) و کیتوسان-fe3o4 در حذف و تخریب شبه فنتونی ماده رنگزای آلی در حضور پراکسید هیدروژن بصورت ناپیوسته و پیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در حضور پراکسید هیدروژن می توان از مدول حاوی الیاف فوق در حذف پیوسته ماده رنگزا بدون نیاز به عملیات واجذبی استفاده کرد. همچنین توانایی الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-zno در حذف ماده رنگزای راکتیو آبی 19 در حضور نور مرئی بررسی شد. انجام همزمان عملیات جذب- تخریب فتوکاتالیزوری منجر به بکارگیری الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-zno در چرخه های بعدی بدون انجام عملیات واجذبی شد.

چکیده دفع نامناسب پساب ها مشکلات زیست محیطی فراوانی ایجاد کرده و از آنجایی که مواد رنگزا جزء مواد مرئی موجود در پساب ها بوده و دارای اثرات سوء بلند مدت مثل جهش و سرطانزایی هستند، امروزه از لحاظ زیست محیطی بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند؛ بطوریکه توانایی میکرو و ماکروارگانیسم های مختلف در رنگزدایی پساب های رنگی بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار پژوهشی، پتانسیل جلبک پرسلولی شارا برای تجزیه زیستی ماده ی رنگزای قرمز بازی 46 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده ی توانایی جلبک ها در حذف قرمز بازی 46 می-باشد. تاثیر عوامل موثر مثل غلظت اولیه ماده ی رنگزا، ph و وزن توده جلبکی در کارایی تجزیه زیستی قرمز بازی 46 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که وزن مطلوب نمونه جلبکی برای تجزیه ماده ی رنگزا 4 گرم می باشد. وزن بهینه نمونه جلبکی نشان داد که کمترین میزان تجزیه زیستی در ph اسیدی و بازی است، نتایج نشان داد که ph مطلوب بین 5/7-6 است. با استفاده از تکنیک های uv-vis، ft-ir و gc-ms مواد حدواسط حاصل از تجزیه ماده ی رنگزای قرمز بازی 46 بوسیله جلبک شارا شناسایی گردید. پارامترهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی (میزان پیگمان های فتوسنتزی و ترکیبات فنلی، فعالیت سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز) برای سنجش میزان سمیت مالاکیت سبز و قرمز بازی 46 در جلبک شارا مورد استفاده قرار گرفت. فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز و پراکسیداز در غلظت های متفاوت از ماده ی رنگزای مالاکیت سبز بطور قابل توجهی افزایش یافت اما در مواجه با قرمز بازی 46 فعالیت آنزیم پراکسیداز کاهش نشان داد. در مقابل، فعالیت آنزیم کاتالاز در غلظت های متفاوت مواد رنگزا کاهش یافت. میزان ترکیبات فنلی و کاروتنوئید کل در غلظت های متفاوت مالاکیت سبز و هم چنین قرمز بازی 46 افزایش یافته اما میزان کلروفیل a و b در مالاکیت سبز کاهش و در قرمز بازی 46 افزایش نشان داد.

در دو دهه اخیر رشد کلان صنایع نساجی و رنگرزی منجر به افزایش قابل توجه مقدار و پیچیدگی پسابهای رها شده به محیط زیست گردیده است. در پاسخ به این شرایط، سیستم های پالایش مرسوم بر پایه روشهای مهندسی شیمیایی و فیزیکی گسترش پیدا کرده و در جهت پاکسازی بخش های آلوده به کار برده میشود ولی در اغلب موارد این روش ها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشند. به نظر می رسد که روشهای زیستی مانند گیاه پالایی به دلیل هزینه پایین آنها و سازگاری با محیط زیست می توانند جایگزین مناسبی برای فرایند های فیزیکوشیمیایی باشند. مهمترین هدف پژوهش حاضر ارزیابی توانایی گیاهان عدسک آبی (lemna minor) و شاهی آبی (nasturtium officinale) در گیاه پالایی دو ماده رنگزای آبی اسیدی 92 (ab92) و قرمز بازی 46 (br46) می باشد. تغییرات در برخی پارامترهای فیزیولوژیکی شامل مقدار پیگمان های فتوسنتزی و فعالیت برخی آنزیمهای آنتی اکسیدانت مهم مانند پراکسیداز (pod)، کاتالاز (cat) و سوپراکسید دیسموتاز (sod) که می توانند در مقاومت گیاهان مذکور به مواد رنگزا و یا متابولیسم این مواد دخیل باشند، مطالعه گردید. طبق نتایج، کمیت پیگمان ها در گیاه l. minor مواجه شده با غلظت 10 و 20 میلی گرم بر لیتر ab92 تغییر معنی داری نشان ندادند اما در گیاه شاهی آبی تیمار شده با غلظت mg/l 20 از این ماده رنگزا مقدار کلروفیل a، کلروفیل کل و کاروتنوئید کل کاهش یافت. در نقطه مقابل غلظت های مختلف br46 در هر دو گیاه منجر به افزایش کمیت رنگدانه ها گردید. فعالیت sod و pod در هر دو گیاه تیمار شده با دو غلظت مختلف ab92، به ویژه در ریشه های گیاه شاهی آبی به میزان قابل توجهی افزایش یافتند. غلظت های بالای br46 نیز فعالیت sod و pod را در هر دو گیاه مورد مطالعه افزایش داد. بنابراین این دو آنزیم دارای نقش بسیار مهم در تحمل گیاه به آلاینده های رنگزا می باشند. فعالیت آنزیم cat درحضور غلظت های mg/l 10 و 20 ab92 در گیاه عدسک آبی افزایش می یابد ولی دو غلظت متفاوت br46 در گیاه مذکور منجر به کاهش فعالیت این آنزیم می گردد. کاهش فعالیت cat ممکن است به دلیل ممانعت از سنتز این آنزیم و یا فعالیت آن در حضور br46 باشد. بعلاوه فعالیت این آنزیم در برگهای شاهی آبی تیمار شده با mg/l 20 از br46 کاهش می یابد. چندین فاکتور محیطی و فیزیولوژیکی می توانند درجه تاثیر و کارایی فرایندهای تجزیه زیستی را تحت تاثیر قرار دهند. بنابراین اثرات پارامترهای آزمایشی مختلف مانند غلظت اولیه ماده رنگزا، وزن گیاه، ph و دما روی کارایی حذف رنگ بررسی گردید. طبق نتایج به دست آمده، کارایی حذف رنگ با افزایش مقدار گیاه به کار رفته و دما افزایش قابل توجهی می یابد. کارایی فرایند رنگزدایی در هر دو گیاه با افزایش غلظت اولیه مواد رنگزا کاهش می یابد به جز گیاه عدسک آبی تیمار شده با ab92، اما در هر دو گیاه مقدار مطلق مواد رنگزای حذف شده با افزایش غلظت اولیه این مواد افزایش می یابد. ph بهینه برای حذف مواد رنگزا با در نظر گرفتن ph بهینه رشد گیاهان مورد مطالعه، 5/6 و 3/7 تعیین گردید (به ترتیب برای حذف ab92 و br46). حد واسط های ممکن در مسیر تجزیه مواد رنگزا با کاربرد تکنیک gc-/ms مورد شناسایی و تشخیص قرار گرفت و مسیر تجزیه زیستی آنها تا حد معدنی شدن کامل پیش بینی گردید. بعلاوه در پژوهش حاضر کارایی گیاهان عدسک آبی و شاهی آبی در رنگزدایی زیستی مواد رنگزا مورد مطالعه با موفقیت با به کارگیری شبکه های عصبی مصنوعی جداگانه واجد توپولوژی های مختلف و با کاربرد الگوریتم پس انتشار خطا پیشگویی گردید. بر اساس نتایج، تمامی متغییرهای مستقل واجد اثرات مهمی در کارایی حذف مواد رنگزا توسط گیاهان عدسک آبی و شاهی آبی بوده و از هیچکدام از آنها در این مطالعه نمیتوان صرف نظر نمود.

