منبع پایان نامه با موضوع دریای خزر، محیط زیست، آلودگی محیط زیست، فاضلاب های صنعتی

فهرست اشکال
عنوان صفحه

شکل ۴-١-باکتری جدا شده در محیط Medium Salt  Mineral و در زیر میکروسکوپ نوری……………………………………………………………………………………………………………………..۴١
شکل ۴-۲-انطباق مقدار تجربی ومقدار پیش بینی شده در رشد باکتری در nlackettBurmP…………………………………………………………………………۴۶
شکل۴-٣- انطباق مقدار تجربی و مقدار پیش بینی شده درصد تجزیه فنل در nlackettBurmP…………………………………………………………………………………………………۴۷
شکل ۴-۴-انطباق مقدار تجربی و مقدار پیش بینی شده در رشد باکتری در RSM…………………………………………………………………………………………………………………..۵٣
شکل ۴-۵- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات و غلظت فنل بر میزان رشد سلولی باکتری…………………………………………………………………………………………………………………..۵۴
شکل ۴-۶- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات وPH بر میزان رشد سلولی باکتری….۵۵
شکل ۴-۷- تاثیرمتقابل پارامترهای مقدار آمونیوم سولفات و دما بر میزان رشد سلولی باکتری…………………………………………………………………………………………………………………..۵۶
شکل ۴-٨- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل وPH بر میزان رشد سلولی باکتری…………۵۷
شکل ۴-٩- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل و دما بر میزان رشد سلولی باکتری…………۵٨
شکل ۴-١٠- تاثیر متقابل پارامترهایPH و دما بر میزان رشد سلولی باکتری………………..۵٩ شکل ۴-١١- انطباق مقدار تجربی و مقدار پیش بینی شده در تجزیه فنل در RSM……….۶١
شکل ۴-١۲- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات و غلظت فنل بر میزان تجزیه فنل…۶۲
شکل ۴-١٣- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات وPH بر میزان تجزیه………………….۶٣
شکل ۴-۱۴- تاثیر متقابل پارامترهای مقدار آمونیوم سولفات و دما بر میزان تجزیه فنل..۶۴
شکل ۴-۱۵- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل وPH بر میزان تجزیه فنل………………….۶۵
شکل ۴-۱۶- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل و دما بر میزان تجزیه فنل……………………۶۶
شکل ۴-۱۷- تاثیر متقابل پارامترهای PH و دما بر میزان تجزیه فنل…………………………….۶۷

چکیده:
ترکیبات فنلی ، فنل و مشتقات فنل ، آلوده کننده های محیطی هستند که در پساب های صنعتی مختلف مانند تبدیلات زغال سنگ ، پالایشگاه نفت ، کارخانه های شیمیایی و پتروشیمی وجود دارند.حضور این ترکیبات خطر جدی برای محیط زیست در پی دارد زیرا این پساب ها وارد رودخانه ها و دریا می شوند و موجب آلودگی آبها می گردند.بهترین و کم هزینه ترین روش تصفیه پساب های آلوده به فنل و ترکیبات فنلی استفاده از روش های تصفیه زیستی است. در این تحقیق، نمونه ها از مناطقی از دریای خزر که آلودگی نفتی دارند جمع آوری شد.هدف از این تحقیق جداسازی و بهینه سازی باکتری های تجزیه کننده فنل بود که مورد بررسی قرار گرفت.بعد از جمع آوری نمونه و انتقال آن به آزمایشگاه، از محیط medium salt mineral برای جداسازی باکتری استفاده شد.از نرم افزار Burman-Plackett و methodology surface Response ) RSM( برای بررسی تاثیر فاکتورهای مختلف بر رشد باکتری و درصد تجزیه فنل استفاده شد. فاکتورهای مورد بررسی در Burman-Plackett ، فنل به عنوان منبع کربن و آمونیوم سولفات، سدیم کلرید، پپتون و عصاره مخمر به عنوان منبع ازت بود.فنل به عنوان بهترین منبع کربن و آمونیوم سولفات به عنوان بهترین منبع ازت در مرحله بهینه سازی با نرم افزار RSM مورد بررسی قرار گرفته است. فاکتورهای مورد بررسی در RSM، آمونیوم سولفات ، غلظت فنل، pH و دمای انکوباسیون بود. نتایج پیش بینی شده توسط نرم افزار با نتایج بدست آمده برای رشد باکتری و درصد تجزیه فنل نزدیک بوده است که نشان می دهد سویه ی جدا شده از دریای خزر توانایی زیادی در تجزیه فنل داراست.
کلمات کلیدی: فنل،جداسازی باکتری،دریای خزر، Plackett-Burman، RSM

