بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه وجود مواد آلاینده آلی در آبهای زیرزمینی به مشکلی فراگیر در سراسر جهان تبدیل شده است. در این میان، آلودگیهای مواد نفتی یک موضوع بسیار جدی میباشد که مورد توجه افکار عمومی است. چرا که در برخی مواقع این آلودگیها آسیب جدی به محیطهای آبی و خاکی وارد میکنند. . در این پژوهش به منظور حذف آلودگیهای نفتی از خاک از نانو ذرات:TiO2، CeO2و نانو رسهای: مونت-موریلونت، بنتونیت مورد بررسی قرار گرفته شد.خاک مورد استفاده به مدت 4روز با نانو ذرات مورد نظر - هر کدام بهصورت جداگانه - انکوباسیون شدند ماوراء بنفش - UV - قرار داده شد.در این پژوهش با انجام میانگینگیری بین درصدهای حذف انجام شده این نتیجه گرفته شد که بیشترین حذف به ترتیب: توسط نانو ذره TiO2 - با - 32%، نانو رس مونتموریلونیت - با - 25%، نانو ذره CeO2 - با - 21/7% و نانو رس بنتونیت - با - 21% بدست آمد. در نتیجه حذف آلودگی نفتی توسط TiO2 و مونتموریلونیت جواب بهینهتری نسبت به CeO2 وبنتونیت داشته است.. برای این کار مقدار 150 گرم از خاک را وزن شد و سپس 3/75 گرم هر کدام از نانو ذرات موردنظر و مقدار20cc نفتخام نیز به خاک اضافه شد و بعد از آن با آب مقطر به ظرفیت زراعی - F.C - رسانده شد و در دستگاه اشعه قرار داده شد.
واژگان کلیدی: بنتونیت، سریوم اکسید، مونتموریلونیت، دیاکسید تیتانیوم، دستگاه اشعه ماوراء بنفش.
مقدمه:
آلودگی خاک توسط هیدروکربن نفتی خسارتهای بسیاری به اکوسیستم از طریق تجمع آلودگی در بافتهای گیاهی و جانوران موجب میشود که ممکن است باعث جهش یا مرگومیر در نسل آینده شود . - Paula and Foresti , 2009 - ترکیبات نفتی مجموعهای از هیدروکربنهای آلیفاتیک و آروماتیک هستند. آروماتیکها جزء ترکیبات پایدار، سخت تجزیهپذیر، سمی و سرطانزا برای انسان میباشند . - Lens et al., 1998 - همچنین غلظتهای زیاد مواد نفتی میتواند بر منابع آب سطحی و زیرزمینی اثر گزارد و برای انسانها، حیوانات و گیاهان سمی باشد. قابل توجه است آلودگی ناشی از هیدروکربنهای نفتی به روشهای مختلف بر سلامت انسان تأثیر دارند، از جمله این راهها میتوان با استفاده از گیاهان آلوده شده به این ترکیبات یا حیوانات تغذیه کننده از این گیاهان و همچنین نوشیدن آب آلوده به هیدروکربنهای نفتی، تماس با خاک آلوده به ترکیبات نفتی، اشتغال در محلهای استخراج یا پالایش نفت یا سکونت در نزدیکی پالایشگاه و همچنین تنفس در هوای آلوده محل سوختگیری نیز اشاره کرد . - Tuncan and Pamukcu. 1992 -
حضور هیدروکربنهای نفتی در خاک نه تنها عامل نامساعد وخطرناکی برای انسان است، بلکه اثر سوء بر رشد گیاهان دارد. آلودگی نفتی در خاک باعث کاهش رشد گیاهان و تغییر هدایت الکتریکی، pH، کربن آلی، چگالی ظاهری و تخلخل خاک میشود - کریمیان شمس آبادی و همکاران، . - 1395 ترکیبات نفتی از جمله مهمترین آلایندههای آلی محیط زیست به ویژه انسان و همچنین آلودگی منابع آب زیرزمینی و سطحی، به یکی از مهمترین نگرانیهای حامیان محیط زیست تبدیل شده است. از سوی دیگر این دسته از آلایندههای آلی پایداری زیادی در خاک دارند و انباشته شدن تدریجی آنها در خاک در طول زمان، موجب اختلال در کارکرد طبیعی خاک، مانند کاهش عملکرد محصولات کشاورزی و تغییر در ویژگی خاکهای آلوده میشود. تخلیه پسابهای صنعتی نفت و گاز نیز سبب از بین رفتن حاصلخیزی خاک، نابودی حیات وحش و کاهش کیفیت آبها میشود.
همچنین سبب آلودگی فیزیکی و جلوگیری از نفوذ آبوهوا به خاک و در نتیجه کاهش جمعیت جانوری خاک و نابودی پوشش گیاهی و در نهایت منجربه فرسایش خاک و بیابانزایی میشود - مدرسی. . - 1392از میان روشهای تصفیهی آب آلوده به ترکیبات نفتی میتوان روشهایی چون جذب - Bastani et - al., 2006، فیلتراسیون - Cha et al., 2010 - ، غشا، - Rezaei Hosein Abadi et al., 2011 - ، انعقاد - Diya uddeen - et al., 2011، اکسیداسیون پیشرفته - Moussavi et al., 2011 - ، برکهی تثبیت - Shpiner et al., 2009 - و تصفیهی بیهوازی - Rastegar et al., 2011 - را نام برد.مثالهای بسیاری از کاربردهای احتمالی آن در تحقیقات یافت میشود. این طور نشان داده شده است که نانو ذرات سریوم به وسیله تعدیل کردن محیط داخل سلولی اکسیژن روی آنژیوژنزا اثر مثبتی دارند. - Das et al., 2012 - علاوه بر این نانو ذرات اکسید سریوم با کاهش سطحROS اثر درمانی در پاتولوژی شبکیه چشم دارند . - Wong et al., 2013 -
رس و مواد معدنی رسی کانیهای صنعتی بسیار مهم هستند. بیش از صدها سند از برنامههای صنعتی کاربردی از مواد رسی وجود دارد. خاکهای رسی در صنایع کشاورزی، مهندسی و ساخت برنامههای کاربردی جهت اصلاح محیط زیست، زمینشناسی و در بسیاری از برنامههای کاربردی دیگر مورد استفاده قرار میگیرد . - Murray. 2007 - دیاکسید تیتانیوم از اکسیدهای فلزی است که در زندگی روزمره کاربرد فراوانی دارد. این ماده پودر سفیدرنگی است که دارای سه فاز کریستالی آناتیس، روتایل و بروکیت است. پودر این ماده بهعنوان رنگدانه سفید در صنعت استفاده میشود. گاف انرژی1این ماده حدود 3/2 الکترون ولت است - نوع آناتیس - که میتواند نور بنفش را جذب کند. از این خاصیت میتوان بهعنوان جاذب نور فرآبنفش در کرمهای ضد آفتاب استفاده کرد. دو خاصیت مهم این ماده که آن را در زندگی بسیار کارا و مفید میسازد، خواص فتوکاتالیستی و فوق آبدوستی آن است. از این دو خاصیت برای تصفیه آب و فاضلابها، حذف آلودگی هوا و ساختمانها، تسریع واکنشهای فتوشیمیایی مانند تولید هیدروژن، ساخت سطوح و لایههای ضد مه استفاده میشود - کاظمی و همکاران، . - 1389از نانو ذرات رس مونتموریلونیت برای لوازم آرایشی و تولید الیاف نایلون استفاده میشود . - Ghosh., 2011 -
مواد و روشها:
روش و مراحل تحقیق:
یک نمونه خاک از منطقه پیرسواران شهرستان ملایر تهیه شد. مقدار 150 گرم از خاک برای تیمار با نانو ذرات: CeO2،TiO2و نانو رسهای: بنتونیت، مونتموریلونیت - به صورت جداگانه - وزن شد، مقدار 20 cc - معادل 17 گرم - نفت نیز به خاک اضافه شد و بعد از آن با آب مقطر به ظرفیت زراعی - F.C - رسانده شد. . خاک مورد استفاده به مدت 4 روز - نمونهبرداری در پایان هر روز - در دستگاه اشعه ماوراء بنفش - - UV تیمار شد. لازم به ذکر است که نمونهی شاهد - بدون اضافه کردن نانو ذره و نانو رس - نیز تهیه شد.
روش جداسازی نفت:
برای قرائت کردن درصد حذفی نفت از محلولهای n هگزان و دیکلرومتان - هر کدام به اندازه - 125 cc استفاده شد. با تنظیم دستگاه در دمای 70 تا 80 درجه سانتیگراد - دمای جوش حلالها - ، ترکیبات نفتی خاک عصارهگیری شد. بالنها برروی هیتر