کربن فعال، بعنوان جاذبی که در صنایع مختلف کاربرد دارد، پس از اشباعیت، به زباله تبدیل میشود که باید دفع شود. از لحاظ زیست محیطی و اقتصادی یکی از بهترین روشهای دفع، بازیابی کربن فعال اشباع است. مزایای بازیابی فوتوکاتالیستی باعث شده است که این روش ازبین روش های مختلف بازیابی، بیشتر مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش کربن فعال گرانوله به عنوان جاذب، نانو ذرات zno با ابعاد nm30-20 به عنوان فوتوکاتالیست برای بازیابی کربن فعال گرانوله و ماده ی رنگزای راکتیو قرمز43 به عنوان آلاینده مدل مورد استفاده قرار گرفته اند. در این کار پژوهشی نانو ذرات zno بر روی کربن فعال گرانوله تثبیت شد. به این منظور ابتدا کربن فعال گرانوله برای پیش تیمار، به مدت 3 ساعت داخل محلول naoh 2m در حمام التراسونیک قرارگرفت و پس از خشک کردن، با نانو ذرات zno که به صورت سوسپانسیون آبی به مدت 30 دقیقه تحت التراسونیک قرار گرفته بودند، مخلوط شد. پس از تنظیم ph، سوسپانسیون برای مدت مشخص در حمام التراسونیک قرار گرفت و در نهایت پس از فیلتراسیون و خشک کردن، در محیط نیتروژن در دمای مشخص به مدت یک ساعت کلسینه شد. اشباع سازی نانوکامپوزیت gac-zno حاصل با ماده رنگزا، با قرار دادن آن داخل محلول ماده ی رنگزای rr43 انجام شد. سپس نانوکامپوزیت اشباع، برای انجام فرآیند بازیابی، تحت تابشuv قرار گرفت. از تماس مجدد نانوکامپوزیت بازیابی شده با محلول ماده ی رنگزای rr43 برای اندازه گیری ظرفیت بازیابی شده بهره گرفته شد. آنالیز غلظت رنگ باقیمانده با استفاده از نمودار کالیبراسیون و طول موج ماکزیمم جذب ماده رنگزا و بوسیله اسپکتروفتومتر انجام شد. برای مدلسازی و بهینه سازی تهیه نانوکامپوزیت gac-zno از تکنیک طرح مکعب مرکزی روش رویه پاسخ استفاده شد و تأثیرات منفرد و متقابل متغیرهای مستقل فرآیند بر روی متغیر پاسخ که راندمان حذف ماده رنگزای rr43 است، بررسی گردید. شرایط بهینه بدست آمده توسط طرح مکعب مرکزی روش رویه پاسخ برای متغیرهای نسبت gac/zno، دمای کلسیناسیون، مدت زمان التراسونیک و ph در مرحله تهیه نانوکامپوزیت به ترتیب برابر با 300،5، 210و 4 تعیین گردید. در شرایط بهینه ظرفیت نانوکامپوزیت gac-zno بیش از 83% بازیابی شد. نتایج حاصل از آنالیز واریانس نشان دادند که مدلهای پیشنهادی به طور مناسب قادر به پیش بینی بازده حذف rr43 در شرایط مختلف است. به منظور بررسی خواص سطحی نانوکامپوزیت تهیه شده و نشان دادن نانو ذرات zno تثبیت شده بر روی کربن فعال گرانوله از تصاویر sem و طیف xrd و ft-ir بهره گرفته شد.

با توجه به تاثیرات مهم بنزن، تولوئن و زایلن بر روی سلامتی بشر و ماهیت سرطان زایی این ترکیبات، بررسی آلودگی محیط زیست توسط این مواد بسیار حائز اهمیت است. منطقه غرب شهر تبریز بدلیل تجمع واحد های صنعتی همچون پالایشگاه نفت، مجتمع پتروشیمیایی و کارخانجات صنعتی، از جمله نواحی مهم در انتشار آلاینده های آلی همچون btx بشمار می آید. در محدوده مورد مطالعه، از لحاظ چینه شناسی، تنها نهشته های رسوبی جوان شامل تراس های آبرفتی-رودخانه ای دیده می شوند. سیستم سفره ای منطقه مورد مطالعه چند لایه است. آب رودخانه آجی چای، بعنوان تنها رود موجود در منطقه مورد مطالعه، بعلت عبور از سازند های تبخیری حاوی گچ و نمک شور بوده و در اثر تغذیه سفره سطحی، موجب شور شدن آب آن سفره و کاهش کیفیت در آن شده است. خاک های منطقه که حاصل فرسایش نهشته های موجود در منطقه هستند از لحاظ طبقه بندی در زیرگروه خاک های xeric torri fluvents قرار می گیرند. عدم تکامل پروفیلی در این خاک ها بعلت جوان بودن، موجب تغیر نامنظم در محتوای کربن آلی این خاک ها با افزایش عمق می شود. در این مطالعه برای بررسی میزان انتشار و انتقال ترکیبات آلی انتخابی، نمونه برداری از آب های سطحی و زیرزمینی منطقه مورد مطالعه بر اساس روش های معرفی شده از سوی آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده و سایر روش های استاندارد و توصیه شده صورت گرفت. غلظت آنیون ها و کاتیون های اصلی در هر نمونه، مقادیر cod، bod5، toc و غلظت ترکیبات btx در هریک از نمونه های برداشت شده اندازه گیری شد. برای اندازه گیری btx در نمونه های برداشت شده از روش استخراج dynamic headspace (p&t) و روش آنالیز کروماتوگرافی گازی استفاده شده که نحوه و شرایط انجام آن مورد بحث قرار گرفته است. نتایج cod و bod5 نشان از آلودگی وسیع آب های سطحی و زیرزمینی توسط ترکیبات آلی در برخی نواحی منطقه مورد مطالعه داشته ولی ترکیبات btx در نمونه های برداشت شده، غلظت های چندانی را نشان نمی دهند که در بیشتر نمونه ها در زیر حد آشکار سازی قرار می گیرند. احتمالا، فرار بودن طبیعی این ترکیبات و واپاشی زیستی توسط میکروارگانیزم ها ، از عوامل نبود و یا کاهش غلظت آنها در محیط های آبی و در نتیجه محیط های رسوبی و خاکی می باشد.