۱-۱-مقدمه: مبارزه با آلودگی های نفتی از زمان پیدایش این ماده سیاهرنگ اما گرانبها، بخشی از پژوهش های علمی را به خود اختصاص داده که در گذشته به مراتب کمتر و امروزه به طور روز افزون، توجه متخصصان و کارشناسان را به خود جلب کرده است. در میان راهکارهای ارایه شده با نتایج هر چه بهتر و سریعتر، استفاده از میکروارگانیسم ها روشی است که با عنوان پاکسازی زیستی یا تجزیه زیستی Bioremediation در اکثر کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد.

نفت خام، کمپلکس پیچیده ای از مخلوط صدها نوع ترکیب مختلف شامل هیدروکربنها، نیتروژن، گوگرد و وانادیوم است که قسمت هیدروکربنی شامل ترکیبات آروماتیک، آلیفاتیک و آسفالتن است. آلودگی های نفتی تقریباً یک پیامد اجتناب ناپذیر از افزایش سریع جمعیت و مصرف انرژی است که بر پایه تکنولوژی نفت قرار دارد. طی سالهای گذشته تمام توجه کارشناسان به آلودگی های نفتی اقیانوس ها ناشی از تصادف نفت کش ها معطوف شده بود که بزرگترین آن در سال١٩۶۷در آبهای انگلستان رخ داد.  در سالهای اخیر دریای خزر به دلیل تردد کشتی های نفت کش، حفر چاه های متعدد بویژه در سواحل استان گیلان، همچنین تاسیس پالایشگاه نفتی و استخراج نفت در
این استان، سالانه حدود١۶٠ هزار تن نفت و مواد نفتی را در خود جای می دهد و به عنوان یکی از آلوده ترین دریاهای جهان شناخته می شود. به طور کلی وقایعی که به برخی از آنها اشاره شد، سبب شد تا توجه بیشتری به ساخت و ابداع روشهای مختلف معطوف شود تا بتوان با آلودگی های دریاها و نواحی ساحلی مقابله کرد. روشهای متعددی برای حذف آلودگی های نفتی در محیط زیست ارایه شده که مهمترین آنها عبارتند از:
۱-جمع آوری دستی آلودگی های نفتی از سطح آب
۲-محصور کردن آلودگی های نفتی به وسیله وسایل فیزیکی
۳-استفاده از موادی مانند پر و کاه که ذرات نفت را جذب می کند
۴-آتش زدن
۵-استفاده از حلال های دو قطبی
۶-پاکسازی زیستی یا تجزیه زیستی و یا Bioremediation
۲۵ درصد از نفت رها شده در آب از طریق تبخیر از بین می رود و بقیه به وسیله عمل اکسایش نوری و اکسایش میکروارگانیزم ها شکسته می شود. حضور میکروارگانیزم های تجزیه کننده هیدراتهای کربن در آب دریا و خاکها سبب شده که تجزیه به عنوان یکی از موثرترین روشهای حذف آلودگی های نفتی معرفی شود. این عمل در حضور اکسیژن و مواد غذایی به خصوص نیتروژن و فسفر تسریع می شود. فراورده های حاصل از تجزیه زیستی معمولاً CO2 و مواد آلی کوچک مولکول با سمیت بسیار کم است. روش های متعددی برای تجزیه توسط میکروارگانیزم ها وجود دارند که از جمله مهمترین آنها می توان به bioleaching- bio augmentation -Biostimulation-Bioreactor اشاره کرد. انواع روش های فوق در کشورهای صنعتی نظیر آمریکا، ژاپن، آلمان، انگلستان، کره جنوبی و روسیه به طور معمول استفاده می شود و در سایر کشورهای در حال پیشرفت در مرحله تحقیقاتی است. میکروارگانیزم های متعددی برای تجزیه هیدروکربنهای نفتی بکار می روند که مهمترین آنها عبارتند از: باکتری ها- آنزیمها- اکتینومسیت ها – قارچها اصولاً تجزیه پذیری ترکیبات نفتی به صورت زیر است: آلکانآلکن= آلیکن هیدروکربونهای آروماتیک هیدروکربنهای پلی آروماتیک در میان میکروارگانیزم های فوق آنزیمها از اهمیت بیشتر برخوردارند. آنزیم ها قادرند هم ترکیبات آلیفاتیک و هم ترکیبات آروماتیک موجود در نفت را تجزیه کنند. آنزیمهای مونواکسیژناز و دی اکسیژناز مهمترین آنزیمهای موثر در تجزیه هیدروکربنهای نفتی بوده و فراورده های حاصل از فعالیت این آنزیمها، الکلها هستند، بنابراین با سنجش میزان الکل ها می توان پی به مقدار تجزیه هیدروکربن های نفتی برد. فنل از جمله آروماتیک های تک حلقه ای مهم است.این ماده و مشتقات آن در صنایع متعددی چون پالایشگاه های نفت،پتروشیمی،معادن و سموم دفع آفات کاربرد دارد که از طریق دفع غیر بهداشتی پساب این صنایع منجر به آلودگی محیط زیست و به خصوص منابع آبی می شود.