آلودگی آبهای سطحی توسط پسابهای صنعتی و آلودگی منابع آب زیرزمینی از طریق نفوذ آلودگی ها به داخل خاک، یکی از معضلات مهم زیست محیطی است. از این رو ابداع روشهای نوین برای تصفیه آب بسیار لازم به نظر می رسد. از جمله آلاینده های خطرناک می توان به نیترات و نیتریت اشاره کرد. با وجود اینکه روشهای متنوعی جهت حذف نیتریت و نیتریت مورد استفاده قرار گرفته اند امروزه حذف الکتروشیمیایی نیترات و نیتریت بسیار مورد توجه است. در این کار پژوهشی، حذف الکتروشیمیایی نیترات و نیتریت بر روی الکترود استیل ضد زنگ به عنوان کاتد و الکترود ti/ruo2 به عنوان آند انجام گرفت. تأثیر عوامل مختلفی نظیر شدت جریان الکتریکی ، مدت زمان الکترولیز، غلظت اولیه نیترات، ph محلول نیترات و تأثیر افزودنnacl بر روی راندمان حذف نیترات و نیتریت بررسی شد. بر طبق نتایج بدست آمده، راندمان حذف در غلظت های اولیه کمتر، ph های اسیدی تر و شدت جریان های الکتریکی بالاتر، بیشترین مقدار را نشان می دهد. سینتیک دنیتریفیکاسیون الکتروشیمیایی در این پروژه بررسی گردید و با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده شد که فرآیند حذف الکتروشیمیایی نیترات و نیتریت از سینتیک شبه درجه اول پیروی می کند. حذف نیترات و نیتریت به روش الکتروشیمیایی با استفاده از روش رویه ی پاسخ نیز مدلسازی و بهینه سازی گردید و اثر پارامترهای غلظت اولیه، ph محلول نیترات، شدت جریان الکتریکی به کار رفته و زمان بر روی راندمان حذف مطالعه گردید و شرایط بهینه برای این پارامترها برابر با مقادیر زیر بدست آمد: t= 200min i=95/0a c=45 mg/l ph= 5/2

رشد جهانی جمعیت و افزایش روزافزون نیاز به صنایع مختلف، منجر به انباشتگی طیف وسیعی از آلاینده ها در محیط زیست و منابع طبیعی شده است. مواد رنگزای مصنوعی بطور گسترده در صنایع مختلف مانند رنگرزی، کاغذ، چرم، غذا و داروسازی استفاده می شوند. تخلیه پساب ناشی از این کارخانه ها اثرات مخربی روی محیط زیست و موجودات زنده دارد. لذا یافتن روشهای موثر و اقتصادی برای تصفیه آبهای آلوده به مواد رنگزا همواره ضروری بوده است. اخیرا همراه با پیشرفت روشهای بیولوژیکی استفاده از گیاهان، به عبارت دیگر گیاه پالائی به عنوان یک روش مقرون به صرفه و سازگار با طبیعت ظهور پیدا کرده است. هدف عمده پژوهش حاضر ارزیابی توانایی hydrocotyle vulgaris و azolla filiculoides در گیاه پالائی مواد رنگزای آزو پرکاربرد در رنگرزی است. هر دو گیاه قادر به حذف آبی اسیدی 92 (ab92) و قرمز بازی 46 (br46) از آبهای آلوده تا بیش از 80% بودند. تاثیر شرایط آزمایش نظیر وزن تر گیاه، غلظت اولیه ماده رنگزا، ph و دما بر روی کارایی حذف مواد رنگزا بررسی گردید. بر اساس نتایج آزمایشها، ph بهینه جهت حذف زیستی ab92 و br46 به ترتیب ph اسیدی و قلیایی بود و دمای بهینهoc 25 بود. افزایش غلظت مواد رنگزا و وزن گیاهی همراه با افزایش مقدار مطلق مواد رنگزای حذف شده از محلول بود. بعلاوه با انجام آزمایشهای تکرارپذیری، فرآیند تخریب زیستی از جذب سطحی تشخیص داده شد. بطوریکه گیاهان درصد حذف بدست آمده در دوره اول را در دوره های بعدی آزمایش حفظ نمودند. ترکیبهای حدواسط حاصل از تجزیه زیستی مواد رنگزا توسط گیاهان با آنالیز gc-ms شناسایی شدند و مسیرهای تخریب گیاهی پیشنهاد گردیدند. همچنین از شبکه عصبی مصنوعی برای مدلسازی فرآیند حذف زیستی استفاده شد. از آنجائیکه ضریب همبستگی بین داده های تجربی و داده های پیش بینی شده بالا بود، لذا مدلهای شبکه عصبی حاصل، فرآیند حذف زیستی مواد رنگزا را بخوبی پیش-بینی کردند. مواد رنگزا و حدواسطهای حاصل از تجزیه آنها توانستند تولید گونه های فعال اکسیژن (ros) را در گیاهان تحریک نمایند. لذا جنبه دیگر از کار پژوهشی ارزیابی پاسخهای آنتی اکسیدان و محتوای رنگدانه های فتوسنتزی این گیاهان به تنش ناشی از مواد رنگزا بود. عموما تیمار با مواد رنگزا باعث کاهش محتوای رنگدانه های فتوسنتزی شد. فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان شامل سوپراکسیددیسموتاز، پراکسیداز و کاتالاز تحت تیمار با مواد رنگزا افزایش نشان داد. پاسخهای آنزیمها بسته به اندام گیاهی، نوع ماده رنگزا و غلظت آن متفاوت بود. با این وجود افزایش معنی دار در مقدار مالون دی آلدئید در گیاهان ثبت نگردید که بیانگر کارایی بالای سیستم آنتی اکسیدان در حذف گونه های واکنشگر اکسیژن بود. براساس این نتایج a. filiculoides h. vulgaris و به عنوان گونه های توانا برای گیاه پالائی آبهای آلوده به ab92 وbr46 معرفی شدند که برای گیاه پالائی اکوسیستم های آبی آلوده با مواد رنگزا می توانند موثر باشند.

نانومواد، تجمعات اتمی یا مولکولی می باشند که حداقل در یک بعد دارای اندازه ای بین 1 تا 100 نانومتر هستند. اندازه کوچک می تواند ویژگی های فیزیکوشیمیایی آنها را در مقایسه با مواد توده ای، به شدت تغییر دهد. از ویژگی های منحصربفرد نانومواد می توان به ناحیه سطحی ویژه بسیار بزرگ و انرژی سطحی بالا اشاره کرد که ممکن است این ویژگی ها منجر به سرنوشت و رفتارهای محیطی بطور قابل توجهی متفاوت نسبت به نظایر توده ای آنها گردد. گیاهان جز اساسی و ضروری تمام اکوسیستم ها می باشند و نقشی اساسی در سرنوشت و جابجایی نانومواد در محیط، از طریق جذب و زیست-انباشته سازی گیاهی، ایفا می کنند. اگر چه بررسی های نسبتا زیادی در مورد سمیت نانومواد روی گونه های جانوری و باکتری ها صورت گرفته است، ولی بررسی های محدودی روی گیاهان عالی گزارش شده است. در پژوهش حاضر، ابتدا نانوذرات از نوع کوانتوم دات های کادمیم سولفید پوشش یافته با -lسیستئین با روش هیدروترمال سنتز شده و ویژگی های نانوذرات سنتز شده با استفاده از tem، sem، xrd و ft-ir تعیین گردید. بر اساس تصاویر sem، اکثر نانوذرات سنتز شده دارای اندازه ای بین 15 تا 20 نانومتر بودند. سپس سمیت گیاهی (سمیت سلولی) نانوذرات سنتز شده، روی دو گونه گیاهی lemna minor و spirodela polyrrhiza مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سنجش آنزیمی و بررسی تغییرات رشدی (با محاسبه تعداد فروند نسبی) در غلظت های مختلف از نانوذرات انجام گرفت. مشخص گردید که نانوذرات کادمیم سولفید پوشش یافته با l-سیستئین، باعث سمیت گیاهی در lemna minor و spirodela polyrrhiza می گردد. گیاه spirodela polyrrhiza به غلظت های بیش از mg/l 1 از نانوذرات سنتز شده و گیاه lemna minor به غلظت های بیش از g/lµ 400 از این نانوذرات حساس می باشد. با افزایش غلظت نانوذرات، تعداد فروند نسبی در دو گیاه کاهش یافت. با سنجش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان podو sodدر گیاهان spirodela polyrrhiza شاهد و تیمار شده با نانوذرات، افزایش فعالیت آنزیم pod و کاهش فعالیت آنزیم sod در گیاهان تیمار در مقایسه با گیاهان کنترل مشاهده گردید. همچنین با استفاده از میکروسکوپی الکترونی روبشی (sem)، تصاویری از سطح فروند و سطح ریشه گیاهان spirodela polyrrhiza شاهد و تیمار شده با نانوذرات تهیه گردید. در تصاویر مربوط به گیاهان تیمار شده، ذراتی با ابعاد نانو مشاهده گردید که احتمال داده می شود همان نانوذرات کادمیم سولفید پوشش یافته با l-سیستئین باشند. البته لازم به ذکر است که این ذرات با تعداد کمتر، در گیاهان شاهد نیز دیده شدند که برای رسیدن به نتایج دقیق تر، نیاز به ادامه تحقیقات می باشد.

در دهه های اخیر، روشهای نورتابی شیمیایی به دلیل حساسیت مطلوب، محدوده خطی وسیع و دستگاهوری ساده و ارزان به طور قابل ملاحظه ای جهت اندازه گیری مواد دارویی مورد استفاده قرار گرفته اند. اتصال سیستم تزریق در جریان به سیستم های نورتابی شیمیایی منجر به افزایش تکرارپذیری و سرعت عمل این روش ها می گردد. در مرحله ی نخست پروژه ی حاضر اقدام به طراحی و راه اندازی سیستم نورتابی شیمیایی تزریق در جریان شده است. سپس با استفاده از سیستم نورتابی شیمیایی لومینول-هیدروژن پراکسید- cu(ii) آنتی بیوتیک جنتامایسین به عنوان آلاینده ی دارویی در نمونه های آبی مانند: آب شرب شهری، آب رودخانه، آب زیر زمینی و پساب خروجی واحد تولید شرکت داروسازی زهراوی تبریز پایش گردید. در این بخش برای بهینه سازی پارامترهای عملیاتی موثر در واکنش نورتابی شیمیایی از روش رویه پاسخ (rsm) استفاده شد و تأثیرات منفرد و متقابل متغیرهای مستقل فرآیند بر روی متغیر پاسخ (کاهش شدت نشر نورتابی شیمیایی) بررسی گردید. آنالیز واریانس(anova) ضریب همبستگی بالایی را برای مدل پیشنهاد شده نشان داد (9852/0r2= و 9723/0adjusted-r2=). از طرفی در سال های اخیر، نانو مواد به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردشان در سیستم های نورتابی شیمیایی به عنوان افزایش دهنده ی شدت نشر حاصله جهت افزایش حساسیت روش های نورتابی شیمیایی به کار برده می شوند. در قسمت دوم کار پژوهشی حاضر، نانو صفحات cuo با استفاده از روش سونوشیمیایی سبز (بدون استفاده از سورفکتانت و شکل دهنده های آلی) تهیه گردید. به منظور بررسی خواص نانو صفحات cuo تهیه شده از آنالیزهای xrd و semبهره گرفته شد. از نانو صفحات مذکور به عنوان کاتالیست برای افزایش شدت نشر و حساسیت سیستم نورتابی شیمیایی لومینول-هیدروژن پراکسید بهره گرفته شد. سپس با استفاده از سیستم لومینول-هیدروژن پراکسید- تقویت شده با نانو صفحات cuo آنتی بیوتیک ونکومایسین در نمونه های آبی ذکر شده اندازه گیری گردید. در بخش سوم و پایانی این پروژه، تأثیر نانو صفحات cuo سنتز شده بر روی سیستم نورتابی شیمیایی لومینول- پتاسیم پرمنگنات در محیط قلیایی بررسی گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که شدت نشر سیستم مذکور در حضور نانوصفحات بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافت. بنابراین در ادامه از سیستم نورتابی شیمیایی تزریق در جریان معرفی شده جدید (لومینول- پتاسیم پرمنگنات- نانو صفحات cuo) برای اندازه گیری آنتی بیوتیک مروپنم بکار گرفته شد. همچنین شدت نشر نورتابی شیمیایی سیستم پیشنهاد شده در حضور مروپنم نیز افزایش قابل ملاحظه ای نشان داد. بطوریکه در شرایط بهینه حاصل شده، سیستم مذکور قابلیت پایش مروپنم در محدوده ی غلظتی mg l?1 6-005/0 را دارا می باشد. همانند آنتی بیوتیک های اندازگیری شده در مراحل قبلی پروژه حاضر، مروپنم نیز در نمونه های آبی مختلف پایش گردید