۱-۲-فنل و خصوصیات فیزیکی آن:

فنل با فرمول ArOH (C6H5OH) یک ترکیب حلقوی است که با نام های هیدروکسی بنزن یا اسید کاربولیک (Carbolic Acid)شناخته می شودو به فرم مختلف و در ترکیب با عناصر مختلف وجود دارد (١). فنل ها بلور های سفید سوزنی شکل نیمه شفاف به صورت توده متبلور و جاذب الرطوبه می باشد.فنل به صورت مایع یا جامد دارای نقطه ذوب پایین اما نقطه جوش بالا است زیرا در ساختمان خود پیوندهای هیدروژنی دارد وحتی در مقادیر کم می تواند با آب پیوند هیدروژنی برقرار کند(٩ گرم در هر ١٠٠میلی لیتر آب). فنل دارای وزن مولکولی ١١/٩۴،وزن مخصوص ٠۷۲/١،نقطه ذوب ۴١درجه سانتی گراد،نقطه جوش ١٨۲ درجه سانتی گراد،چگالی بخار ۲۴/٣وضریب شکست در ۴۵درجه سانتی گراد معادل ۵۴/١و فشار بخار معادل ٣۵١٣/٠ میلی متر جیوه در ۲۵درجه سانتی گراد است(۲). ترکیبات فنل آلودگی جدی برای رودخانه ها به شمار می رود.
۱-۳-منابع تولید فنل:
منبع اصلی فنل در محیط طبیعی به دو صورت آنتروپوژنیک وزنوبیوتیک می باشد: منبع آنتروپوژنیک :آتش سوزی جنگل ها ، خروج طبیعی از محیط شهری حاصل از آسفالت ها که به عنوان مواد چسبنده به کار می روند و فساد طبیعی مواد لیگنوسلولزی در این دسته قرار می گیرند. منبع زنوبیوتیک:شامل پسماند های صنعتی حاصل از استخراج سوخت های فسیلی و فرآیندهای سودمند شیمیایی از قبیل صنایع تولید فنل و رزین های فنلی ،صنایع دارویی ، صنایع چوب و کاغذ ، صنایع تولید حشره کش ها و سموم کشاورزی ، صنایع چرم و دباغی ، صنایع رنگ ، صنایع تولید انواع مواد پاک کننده می باشد. فنل را می توان از فاضلاب های صنعتی مختلف مثل پالایشگاه نفت و صنایع پتروشیمی و معدن زغال سنگ و صنایع شیمیایی جدا کرد. مقدار فنل در خروجی های صنعتی نباید بیش از ۵/٠ میلی گرم در لیتر باشد. روش های فیزیکوشیمیایی برای حذف فنل وترکیبات آن استفاده می شود(٣). اما امروزه ترجیحا از تجزیه فنل استفاده می کنند که ابزار جدید حذف آلودگی محیطی است.شماری از میکروارگانیسم های تجزیه کننده فنل از منابع مختلف جدا شده است که شامل مخمر و قارچ وجلبک و باکتری می باشد.
امروزه نگرانی بسیاری در مورد موضوع وجود سموم شیمیایی همچون فنل در آب وجود دارد که می تواند از این طریق وارد بدن انسان شود ویا به مصرف جانوران آبزی برسد. آب معمولا با فاضلاب کارخانه ها آلوده می شود واین امر موجب کدر شدن آب رودخانه ها می شود.در حدود ٨٠ درصد از بیماری ها در ارتباط با آب است ودر حدود ۵٠ درصد از جمعیت های شهری جهان این مشکل وجود دارد(۴).مطالعات بر روی انسان و جانوران نشان می دهد فنل به طور موثر از طریق استن