در کار پژوهشی حاضر از فرآیند فنتون هتروژن جهت حذف ماده ی رنگزای قرمز اسیدی 17 از محلول های آبی استفاده شده است. در قسمت اول این پروژه، زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت توسط یون های آهن اصلاح گردید تا به عنوان کاتالیست در فرآیند فنتون هتروژن مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه، تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند مدت زمان انجام فرآیند(min) ، غلظت اولیه کاتالیست(g/l) ، غلظت اولیه ماده رنگزا (mg/l)، غلظت اولیه هیدروژن پراکسید (mmol/l) و ph اولیه محلول بر راندمان قرمز اسیدی 17 به وسیله زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت تحت فرآیند فنتون هتروژن بررسی گردید. همچنین جهت مدلسازی فرآیند مذکور توسط زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت از شبکه عصبی با ساختار سه لایه ای feed forward back propagation (5:12:1) استفاده شده است. متغیرهای ورودی به شبکه عصبی به ترتیب شامل زمان فرآیند رنگزدائی، غلظت اولیه کاتالیست، غلظت اولیه ماده رنگزا، غلظت اولیه هیدروژن پراکسید و ph اولیه محلول می باشد. کارایی فرآیند راندمان رنگزدائی نیز به عنوان متغیر خروجی یا پاسخ تجربی انتخاب گردید. مقایسه بین داده های تجربی و متغیرهای خروجی که با شبکه عصبی مدلسازی شدند، ضریب همبستگی 993/0 را نشان داد که قابلیت اطمینان این مدل را بیان می کند. در قسمت دوم پروژه، میکروذرات زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت توسط فرآوری پلاسما به روش تخلیه تابان با گاز نیتروژن به نانومیله های زئولیت مربوطه تبدیل گردید و سپس نانومیله های کلینوپتیلولیت به دست آمده با یون های آهن اصلاح گردید تا به عنوان کاتالیست در فرآیند فنتون هتروژن استفاده گردد. برای تعیین ترکیب شیمیایی نانومیله های کلینوپتیلولیت از icp و برای تعیین دیگر مشخصات آن از آنالیزهایxrd ،bet ، ft-ir،edx و تصاویر sem استفاده شد. آنالیزهای انجام شده نشان دادند که ساختار، اندازه حفرات و مورفولوژی نانومیله های کلینوپتیلولیت تحت فرآوری پلاسما در مقایسه با زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت تغییر کرده است. نتایج xrd نشان داده که تخریب کلی در ساختار زئولیت در اثر اعمال پلاسما ایجاد نشده است.. همچنین داده های به دست آمده از آنالیز bet نشان می دهد که سطح ویژه از m2/g 92/23 در زئولیت طبیعی به m2/g26/45 در نانومیله های کلینوپتیلولیت افزایش یافته است. نتایج بدست آمده از آنالیز edx عناصر اصلی سازنده کلینوپتیلولیت از قبیل si و al را نشان می دهد، به طوری که عناصر اصلی سازنده کلینوپتیلولیت بعد از اعمال پلاسما در ساختار زئولیت حضور داشته و ساختار لایه ای میکروذرات کلینوپتیلولیت در اثر فرآیند پلاسما تبدیل به نانومیله های کلینوپتیلولیت شده است. تصاویر sem نشان می دهد که فراوانی اندازه ی قطر نانومیله های کلینوپتیلولیت ایجاد شده با فرآوری پلاسما 40-30 نانومتر و طول آن ها 1000-500 نانومتر گردیده است. در قسمت نهایی از پروژه، برای بهینه سازی فرآیند فنتون هتروژن با استفاده از نانومیله های کلینوپتیلولیت، از روش روی? پاسخ استفاده شد. شرایط مناسب برای غلظت اولیه کاتالیست، غلظت اولیه ماده رنگزا، غلظت اولیه هیدروژن پراکسید و زمان انجام فرآیند به ترتیب برابرg/l 5/1، mg/l10، mmol/l 3 و min40 بدست آمد. در شرایط بهینه کارایی حذف ماده رنگزا توسط فرآیند فنتون هتروژن با نانومیله های کلینوپتیلولیت برابر 90% شده است. آنالیز واریانس ضریب همبستگی بالایی را برای مدل پیشنهاد شده، نشان داد (951/0r2= و 908/0adjusted-r2=).

منابع آبی یکی از برجستهترین منابع طبیعی مورد استفادهی موجودات زنده میباشند. سرعت بالای صنعتی شدن و افزایش سریع جمعیت در چند دههی گذشته، موجب تخلیهی میزان فراوانی از آلایندههای صنعتی و شهری در منابع آبی شده است و در نتیجه سلامت منابع آبی مورد تهدید جدی قرار گرفته است. حذف آلایندههای نامطلوب موجود در اکوسیستمهای آبی، نیاز به فنآوریهای کارا و مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست دارد. روشهای زیستی یکی از روشهای موثر و سازگار با محیط زیست در تصفیهی آبها و زمینهای آلوده شده میباشند و به استفادهی پایدار از منابع آبی و زیستی کمک میکنند. گیاهپالایی یکی از فرآیندهای زیستی میباشد که در آن از توانایی فیزیولوژیک برخی از گونههای گیاهی برای حذف، سم ی ت زدایی یا جذب آلایندههای خطرناک مانند ترکیبات آلی، فلز ات سنگین، ترکیبات رادیواکتیو، مواد رنگزا و ... موجود در خاک یا آب استفاده میشود. این فرآیند به عنوان یک روش تصفیهی طبیعی، توانایی بالایی برای حذف محدودهی گستردهای از آلایندههای آلی و غیر آلی حاصل از پسابهای صنعتی مانند مواد رنگزا دارد و یک روش کم هزینه برای پالایش پسابها میباشد. در این کار پژوهشی توانایی گیاه آبزی spirodela polyrrhiza در تجزیهی مادهی رنگزا دی آزوی آبی مستقیم 129 مورد بررسی قرار گرفته است. ترکیبات حاصل از تجزیهی زیستی مادهی رنگزای آبی مستقیم 129 بوسیلهی دستگاه gc-ms ، مورد آنالیز قرار گرفته است و همچنین تأثیر متغیرهای آزمایشی مانند غلظت اولیهی مادهی رنگزای آبی مستقیم 129 ph محلول، دما و مقدار بیومس در کارآیی فرآیند رنگزدایی آبی مستقیم 129 توسط گیاه s. polyrrhiza تیمار شده توسط مادهی رنگزای مورد نظر بررسی شده است. افزایش دما، افزایش غلظت اولیهی مادهی رنگزا و افزایش مقدار بیومس منجر به افزایش میزان حذف مادهی رنگزا شد. همچنین در این پژوهش، تأثیر مادهی رنگزای مورد نظر بر پراکسیداسیون لیپیدها و محتوی رنگیزههای گیاهی بررسی شده است. پس از 7 روز مادهی رنگزای آبی مستقیم 129 در محیط کشت گیاه s. polyrrhiza منجر به افزایش 27 و 124 درصدی محتوی مالون دی آلدئید در گیاه تیمار شده به ترتیب در محیطهای حاوی مادهی رنگزا با غلظت 15 و mg/l 31 شد. میزان رنگیزههای فتوسنتزی نیز در گیاهان تیمار شده کاهش یافت. برای اطلاع از فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان در شرایط حضور مادهی رنگزا در محیط کشت گیاه مورد مطالعه، فعالیت تعدادی از این آنزیمها، نظیر سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، پراکسیداز که در سیستم دفاعی گیاه در شرایط تنشزا درگیرند، مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت آنزیم کاتالاز و پراکسیداز پس از 7 روز در گیاهان تیمار شده با غلظتهای پایین و بالای مادهی رنگزا ) 15 و mg/l )31 افزایش یافت، در حالیکه فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز کاهش یافت. احتمالا توانایی گیاه s. polyrrhiza در تجزیهی مادهی رنگزای آبی مستقیم 129 با فعالیت افزایش یافتهی آنزیمهای آنتی اکسیدانت در گیاه s. polyrrhiza تیمار شده با مادهی رنگزای مورد نظر ارتباط دارد

یکی از بزرگترین مشکلات محیط زیستی وارد شدن پساب های صنعتی به منابع آب های سطحی و زیرزمینی می باشد. جذب سطحی با استفاده از کربن فعال پودری یکی از روش های موثر برای حذف آلاینده های آلی و معدنی از پساب های صنعتی است. ولی این فرایند دارای معایبی نیز می باشد از جمله اینکه بازیابی مجدد کربن فعال پودری از محیط آبی به راحتی انجام نمی شود. برای رفع این مشکل می توان از کربن فعال پودری مغناطیس شده با استفاده از نانو ذرات مگنتیت استفاده کرد که با به کار بردن آهن ربا به راحتی امکان جداسازی کربن فعال پودری از محلول آبی فراهم می شود. در این پروژه تحقیقاتی ابتدا نانو ذرات مگنتیت سنتز شده و سپس بر روی کربن فعال پودری تثبیت شد، خصوصیات نانوکامپوزیت حاصل با استفاده از آنالیزهای xrd، ftir و sem مطالعه شد. جهت افزایش کارائی نانوکامپوزیت تهیه شده، ابتدا نسبت مطلوب fe3o4:pac (powder activated carbon ) تعیین گردید و در آزمایش های بعدی از این نسبت استفاده شد. آزمایشات نشان داد که نانوکامپوزیت با نسبت2به1 ازpac و fe3o4 بهترین کارایی را داشت. به علاوه، تاثیر عوامل موثر در جذب سطحی مانند مقدار کامپوزیت مصرفی، دمای محلول، ph و زمان تماس کامپوزیت و غلظت آلاینده ماده رنگزای اسید آبی 193 از خانواده رنگهای آزومتال کمپلکس بررسی شد. نتایج نشان دادند که راندمان جذب سطحی رنگ با افزایش دما، phهای اسیدی و مقادیر نانوکامپوزیت بیشتر افزایش می یابد. به منظور ارزیابی کارایی نانوکامپوزیت تهیه شده، درصد جذب سطحی رنگ با استفاده از این نانوکامپوزیت با راندمان حاصل از مقادیر متناظر از اجزای سازنده آن مقایسه شد. نتایج نشان دادند که در شرایط آزمایشی یکسان راندمان جذب سطحی توسط نانوکامپوزیت fe3o4: pac (24/53%)، بیشتر از راندمان های حذف fe3o4 (38/36%) و کمتر از راندمان حذف pac (45/78%) می باشد. علاوه بر آن، سینتیک واکنش جذب سطحی در شرایط دمایی مختلف ( oc 26 و oc 40)، ph مختلف (3، 5، 7و9) و مقادیر جاذب مختلف (03/0، 05/0وg 1/0) بررسی شد. نتایج نشان می دهند که در همه موارد، مدل سینتیکی از نوع مدل سینتیکی درجه دوم پیروی می کند. همچنین، جذب سطحی ماده رنگزای اسید آبی 193توسط نانوکامپوزیت fe3o4 : pac، با استفاده از روش رویه ی پاسخ مدل سازی و بهینه سازی شده و اثر پارامتر های دما، ph محلول رنگ، مقدار نانوکامپوزیت به کار رفته و زمان تماس بر روی راندمان حذف مطالعه شد. شرایط بهینه بدست آمده برای این پارامتر ها به ترتیب برابر باoc40، 3 ph=، g05/0، min 75 بود. با بررسی ایزوترم جذب سطحی کامپوزیت وکربن فعال خالص نشان داده شدکه هر دو از مدل ایزوترمی لانگمویر پیروی می کنند و حضور نانو ذرات مگنتیت در سطح کربن فعال تاثیری در نوع ایزوترم جذب ندارد. همچنین تاثیرافزایشph در واجذب محلول رنگ از سطح کامپوزیت fe3o4 :pac با اضافه کردن ml 100 محلول 2/0 مولار از سدیم هیدروکسید بررسی شد. نتایج بدست آمده حاکی از این است که افزایش ph کارایی خوبی در واجذب رنگ از سطح کامپوزیت دارد.

امروزه، روش های اکسایش پیشرفته و تجزیه بیولوژیکی دو روش رایج در تجزیه آلاینده های محیط زیست می باشد. فرایند بیوفنتون روش جدیدی است که برای حذف یا تقلیل آلودگی¬های شیمیایی استفاده می¬شود. در این روش هیدروژن پراکسید مورد نیاز واکنش فنتون به صورت درمحل و به کمک آنزیم گلوکزاکسیداز تأمین می¬گردد. به دلیل قیمت بالای بیوکاتالیست¬¬ها و مشکل جداسازی آن¬ها از آب تصفیه شده، در این پروژه به عنوان پیشنهاد نوآورانه¬، آنزیم بر روی نانوکامپوزیت های tio2/fe3o4ترسیب شده بر روی سنگ¬های آذرین (kissiris) که توانایی تجزیه هیدروژن پراکسید به رادیکال¬های آزاد هیدروکسیل را دارا می¬باشند، تثبیت شد. کاتالیست بیوفنتون هتروژن به عنوان نمونه برای رنگزدایی محلول سبز مالاشیت بکار رفت و با حذف غلظتmg/l 5 از آن در مدت زمان کمتر از 60 دقیقه فعالیت مطلوبی را نشان داد. با توجه به نیاز آنزیم گلوکزاکسیداز به اکسیژن، فرآیند بیوفنتون هتروژن در راکتور بستر پرشده همراه با هوادهی انجام شد. این روش سرعت رنگزدایی بالایی (mg/l.min 0.1595) را نشان داد. نتایج حاصل از بررسی پارامترهای دبی جریان ورودی و سرعت هوادهی حاکی از این بود که با افزایش پارامترهای مذکور سرعت رنگزدایی افزایش می-یابد. اما در سرعت¬های بالاتر ازcm/s 75/6 و دبی بیشتر از cm3/s 75/1 به علت غیرفعال شدن آنزیم یا شسته شدن آن از روی پایه¬ها سرعت رنگزدایی با شیب ملایمی کاهش می¬یابد.

نانوذرات توده های اتمی یا مولکولی هستند که اندازه ی 1 تا 100 نانومتر در تمام ابعاد دارند. اندازه ی کوچک و سطح زیاد این ذرات، نسبت سطح به حجم بالایی را فراهم می کند که منجر به ویژگی های الکتریکی، نوری و واکنشی خاص آن¬ها می شود. ویژگی های واکنشی و خصوصیات سطحی آن¬ها باعث می شوند این ذرات قابلیت عبور از غشاهای سلول ها را پیدا کنند. بنابراین نانوذرات از طریق تعامل با گیاهان و جانوران در محیط زیست، بر سلامت آن ها و در نهایت سلامت انسان اثر می¬گذارند. در بین نانوذرات، نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم (tio2) به¬دلیل کاربرد فراوان در صنعت، یکی از بیشترین نانوذرات تولید شده در جهان است. بنابراین به دلیل گسترش ورود آن به محیط¬زیست به¬ویژه اکوسیستم های آبی و تاثیر بر آبزیان، در پژوهش حاضر سمیت نانوذرات millennium tio2 pc-500روی گونه ی گیاهی spirodela polyrrhiza بررسی شده است. مشخصات این نانوذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، آنالیز تفرق اشعه ی x (xrd) و روش bet)) brunauer–emmett–tellerتعیین گردید. طبق نتایج به دست آمده ساختار بلوری نانوذرات استفاده شده در پژوهش حاضر از نوع آناتاز با متوسط اندازه بلوری 8 نانومتر بود و مساحت سطحی این نانوذرات m2 g-1 306 بود. اندازه در گیاهان، تحت تاثیر نانومواد تنش اکسیداتیو ایجاد می¬شود که منجر به تولید گونه های فعال اکسیژن (ros) می¬گردد. به منظور بررسی اثر نانوذرات tio2 روی گونه¬ی گیاهی spirodela polyrrhiza، سنجش آنزیم های آنتی اکسیدان از جمله آنزیم¬های کاتالاز (cat)، سوپراکسید دیسموتاز (sod) و پراکسیداز (pod) و همچنین سنجش رنگیزه¬های فتوسنتزی و شمارش تعداد فروند نسبی ((rfn، به¬عنوان شاخص¬های فیزیولوژیک، انجام گرفت. با تهیه¬ی تصاویر میکروسکوپ فلورسنس از ریشه¬های گیاهان تحت تیمار، ورود نانوذرات به گیاه ثابت شد. بعد از تیمار گیاهان با نانوذرات، rfn، محتوای رنگیزه¬های فتوسنتزی و فعالیت آنزیم پراکسیداز کاهش یافتند. با این حال فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز افزایش یافت و فعالیت آنزیم کاتالاز تفاوت معنا¬داری در مقایسه با گیاهان شاهد نشان نداد. افزایش فعالیت sod، با افزایش غلظت نانوذرات، می¬تواند به عنوان راه-اندازی سیستم آنتی¬اکسیدان برای پاکسازی rosهای تولید شده در اثر ورود نانوذرات به سلول توضیح داده شود. کاهش فعالیت pod می¬تواند به اثر مستقیم این ذرات در ساختار مولکولی این آنزیم یا آسیب ناشی از ros به سیستم دفاعی گیاه نسبت داده شود. بنابراین به بررسی¬های بیشتر جهت ارزیابی علت کاهش فعالیت این آنزیم نیاز است.

نانو مواد یک رده متنوع از مواد در مقیاس کوچک می¬باشند که اجزای ساختاری آنها حداقل در یک بعد کوچکتر از 100 نانومتر هستند. از ویژگی¬های نانو مواد می¬توان به ریز بودن اندازه ذرات، بالا بودن مساحت نسبی سطح و نیز تسریع تعامل میان نانو مواد و محیط زیستی که در آن قرار داده¬ شده ¬است اشاره کرد. این ویژگی¬ها باعث رفتار متفاوت نانو ذرات نسبت به ذرات بزرگتر از حد نانو می¬شوند. بدلیل استفاده گسترده در تولیدات مصرفی (محصولات آرایشی، خمیر دندان، ضدآفتاب، جوهر پرینتر، لاستیکها و...)، ممکن است نانو ذرات به محیط¬های آبی، خشکی و اتمسفری راه یابند. گیاهان موجوداتی هستند که در تمامی اکوسیستم ها پخش شده¬اند و از لحاظ آغازگر بودن در زنجیره غذایی و نیز جاذب و انباشت¬گر بودن مواد، مخصوصاً نانو ذرات، اهمیت اساسی دارند. با این حال مطالعات اندکی روی گیاهان عالی نسبت به جانوران در زمینه سمیت سلولی توسط نانو ذرات صورت گرفته¬است. در پژوهش حاضر، ابتدا نانو ذرات اکسید مس با روش سبز سونوشیمیایی سنتز شدند. با استفاده از طیف xrd و میکروسکوپ sem نانو ذرات سنتز شده تعیین ویژگی شدند. بر اساس طیف xrd میانگین اندازه کریستالی نانو ذرات 5 نانومتر بود و تصاویر sem نشان دادند که اندازه نانو ذرات بین 50 تا 60 نانومتر است. سپس ورود نانو ذرات به گیاه spirodela polyrrhiza و تغییرات بافتی ریشه با میکروسکوپ نوری و فلوئورسنس مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذرات با مطالعات میکروسکوپ نوری مشاهده نشدند ولی چروکیدگی سلولها و کوچک شدن قطر ریشه مشاهده شد. با میکروسکوپ فلوئورسنس ورود نانو ذرات به داخل بافت ریشه بخوبی قابل مشاهده بود و نانو ذرات بصورت نقاط تیره در بافت فلوئورسنس دیده ¬شوند. سمیت سلولی با مطالعات استرئوسکوپی و سنجش برخی پارامترهای فیزیولوژی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی تعداد فروند نسبی (تغییرات رشدی)، سنجش سه نوع آنزیم آنتی¬اکسیدانت و بررسی محتوی رنگیزه فتوسنتزی در گیاهان تیمار شده با غلظت¬های مختلف از نانو ذرات انجام شد. نتایج نشان داد که نانو ذرات اکسید مس باعث کاهش رشد گیاه مورد مطالعه شد که این میزان رشد با افزایش غلظت نسبت عکس نشان داد، بطوریکه گیاه s. polyrrhiza به غلظت¬های بیش از mg/l 5/0 حساس بود. سنجش میزان فعالیت آنزیم¬های آنتی¬اکسیدانی پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز نشان داد که تیمار نانو ذرات در گیاه مورد نظر باعث افزایش فعالیت هر سه آنزیم در مقایسه با نمونه شاهد شد. بررسی محتوی رنگیزه فتوسنتزی نیز مشخص کرد که میزان کلروفیل¬های a، b، a/b و کاروتنوئیدها در نمونه¬های تیمار شده در مقایسه با گیاهان شاهد کاهش داشته ¬است. از نتایج آزمایشات فوق مشخص گردید که نانو ذرات اکسید مس برای گونه s. polyrrhiza سمی می¬باشد.

در این دهه به همراه بهبود در فرایندهای تولید و به کارگیری الگوهای مهندسی مجدد، مدیران بسیاری از صنایع دریافتند که برای ادامه حضور در بازار، تنها بهبود فرایندهای داخلی و انعطاف پذیری در توانایی های شرکت کافی نیست بلکه تامین کنندگان قطعات و مواد نیز باید مواد را با بهترین کیفیت و کمترین هزینه تولید کنند و توزیع کنندگان محصولات نیز باید ارتباط نزدیکی با سیاست های توسعه بازار تولیدکننده داشته باشند. با چنین نگرشی، رویکردهای زنجیره تامین و مدیریت آن پا به عرصه وجود نهاد. استفاده از مدیریت زنجیره تامین باعث بهبود عملکرد سازمانها در عرصه رقابت شد به طوری که محصولات خود را در زمان کم و با کیفیت بالا و قیمت پایین عرضه می داشتند.

چکیده ندارد.

در کار پژوهشی حاضر فرآیند پراکسی کوآگولاسیون برای رنگزدائی ماده رنگزای زرد بازی 2 از محلولهای آبی با استفاده از الکترودهای کربن- پلی تترافلوئورواتیلن (c-ptfe) و نانولوله های کربن - پلی تترافلوئورواتیلن (cnt-ptfe) بعنوان کاتد بکار برده شد. در ابتدا، جهت ساخت الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe، ترکیبی از نانولوله های کربن با قطر خارجی nm15-8 یا کربن فعال، پلی تترافلوئورواتیلن، آب مقطر و بوتانول تهیه و بر روی ورق کربنی نشانده شد. در ادامه، رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای ساخته شده و مقدار پراکسید هیدروژن تولید شده در سطح الکترودهای گرافیت، c-ptfe و cnt-ptfe مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار h2o2 تولید شده بوسیله الکترود cnt-ptfe سه برابر الکترود c-ptfe و سی برابر الکترود گرافیت می باشد. ویژگیهای الکترودهای ساخته شده بوسیله تصاویر sem و afm بررسی گردید. نتایج تصاویر sem و afm نشان داد که الکترود ساخته شده از نانولوله های کربن نسبت به الکترود ساخته شده از کربن فعال دارای مساحت سطح ویژه بالایی بوده و این امر موجب افزایش تولید پراکسید هیدروژن در سطح آن و حذف بیشتر آلاینده ها می شود. در ادامه کار پژوهشی، تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند شدت جریان الکتریکی، ph اولیه محلول و غلظت اولیه ماده رنگزا بر راندمان رنگزدائی با هر دو نوع الکترود ساخته شده مطالعه گردید. بر اساس نتایج حاصل، میزان رنگزدائی محلول زرد بازی 2 طی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون در مدت 10 دقیقه الکترولیز با استفاده از الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe به ترتیب برابر با 62% و 96% می باشد. تخریب و معدنی شدن ماده رنگزای زرد بازی 2 بوسیله اندازه گیری کل کربن آلی (toc) آن بررسی شد و مشخص گردید که بعد از 6 ساعت الکترولیز، الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe به ترتیب قادر به حذف 81% و 92% از مواد آلی محلول می باشند. حدواسط ها و محصولات تولید شده در جریان تخریب ماده رنگزای زرد بازی 2 طی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون، با استفاده از دستگاه gc-ms شناسایی شدند و بر اساس محصولات شناسایی شده، مکانیسمی برای حذف ماده رنگزای زرد بازی 2 پیشنهاد گردید. به منظور مدلسازی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون با هر دو نوع الکترود c-ptfe و cnt-ptfe، از مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد که نتایج تجربی و نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی مصنوعی مطابقت خوبی را نشان دادند و ضریب همبستگی رگرسیون برای الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe به ترتیب برابر با 972/0 و 992/0 بدست آمد. همچنین از روش رویه پاسخ (rsm) برای مدلسازی و بهینه سازی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون با کاتد cnt-ptfe استفاده شد و تأثیرات منفرد و متقابل متغیرهای مستقل فرآیند بر روی متغیر پاسخ (راندمان رنگزدائی) بررسی گردید. شرایط بهینه بدست آمده توسط روش رویه پاسخ برای متغیرهای زمان الکترولیز، ph اولیه محلول، شدت جریان الکتریکی و غلظت اولیه ماده رنگزا به ترتیب برابر 16 دقیقه، 3، 200 میلی آمپر و 15 میلی گرم بر لیتر تعیین گردید. در انتهای کار پژوهشی، جهت بررسی کارآئی فرآیند در حذف سایر مواد رنگزای آلی، سه نمونه مواد رنگزای دیگر (آبی بازی 3، مالاشیت سبز و قرمز بازی 46) که دارای ساختارهای متفاوت از زرد بازی 2 می باشند انتخاب و حذف آنها بصورت جداگانه و مخلوط آنها با زرد بازی 2 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرآیند پراکسی کوآگولاسیون با الکترود ساخته شده از نانولوله های کربنی قادر به حذف بیش از 90% از آلاینده های مذکور در کمتر از 10 دقیقه می باشد.