شاق و گوارش جذب می شود. بخار فنل می تواند به آسانی از طریق پوست جذب شود. فنل در فرم محلول به آسانی از پوست عبور می کند و روی کبد و کلیه و ریه اثر می گذارد. فنل سمی است و می تواند موجب کاهش فعالیت آنزیماتیک شود, اختلال در سیستم عصبی ایجاد کند و منجر به غش و اغما شود. این سم در ماهی ها بین ۲۵-۵ میلی گرم در لیتر مرگ آور است. اثر مستقیم فنل یک مانع برای واکنش های بیولوژیک است. ترکیبات فنل آلودگی جدی برای رودخانه ها است و اثر مضر آن مهار کنندگی رشد , کاهش مقاومت در برابر بیماری ها , مرگ آبزیان و افزایش رشد علف های هرز است. اگر آلودگی های فنلی در آب های زیرزمینی وارد شود سبب مشکلات اکولوژیکی جدی می شود. از اینرو حذف فنل از محیط مخصوصا از آب و منابع آب اهمیت حیاتی دارد. از روش های فیزیکو شیمیایی روتین در تخریب فنل استفاده می شود اما این روش ها هزینه بالایی دارد و تولید مواد و حدواسط مضر می کند. به همین دلیل امروزه از تجزیه میکروبی برای حذف آلودگی های فنل استفاده می شود(۵).
۱-۴- حلالیت در آب و سایر حلال ها :
فنل افزوده شده به آب ۲۵ درجه سانتی گراد در غلظت تا ٨ درصد و همچنین از ۷١ تا ٩٨درصد وزن حجمی تولید محلول های حقیقی می کند.فنل در الکل اتیلیک ،کلروفرم،تولوثن ، گلیسرین، روغن زیتون حتی بیش از ۵٠درصد حل می شود. در روغن های معدنی حلالیت آن در ۲۵ درجه سانتی گراد تقریبا ۲/٠ درصد و در اتر دوپترون ۵/۵درصد (در ٣٠ درجه سانتی گراد) و در روغن های حیوانی تا حدود ۴٠ درصداست. مطابق قانون عمومی با افزوده شدن تعداد گروه هیدروکسیل در یک ترکیب میزان حلالیت آن در آب افزایش می یابد.ولی در مورد فنل چند ظرفیتی صدق نمی کند(۶).
۱-۵- قدرت اسیدی فنل:
یک خاصیت اسیدی بعلت وجود اوربیتال ان ، مربوط به حلقه بنزن است.قدرت اسیدی فنل ها بوسیله جانشین های جاذب یا دافع الکترون تغییر می کند.از طرف دیگر وارد شدن گروه های جاذب الکترون ، مانند گروه های نیترو بسته به تعداد آن ها موجب افزایش قدرت اسیدی فنل می شود.
۱-۶-رنگ فنل:
بسیاری از فنل ها بصورت محلول های خیلی رقیق در آب یا الکل بوسیله میکرورفریک ایجاد رنگ های مشخصی می

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *