Farshid Ghorbani

Groundwater, a vital source for drinking water, agriculture, and industry, is under serious threat of contamination. One of the major sources of this pollution is landfills, especially when the waste contains heavy metals. Leachate from waste contains toxic and hazardous compounds that can easily penetrate through soil and reach groundwater. Therefore, the aim of this study is to investigate several physicochemical parameters and heavy metals in groundwater near a landfill site. In this study, the impact of leachate on groundwater quality at an uncontrolled landfill site was examined using paired t-test statistical analysis. Thus, various physicochemical parameters in leachate (as the pollution source) and groundwater samples will be analyzed. In this research, 64 water samples were collected from 32 water wells, with 3 half-liter bottles taken from each well for analysis. Sampling was conducted in two phases - 32 samples in autumn and 32 samples in spring. Water physicochemical parameters including pH, dissolved oxygen, total dissolved solids (TDS), and electrical conductivity (EC) were analyzed using multi-parameter devices within 6 hours after sampling in Iraq. Additionally, sodium, potassium, nitrate, and COD were examined in the laboratory. The most important water pollution parameters, heavy metals including Zn, Pb, Ni, Cr, Cd, Fe, Mn, and Cu, were measured using atomic absorption spectroscopy. The mean concentrations of heavy metals during two different sampling periods, one in autumn and the other in spring, were examined. Based on the obtained data, a significant difference in heavy metal concentrations was observed between these two seasons, with overall results indicating that the mean concentration of heavy metals in autumn is lower than in spring. Among all heavy metals studied, the greatest difference in mean concentration was related to zinc (Zn), with a mean concentration of 228.5 ppb in spring and 48 ppb in autumn. This significant difference indicates a considerable decrease in zinc concentration in autumn compared to spring. In contrast, the smallest difference in mean concentration was for lead (Pb), with a mean concentration of 94.25 ppb in spring and 85.25 ppb in autumn. This small difference is evidence of the relative stability of lead concentration between the two seasons studied. In the paired t-test, parameters TDS, pH, Na, K, EC, Cd, Zn, and Cu showed significant differences, increasing in spring compared to autumn with the onset of rainfall and increased leachate at the landfill site.

In the present study, corn cob biochar was produced from agro-industrial waste called BC. Then, to facilitate the sorbent separation from the adsorption processe, it was magnetized by Fe3O4 magnetic nanoparticles. This sorbent was called MCB. The magnetic sorbent was washed by NaOH for better absorption of nitrate and was named MCB-1. In proper adsorption of lead and cadmium, MCB adsorbent was functionalized with 3-aminopropyltrimethoxysilane functional group and named MCB-APTMS. The best sorbent was selected for the adsorption of nitrate, lead and cadmium and characterized by XRD, SEM, FTIR and VSM analysis. Adsorption efficiency and sorbent capacity were evaluated by response surface method (RSM) under central composite design (CCD) in Design-Export 12.0 software. The effect of pH, initial pollutant concentration, time and sorbent dosage on the adsorption efficiency (R) and adsorption capacity (qe) was concidered. By using numerical optimization in the software, optimum conditions for batch adsorption of nitrate and binary batch adsorption of lead and cadmium ions were obtained. Optimum adsorption conditions for nitrate was: sorbent dosage 1.57 g/liter, time 50 minutes, pH 8 and initial concentration of nitrate 5 mg/g nitrogen, with adsorption efficiency of (R) 10.36%. The adsorption capacity (qe) was 0.323 mg/g and the desirability was 0.785. Optimum adsorption for the binary adsorption of lead and cadmium ions, under optimum conditions of: pH 8.5, initial concentration of lead and cadmium 53.64 mg/g, time 35.43 minutes and sorbent dosage of 0.58 g/liter, adsorption efficiency (R) of 86.03% and adsorption capacity of (qe) 68.57 mg/g for lead and adsorption efficiency (R) 32.39% and adsorption capacity (qe) of 30.42 mg/g for cadmium were obtained with desiribility of 0.71 for both ions. Due to the unrepeatability of nitrate absorption by MCB-1 adsorbent, the nitrate adsorption process not considered more. Kinetic studies of the adsorption of lead and cadmium showed that the rate of adsorption follows the pseudo-second order model. Also, the results of isotherm studies indicated that Longmire isotherm has a beter fite by the experimental data of lead and cadmium adsorption than Freundlich model. The thermodynamic study of adsorption also showed that in the binary adsorption of two ions, the reaction was irreversible (∆S° in positive values) and spontaneous (∆G° in negative values). In the lead absorption process, an exothermic reaction (∆H° in negative values) occurred, but for cadmium absorption, the reaction was endothermic (∆H° in positive values). The sorbent recovery studies were also performed for consideration of reusability of the produced sorbent. The obtained result revealed that produced sorbent is applicable in several cycles for adsorption of lead, but for cadmium is not recyclable.

Inland freshwater resources, such as rivers and lakes, play a crucial role in supporting various living organisms, agricultural and industrial activities, and the overall ecosystem of a region. One influential factor that affects water quality is colored dissolved organic matter (CDOM). This study aimed to assess CDOM levels in the Zarivar wetland using satellite images from Landsat 8, Landsat 9, and Sentinel 2, and to estimate CDOM levels using machine learning algorithms. The 355 nm absorption coefficient was utilized in this study to determine CDOM levels in the collected data. Atmospheric corrections, specifically FLAASH and C2RCC, were applied to the L1 and L1C satellite images, while Level 2, L2A satellite images were used. Pearson's correlation was employed to identify the most suitable band ratio among B3/B4, B4/B5, B2/B3, B4/B2, and B2/B4 as inputs for the models used in this study. Three different models, namely linear regression, multiple linear regression (MLR), and ANFIS, were employed to estimate and predict CDOM levels in the Zarivar International Wetland. The models were validated using parameters such as R2, RMSE, and MAE. The results indicated that FLAASH correction and L2A images yielded the most accurate outcomes among the atmospheric corrections. Additionally, the B3/B4 and B2/B3 band ratios, along with Landsat 9 satellite, demonstrated superior performance in estimating CDOM levels. Among the models, the ANFIS model exhibited the highest accuracy for the training data with R2=0.9, RMSE=0.07, and MEA=0.06. However, it displayed lower accuracy for the validation data with linear regression R2=0.71, RMSE=0.8, and MEA=0.78. Consequently, the linear regression model exhibited less stability compared to the other two models. The MLP model achieved higher accuracy in both training and validation data with R2=0.86, RMSE=0.2, and MEA=0.13, surpassing the linear regression model. Overall, all three models achieved accuracy levels above 70% in estimating the CDOM absorption coefficient based on the available data.

Crude oil and its derivatives have been considered a strategic source of energy in recent decades. Due to the rapid development of the economy, the demand for the consumption of crude oil and refinery products increased. The non-compliance of consumer countries with producers led to the transportation of large quantities of crude oil and refined petroleum products by ship between production sites, refineries, and consumption points. Hence, extraction and transportation led to extensive environmental impacts such as leakage into water sources. Therefore, it is very important to develop new and environmentally friendly methods that can remove and separate these pollutants from water and wastewater with high efficiency. Therefore, the main goal of the present study was the synthesis of cellulose-chitosan and keratin sponges and their application to remove oil and other organic pollutants from water. The response surface design method was used to optimize the creatine extraction process. In the next step, cellulose and poison were extracted from Platanus orientalis leaves and sheep poison, respectively. Then cellulose in combination with chitosan with different ratios of 1:10, 3:10, and 5:10 (cellulose/chitosan) was synthesized and the produced sponges were named C1, C3, and C5 respectively. Creatine sponges were synthesized in the composition of keratin with different ratios of polyvinyl alcohol 0.5%, 1%, and 2%, and the produced sponges were named P0.5-T, P1-T, and P2-T, respectively. Surface modification (hydrophobization) of the synthesized sponge was done by methyltrimethoxysilane vapor deposition. The structure and properties of the synthesized sponges were determined by contact angle (CA), SEM, EDX, TGA, XRD, FT-IR, and nitrogen gas adsorption and desorption analysis. Finally, to evaluate the efficiency of the sponge, the adsorption process was performed in a discontinuous system with 10 different petroleum and organic pollutants, including crude oil, motor oil, diesel, gasoline, liquid paraffin, hexane, chloroform, dichloromethane, kerosene, and liquid edible oil. CA images showed that the contact angle of water in the cellulose-chitosan sponge for C1, C3, and C5 is 140, 143, and 146 degrees, respectively, and for keratin sponges P0.5-T, P1-T, P2-T, 137, 147 and 137, respectively. It is 131 degrees. For cellulose sponges, these values show that the hydrophobicity of sponges increases to some extent with the increase in cellulose ratio. The SEM images show the porous structure of the cellulose-chitosan and keratin sponge, which leads to an increase in the surface-to-volume ratio and, as a result, an increase in the absorption capacity. In addition, BET analysis showed that the specific surface area was 2.33 m2/g, 3.21 m2/g, and 3.65 m2/g, respectively. On the other hand, according to the BJH method, the average pore size of the sponges was 36.44, 21.57, and 19.71 nm, respectively. According to the absorption results, the C1 sponge shows the highest oil and organic pollutants absorption capacity and was introduced as the optimal sponge. For keratin sponge, the specific surface area of P0.5-T, P1-T, and P2-T sponges is 0.35 m2/g, 1.38 m2/g, and 2.93 m2/g, respectively, and the average diameter of the holes is 22.46. 11.83 and 9.60 nm. According to the results, the P1-T sponge was introduced as the optimal sponge. XRD and FT-IR analysis proved the crystalline structure of cellulose as well as the presence of hemicellulose in the extracted cellulose. In addition, it was also possible to identify the structure of keratin through the desired analysis. Using TGA analysis, the structural strength of the synthesized sponges was analyzed. The presence of PVA and chitosan causes thermal strength in the synthesized sponges. It was found that the kinetics of the pseudo-second-order model is more suitable for the absorption process of oil and organic pollutants by cellulose-chitosan and keratin sponge. The reusability of the sponge was analyzed and it remained in 6 consecutive cycles without a significant decrease in absorption capacity.

Air is one of the essential needs for the continuation of human life. Air pollution is one of the most important challenges today. One of the pollutants that affects air quality and human health is NO2 in the air. Factors such as vehicles, high and long-term traffic and population increase can affect air quality. The purpose of this research is to estimate the nitrogen dioxide concentration by passive sampling method in Marivan city and predict the concentration by modeling method. In this research, passive samplers of palm type were produced in the laboratory. Steel grids impregnated with triethanolamine absorbent were used in this type of sampler. The sampling period was 15 days. The number of samples was considered to be 83 samples for the summer season and 87 samples for the winter season. Sampling areas include three high-traffic, medium-traffic and low-traffic areas. In order to carry out quality control and quality assurance, travel, laboratory and environment witness samples were made and installed in the required number to ensure the accuracy of the measurements. To determine the accuracy, 10% of the samples were taken and measured in two replicates using the relative difference percentage method. After sampling, the nitrogen oxide content of each sample was determined by conversion to nitrite and colorimetric method with a spectrophotometer. Finally, Fick's law was used to determine the environmental nitrogen dioxide concentration. ANFIS and MLP models were used to predict the concentration for the summer season. The results showed that the most air pollution is in high-traffic areas of the city, which includes the center and exits of Marivan city. In the winter season, the average concentration of high-traffic areas is 68.54 micrograms per cubic meter, and in the summer season, the average concentration of high-traffic areas is 46.22 micrograms per cubic meter. Low traffic areas also had the lowest concentration in both seasons. In winter, it is equal to 28.8 micrograms per cubic meter and in winter it is equal to 51.85 micrograms per cubic meter. Therefore, the main sources of nitrogen dioxide emissions are vehicles and fuel combustion in homes. The average concentration in the summer season was 39.6 μg/m3 and in the winter season it was 60.89 μg/m3. The results of predicting NO2 concentration using models showed that the MLP model with a correlation coefficient of 0.66 performed better than the ANFIS model in the summer season.

Volatile organic compounds (VOCs) are compounds that have organic carbon in their structure and have several thousand different compounds. Over the past few decades, the emission rate and percentage of volatile pollutants in the air have increased greatly, so that these compounds have the highest percentage of pollutants in the air after airborne particles. Many volatile organic compounds are used as solvents. Exposure to volatile organic compounds such as benzene, ethylbenzene, xylene and toluene have harmful health effects on human health. The purpose of this study is to evaluate indoor air quality in some occupations such as mechanical, printing and reproduction, leather, gasoline pump, and terminal by passive sampling method and estimate potential health risks for employees. This monitoring was installed in November 1400 in Saqez city for 15 days for each job and in three different places of each job in the city, and in each of them, two samples were installed inside and two samples were installed outside the respective place. The prepared sampler was structurally in accordance with the standard used in the construction of the Passam model, which was produced in the laboratory of Kurdistan University. The adsorbent used in this sampler was activated carbon, both sides of which were covered by cellulose acetate in the sampler glass. Carbon disulfide solvent was used to recover the pollutants from the adsorbent based on NIOSH's suggestion. The extracted extract was injected into a gas chromatography device equipped with a flame ionization detector (FID) and the amount of pollutants was measured. The results showed that the level of all pollutants in Saqoz city was lower than the annual standards of Iran and WHO. The results of the statistical analysis of the Shapiro-Wilk test showed that in the comparison of the internal and external variables of the investigated occupations, in mechanics, all variables are abnormal, and in leather, except for ethylbenzene, all variables are abnormal. In gasoline pump, variable benzene and xylene are abnormal and variable toluene and ethylbenzene are normal. In printing and reproduction, all variables are abnormal except for benzene, and in the variable terminal, benzene is abnormal and toluene is normal. Also, the results of the Shapirowilk test in the comparison of the internal variables between the surveyed businesses showed that the variables of benzene, toluene, ethylbenzene and xylene are abnormal. Also, comparing the internal variables of each job (BTEX), these results showed that mechanical variables, gasoline pump, printing and reproduction are abnormal, and leather and terminal variables are normal.

امروزه پساب های صنعتی یکی از معضلات زیست محیطی بشمار می روند که نیاز به توجه اساسی دارد. در این میان پساب های رنگی با توجه به اثرات گسترده زیست محیطی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. رنگ متیلن بلو یکی از این عوامل رنگزا است که بسیار پرکاربرد بوده و در پساب صنایعی مانند نساجی، رنگرزی و غیره وجود دارد. هدف از مطالعه حاضر تولید نانو کامپوزیت Ag/TiO2 و کاربرد آن به منظور تجزیه فتوکاتالیستی متیلن بلو در محلول های آبی مصنوعی و در سیستم ناپیوسته می باشد. ویژگی های ساختاری نانو کامپوزیت تولید شده توسط روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی قرار گرفت. در فرآیند تجزیه رنگ از روش طراحی آماری با استفاده از نرم افزار Design Expert و از طریق طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) تحت روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. در این طراحی دوز کاتالیست، pH، غلظت رنگ و زمان به عنوان متغیر مستقل و نسبت غلظت نهایی به اولیه (C /C0)، میزان حذف تحت تاریکی و نور به عنوان پاسخ یا متغیر وابسته مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند تجزیه در حجم 100 میلی لیتر محلول رنگی و تحت نور مرئی ایجاد شده با لامپ هالوژن با توان 500 وات و درسیستم دارای جریان خنک کننده آب انجام شد. بر اساس نتایج مقادیر بهینه عددی بدست آمده از نرم افزار بهترین pH معادل 5، بهترین دوز کاتالیست 3 گرم بر لیتر، بهترین غلظت رنگ 86 /30 و بهترین زمان تجزیه حداکثر زمان ممکن یعنی 150 دقیقه بدست آمد. مطلوبیت مدل تحت این شرایط 917 /0 بدست آمد. بررسی سینتیک حذف متیلن بلو نشان داد سرعت فرآیند حذف این یون ها برازش بهتری با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم دارد. همچنین، بررسی ایزوترم های جذب نشان داد که مدل فرندلیچ نسبت به مدل لانگمیر برازش بهتری با داده های تجربی دارد.

دریاچه ها و مخازن سدها از جمله منابع مهم آب های سطحی محسوب می شوند. سدها نقش بسیار مهمی در ذخیره سازی منابع آب جاری داشته و با ذخیره سازی آب، فرصت مدیریت آن را برای استفاده در بخش های گوناگون فراهم می سازند. ساخت سدها اگر چه به دلیل ذخیره نمودن آب توانسته است طیف وسیعی از نیازهای جامعه را مرتفع نماید، اما ضمن تأثیر بر روی رژیم رودخانه ها، با ذخیره نمودن و ماند آب پشت سد، فرایندهای بیولوژیکی و فیزیکوشیمیایی؛ هم کیفیت آب پشت سد و هم کیفیت آب رها شده به پایین دست را دستخوش تغییر قرار می دهد. لایه بندی حرارتی و همچنین تغذیه گرایی یا نیتریفیکاسیون از اساسی ترین تبعات این تغییرات در دریاچه سد بشمار می آیند که هدف مطالعه پیش رو بررسی این موارد در سد آزاد می باشد. لذا در مطالعه پیش رو گام نخست بررسی و شناخت لایه بندی حرارتی و به دنبال آن بررسی وضعیت تغذیه گرایی اقدامات مدیریتی متناسب با آن می باشد. این مطالعه بر اساس مدل CE-QUAL-W2 که یک مدل شبیه سازی هیدرودینامیک و کیفیت آب است، انجام شده است. این مدل تغییرات برخی از متغیرهای فیزیکوشیمیایی مد نظر را در راستای طول و عمق در دریاچه سد آزاد مدل سازی نمود و تشکیل لایه بندی حرارتی و روند تغذیه گرایی را پیش بینی نمود. بر اساس نتایج بدست آمده لایه بندی حرارتی از اواسط بهار آغاز شده و در تابستان به اوج خود می رسد. اختلاف دما در سطح دریاچه نسبت به لایه های زیرین به بیش از 20 درجه سانتی گراد می رسد. در اوج لایه بندی، عمق رولایه (اپی لیمنیون) تا 5 متر و عمق میان لایه به حدود 20 متر می رسد. با فرا رسیدن پاییز، لایه بندی مخزن ضعیف شده و در اواخر پاییز و اوایل زمستان بهم می ریزد و چرخش پاییزه صورت می گیرد. همچنین بر اساس میزان فسفر و کلروفیل a در دریاچه سد آزاد شاخص کارلسون (TSI) حدود 45 بدست آمد که در محدوده مزوتروف به سمت یوتروف قرار دارد. در پایاب سد تا چندین کیلومتر (تا محل احداث سد نی آباد) کماکان دمای آب رودخانه متاثر از دمای تراز تخلیه (تراز 1415 متری) در سد آزاد می باشد. اما در کل بر اساس داده های بدست آمده از مدل، می توان چنین استنباط نمود که سناریوهای تر سالی، سال متوسط آبی و خشک سالی رهاسازی حق آبه محیط زیستی تاثیر چندانی بر سایر متغیرهای مورد بررسی شامل TDS، فسفر کل، مجموع آمونیوم و آمونیاک، NO3-، DO و pH در بازه بحرانی پایین دست سد آزاد ندارد.

امروزه آلودگی هوای داخل ساختمان و تاثیراتی که می تواند بر سلامتی بگذارد به یکی از نگرانی های مهم در دهه اخیر تبدیل شده است. در محیط های شهری در میان انواع آلودگی های موجود، آلودگی هوای فضاهای سربسته آموزشی، مسکونی و اداری دارای اهمیت بسیار زیادی می باشد. هدف از انجام این مطالعه بررسی سطح آلودگی NO2 در هوای داخل ساختمان (اداری، مسکونی و آموزشی) و بررسی ارتباط آن با هوای محیط بیرون به روش نمونه برداری غیرفعال در شهر کلار واقع در کشور عراق می باشد. نمونه بردار مورد استفاده در این تحقیق از نوع پالمز تیویی و از جنس پلاستیکی (آکریلیک با پلی پروپیلین) بود و تری اتانول آمین به عنوان جاذب استفاده شد. تعداد 370 نمونه در 30 نقطه از شهر، در سه سطح ترافیکی زیاد، متوسط و کم، در دو نوع ساختمان مسکونی و آموزشی، در طبقات اول، دوم و حیاط در دو فصل زمستان و تابستان سال 1400-1399 برداشت شد. جهت انجام کنترل کیفیت و تضمین کیفیت، نمونه های شاهد سفر، آزمایشگاه و محیط به تعداد مورد نیاز ساخته و نصب شد تا از صحت سنجش ها اطمینان حاصل شود. همچنین در 10% از ایستگاه ها به دلیل ارزیابی میزان دقت به روش درصد تفاوت نسبی، سنجش دوبار تکرار شد. بر اساس نتایج به دست آمده می توان اذعان نمود که میانگین غلظت NO2 در کل شهر کلار (به استثنای دو ایستگاه در مناطق پر ترافیک) در محدوده استاندارد قرار دارد. همچنین نتایج بیان می دارند که غلظت NO2 در فصل تابستان در هیچ یک از طبقات با محیط بیرون در کاربری های مسکونی و آموزشی و سطوح سه گانه ترافیک از نظر آماری تفاوت معنی داری ندارند. اما در زمستان بین طبقات اول و دوم با محیط بیرون ساختمان های مسکونی در سطح ترافیک کم و متوسط تفاوت معنی داری در سطح 95 % وجود دارد. بر اساس نتایج مشخص شد که در ساختمان های مسکونی در دو فصل تابستان و زمستان و ساختمان های آموزشی در فصل تابستان میانگین غلظت NO2 در طبقات بالا کمتر از طبقات پایین است. در نهایت پهنه بندی غلظت آلاینده در وضعیت های مختلف نشان داد که الگوی مشخصی از پراکنش را می توان مشاهده نمود که سطوح مختلف ترافیک و تغییر فصل بر روی غلظت آلاینده ها تاثیرگذار بوده است.

آب های زیرزمینی یکی از مهمترین منابع تامین آب در جهان هستند و استفاده از آنها در آبیاری، کشاورزی و مصارف شهری و صنعتی رو به افزایش است. استفاده بی رویه از آب های زیرزمینی و ورود آلاینده ها به این منابع از طریق پسماندهای جامد شهری و صنعتی، خصوصا فلزات سنگین، مشکلات زیادی را برای این منابع به همراه داشته است. پژوهش حاضر با هدف تعیین سطح آلودگی فلزات سنگین سرب، آرسنیک، کادمیوم و روی در آب های زیر زمینی شهرستان پشدر به روش نمونه برداری غیر فعال مبتنی بر روش کینتیک و لایه محدود کننده انتشار (سلولز استات با تخلخل 22/0) انجام شد. فاز دریافت کننده نمونه بردار از جنس نانو حفره سیلیکاتی MCM-48 با دو گروه عاملی آمین و تیول تهیه شد. تعداد 30 نمونه از سه منبع چاه ها، چشمه ها و کاریزها به روش نمونه برداری لحظه ای و نمونه برداری غیرفعال برداشت شد. در نهایت غلظت عناصر مورد بررسی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی برای منطقه پهنه بندی شد. با مقایسه غلظت فلزات سنگین مورد بررسی با استانداردهای ایران، عراق و سازمان جهانی بهداشت مشخص شد که غلظت فلزات سرب، آرسنیک و کادمیوم در حداکثر میزان خود، بالاتر از استانداردها هستند و روی پایین تر از استاندارد است. بر این اساس در چاه های 1، 10 و 20 غلظت سرب بالاتر از 10 میکروگرم بر متر مکعب و بالاتر از استاندارد برای آب شرب، ولی برای کشاورزی بسیار پایین تر از استاندارد بود. در مورد فلط سنگین آرسنیک بجز چاه شماره یک، تمامی چاه های دیگر بالاتر از استاندارد آب شرب و پایین تر از استاندارد آب کشاورزی بودند. در مورد آلودگی به فلز کادمیوم، فقط چاه شماره یک بالاتر از استاندارد آب شرب بود و بقیه چاه ها کمتر از استاندارد بودند. در مورد فلز روی، چاه های 23، 24 و 28 غلظت بالاتر از استاندارد داشتند. با تفسیر نتایج مربوط به نمونه بردار فعال و نمونه بردار لحظه ای مشخص شده که این روش نمونه برداری دارای دقت کافی در برآورد غلظت فلزات سنگین در نمونه های آب زیرزمینی در منطقه پشدر بوده و قادر به نشان دادن تغییرات غلظت فلزات می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت از این روش برای شناسایی و ارزیابی وضعیت آلودگی آب های زیرمینی به فلزات سنگین استفاده نمود.

جریان رودخانه ها به دلیل احداث سدتحریف می یابند که این امر باعث ایجاد تغییراتی در خصوصیات طبیعی رودخانه می شود. بنابراین آگاهی از کیفیت منابع آبی پس از احداث سد در حفظ و نگهداری و مدیریت این منابع بسیار حائز اهمیت است. تاکنون مطالعات زیادی در رابطه با ارزیابی کیفیت آب در سراسر جهان صورت گرفته است. مدل های شاخص کیفیت آب یکی از ابزارهای محبوب برای ارزیابی کیفیت آب هستند. این پژوهش باهدف ارزیابی کیفیت آب رودخانه های بالادست و پایاب سد آزاد با استفاده از شاخص هایDSWQI، WJWQI، OWQI و NSFWQI، همچنین بررسی روند تغییرات در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این رودخانه و در نهایت انتخاب بهترین شاخص با استفاده از روش جیل جانویک در ارزیابی کیفیت آب انجام شده است. ایستگاه های موردبررسی در این پژوهش شامل 4 ایستگاه است که دو ایستگاه بر روی رودخانه های باقل آباد و کوماسی در بالادست و یک ایستگاه بر روی رودخانه آزاد در پایاب سد و شویشه به عنوان نمونه شاهد است. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص NSFWQI کیفیت آب رودخانه های باقل آباد، کوماسی، شویشه متوسط و پایاب سد آزاد خوب است. بر اساس شاخص OWQI کیفیت هر 4 ایستگاه بسیار بد و بر اساس DSWQI کیفیت هر 4 ایستگاه متوسط و بر اساس شاخص WJWQI کیفیت ایستگاه کوماسی، باقل آباد و شویشه در حد متوسط و پایاب سد آزاد دارای کیفیت نسبتاً خوب است. براساس مقادیر میانگین سالانه پارامترهای فیزیکی و شیمیایی احداث سد تاثیر مثبتی در افزایش کیفیت آب داشته است که این تاثیر مقطعی بوده و همچنین بر اساس روش جیل جانویک شاخص NSFWQI به عنوان بهترین شاخص در نشان دادن کیفیت آب معرفی شد.

فلزات سنگین یکی از آلاینده های مهم منابع آبی از جمله آب های سطحی می باشند که اثرات نامطلوبی بر حیات انسان دارند. در این میان فلزات سنگین به دلیل تجزیه ناپذیری، قابلیت تجمع در بدن موجودات زنده و اثرات زیست محیطی گسترده از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. پژوهش حاضر با هدف طراحی و ساخت نمونه بردار غیرفعال بر پایه کربن فعال و بررسی سطح فلزات سنگین (روی، کادمیوم، آرسنیک، کروم و نیکل) در سه ایستگاه سرآسیاب، الک و بیار به ترتیب بر روی رودخانه رازاور، سیروان و گاورود واقع در محدوده شهرستان کامیاران انجام شد. برای این منظور پس از طراحی و ساخته نمونه بردار، در شرایط آزمایشگاهی اعتبارسنجی (کالیبراسیون) انجام شد. در این راستا آزمایش های جذب در سیستم ناپیوسته جهت بررسی اثر متغیرهای pH، غلظت آنالیت (کادمیوم)، دما و زمان تماس نمونه بردار بر میزان جذب انجام شد. داده های تجربی به دست آمده در شرایط آزمایشگاهی با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسی شد و ثابت های سرعت جذب نمونه بردار مورد ارزیابی قرار گرفت. به علاوه کارآیی جذب فلزات سنگین توسط نمونه بردار طراحی شده در دماهای مختلف 20، 30، 40 و 50 درجه سانتی گراد بررسی شد و با استفاده از معادلات ترمودینامیک ارزیابی شد. بر اساس این داده ها نرخ نمونه برداری و میانگین غلظت وزنی-زمانی حاصل از آن نیز محاسبه شد. به منظور بررسی دقت و صحت داده های بدست آمده به ترتیب از آزمون های بازیابی و انحراف استاندارد نسبی استفاده شد. یافته ها حاکی از آن است که جذب کادمیوم با استفاده از کربن فعال با افزایش زمان تماس اولیه افزایش و با افزایش دما کاهش می یابد. شرایط بهینه جذب عبارتند از: pH 5 و زمان تماس 90 دقیقه و دمای 20 درجه سانتی گراد. نتایج حاصل از معادلات سینتیکی نیز نشان داد که رفتار جذب کادمیوم در واحد زمان از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تبعیت می کند. همچنین مقادیر به دست آمده از پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که جذب کادمیوم روی کربن فعال، طبیعتی گرماده و خود به خودی داشته است. درصد بازیابی کادمیوم با آنالیز نمونه های واقعی با روش آنالیت افزوده شده در دو ایستگاه سرآسیاب و بیار به ترتیب 18/87 و 52/127 درصد به دست آمد. انحراف استاندارد نسبی نیز در ایستگاه های مذکور به ترتیب 47/11 و 56/16 درصد حاصل شد. بر اساس نتایج به دست آمده از اعتبارسنجی نمونه بردار غیرفعال در شرایط آزمایشگاهی می توان اطمینان حاصل کرد که این نمونه بردار قالبیت کاربرد در شرایط میدانی و به دست آوردن میانگین غلظت وزنی-زمانی فلزات سنگین را دارد. بر اساس نتایج به دست آمده غلظت کادمیوم در سه ایستگاه سر آسیاب، الک و بیار به ترتیب برابر با 916/0، 021/1 و 642/0 میکروگرم بر لیتر بود. این مقدار به روش نمونه برداری لحظه ای برای سه ایستگاه مذکور به ترتیب برابر با 267/1، 387/1 و 987/0 میکروگرم بر لیتر بود.

آفت کش های ارگانوفسفره به طور گسترده ای به عنوان حشره کش های موثر در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند. بقایای این سموم دفع آفات امروزه یکی از مهم ترین نگرانی های زیست محیطی است. اثرات مزمن ناشی از آفت کش ها حتی پس از قرار گرفتن در معرض دوزهای بسیار کم ممکن است رخ دهد، لذا تشخیص مقادیر هرچند اندک این ترکیبات از نظر زیست محیطی دارای اهمیت است. هدف از انجام این مطالعه شناسایی روشی سریع، ساده، ارزان قیمت، دقیق و قابل استفاده در محیط برای استخراج و همچنین شناسایی آفت کش دیازینون (به عنوان شاخصی از سموم ارگانو فسفره) به روش رنگ سنجی می باشد. در همین راستا ابتدا ماده نانو حفره سیلیکاتی MCM-48 به عنوان جاذب سنتز شد. سپس شرایط استخراج بهینه سازی شد، ابتدا نوع حلال، حجم حلال، تعداد دفعات شویش و زمان بهینه اختلاط برای واجذب بهتر بهینه سازی شد. سپس کارایی جاذب با استفاده از طراحی آزمایش با نرم افزار Design Expert و روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی مرکب مرکزی (CCD) انجام شد. در این آزمایش ها دوز جاذب، pH محلول و میزان غلظت دیازینون به عنوان عوامل موثر بر استخراج و بازیابی بهینه سازی شدند. بر اساس نتایج بدست آمده، حلال استون با حجم 2 میلی لیتر و 3 بار شستشو در زمان اختلاط 1 دقیقه بهترین شرایط جهت استخراج و واجذب بودند. همچنین شرایط بهینه استخراج بدست آمده از آزمایش های حاصل از نرم افزار شامل، دوز جاذب 84/2 گرم بر لیتر، pH محلول برابر با 4 و غلظت دیازینون 10 میلی گرم بر لیتر بود که در این شرایط مقدار بازیابی 77/89 درصد و مطلوبیت برابر با 873/0 بدست آمد. در بخش دوم به منظور ساخت حسگری ارزان، سریع، قابل استفاده در محل بدون نیاز به اپراتور متخصص نانو ذرات نقره سنتز شد. ویژگی های ساختاری حسگر سنتز شده با استفاده از آنالیز UV-vis مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده تشکیل نانو ذرات نقره در محلول زرد رنگ را تایید کرد. تشخیص دیازینون با کاهش پیک رزونانس پلاسمون سطحی نانو ذرات سنتز شده و تغییر رنگ از زرد روشن به زرد عمیق همراه بود. بر اساس نتایج به دست آمده حسگر در pH برابر با 9 و در زمان 2 دقیقه در بهترین شرایط تشخیص قرار دارد. در این شرایط رابطه ی خطی خوبی بین میزان جذب در 396 نانو متر و غلظت دیازینون در دامنه 005/0 تا 40 میلی گرم بر لیتر قرار دارد. میزان R2 برای غلظت های 005/0 تا 40 میلی گرم بر لیتر برابر با 962/0 بود. حد تشخیص روش نیز برابر با 13 میکرو گرم بر لیتر بدست آمد. جاذب و حسگر تولیدی در اغلب نمونه های زیست محیطی بازیابی قابل قبولی را نشان دادند. جاذب تولیدی توانایی خوبی در حذف یون های مزاحم دارد و شرایط را برای رنگ سنجی هموار می کند. حسگر تولیدی در حضور سموم و یون های مزاحم پس از حذف به وسیله ی جاذب با غلظت های مساوی آنالیت گزینش پذیری خوبی از خود نشان داد.

آرسنیک در ترکیبات مختلف آلی و معدنی، موجب ایجاد سمیت در موجودات آبزی می شود. نانوذرات هم در آب و هم در رسوبات می تواند با آلاینده های دیگر در تعامل باشد. افزایش تولید و استفاده از نانوذرات با انتشار به محیط آبی می تواند یک تهدید برای موجودات آبزی محسوب می شود. هدف از این مطالعه بررسی سمیت آرسنیک (III) و نانوذرات سیلیس هریک به تنهایی و همچنین به صورت همزمان بر ماهی گورخری (Danio rerio) به عنوان آبزی مدل بود. نتایج به دست آمده از سمیت حاد آرسنیک و نانو ذرات سیلیس به تنهایی با استفاده از نرم افزار EPA Probit Analysis نسخه 5/1 (منتشر شده توسط سازمان حفظ محیط زیست آمریکا) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. جهت بررسی اثر همزمان متغیرها از طراحی آماری با استفاده از نرم افزار Design Expert نسخه 7 استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد در تیمارهایی با غلظت های 1 تا 5 میلی گرم بر لیتر آرسنیک، پس از گذشت 96 ساعت هیچ تلفاتی مشاهده نشد. در غلظت های 1 تا 100 میلی گرم بر لیتر نانوذرات سیلیس پس از گذشت 96 ساعت تلفات ماهی ها صفر بود. مقدار ضریب تبیین (R2) برای برازش داده های تجربی و داده های بدست آمده از مدل در 24 ساعت، 48 ساعت، 72 ساعت و 96 ساعت به ترتیب 564/0، 496/0، 905/0 و 900/0 به دست آمد که نشان دهنده سازگاری نسبی داده های واقعی و پیش بینی شده توسط مدل است. شرایط بهینه برای نانوذرات سیلیس و آرسنیک (کمترین میزان سمیت همزمان در دامنه غلظت مورد بررسی متغیرها) به ترتیب 19/87 و 7 میلی گرم بر لیتر و مطلوبیت مدل780/0 به دست آمد. با توجه به نتایج حاصل، آرسنیک برای ماهی گورخری سمی است، لذا وجود ماده در غلظت های بسیار پایین در محیط زیست می تواند باعث تلفات شدید جانداران آبزی شود. از سوی دیگر نانوذرات سیلیس به تنهایی سمیت حاد بر گونه مورد مطالعه نشان نداد و به صورت همزمان نیز با افزایش دوز، درجه سمیت آرسنیک تا حدودی کاهش یافت.

هدف این مطالعه بررسی بزرگنمایی زیستی فلزات سنگین کادمیم، سرب و روی در مسیر رژیم غذایی لاک پشت برکه ای خزری و همچنین بررسی رژیم غذایی این گونه در دریاچه ی زریبار واقع در سه کیلومتری غرب شهرستان مریوان در استان کردستان بود. در این پژوهش سفرهای میدانی و نمونه برداری طی شش ماه از پاییز 1396 تا پاییز 1397 با استفاده از تله ی زنده گیر و تور ماهیگیری در دو ایستگاه شمالی و جنوبی دریاچه زریبار انجام شد. هر لاک پشت پس از صید، عکس برداری، نشانه گذاری، اندازه گیری ویژگی های ریختی و زیستگاهی و جمع آوری نمونه مدفوع در محل اولیه رهاسازی شد. برای بررسی رژیم غذایی لاک پشت ها به مدت 48 ساعت در محفظه های جداگانه دارای آب قرار داده شدند و به محض انجام دفع، نمونه مدفوع جمع آوری و داخل الکل هفتاد درصد قرار داده شد. غلظت فلزات سنگین کادمیم، سرب و روی برای نمونه های مدفوع لاک پشت برکه ای خزری، نمونه گیاهان جمع آوری شده و نمونه های آب زیستگاه با استفاده از دستگاه جذب اتمی بررسی شد. تجزیه وتحلیل آماری از طریق آزمونt، بلوک های کاملاً تصادفی، t تک نمونه ای و همبستگی پیرسون صورت گرفت. طبق نتایج به دست آمده هفت گونه ی گیاهی Phragmites australis، Nymphea alba، Thypha latifolia، Juncus littoralis، Cyperus longus، Salix sp، Aroundo donax در رژیم غذایی لاک پشت برکه ای خزری مشاهده شد که در میان آن ها گونه ی گیاهی غالب، گونه ی نی Phragmites australis بود. در این مطالعه مقدار فلزات سنگین کادمیم، روی، سرب در نمونه آب کمتر از حد استاندارد ایران و جهان بودند. نتایج نشان داد در ایستگاه اول بیشترین میزان تجمع فلزات سنگین از آب به گیاه نی برای فلز سرب 5/100 میکروگرم بر گرم در وزن خشک، در ایستگاه دوم بیشترین تجمع زیستی از آب به گیاه لویی برای فلز کادمیم 320 میکروگرم بر گرم وزن خشک بود. مقدار تجمع زیستی فلزات از گیاه به مدفوع لاک پشت در ایستگاه اول مربوط به فلز روی در گیاه لویی 40/1 میکروگرم بر گرم وزن خشک، در ایستگاه دوم از گیاه نیلوفر سفید برای فلز سرب 97/3 میکروگرم بر گرم وزن خشک بود. طی کل مسیر غذایی آب به گیاه و گیاه به مدفوع لاک پشت برکه ای خزری در ایستگاه اول برای فلز روی در گیاه نی و لویی، روند افزایشی رخ داد در ایستگاه دوم فلز کادمیم در هر سه گونه گیاهی نی، لویی و نیلوفر سفید روند تجمعی را نشان داد، فلز سرب در گیاه نی و فلز روی در گیاه نی طی زنجیره غذایی لاک پشت برکه ای خزری از آب به گیاه و گیاه به بدن روند افزایشی داشت. بنابراین پدیده ی بزرگنمایی زیستی در مسیر رژیم غذایی لاک پشت برکه ای خزری در دریاچه ی زریبار رخ داده است.

روزانه در جهان هزاران نوع رنگ سنتزی مختلف تولید می شود که در صنایع مختلفی مانند نساجی، کاغذ سازی، چاپ و ... مورد استفاده قرار می گیرند. پساب این صنایع به دلیل اینکه دارای مواد شیمیایی، مواد معلق، ترکیبات سمی، و مواد رنگی (اولین آلودگی قابل تشخیص با چشم انسان) هستند، یکی از مسئله دارترین پساب هاست. به همین منظور برای حفظ سلامت انسان و محیط زیست، بهره گیری از روش های موثر برای حذف رنگ از پساب ها از اهمیت ویژه ای برخودار است. در این تحقیق رنگ متیلن بلو به عنوان رنگ الگو از خانواده رنگ-های آلاینده آزو مورد بررسی قرار گرفت. به منظور حذف رنگ متیلن بلو از محلول های آبی نانو ساختار Fe3O4-ZnO-GO ساخته شد. بدین منظور ابتدا نانوذرات مگنتیت با روش سل-ژل سنتز و با نانوذرات ZnO پوشش داده شد و در نهایت با گرافن اکسید کامپوزیت شد. برای شناسایی ساختار کاتالیزگر از آنالیزهای SEM، TEM، XRD و FT-IR استفاده شد. تجزیه رنگ متیلن بلو و پساب صنعتی واقعی در یک سیستم ناپیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. در سیستم ناپیوسته، محلول رنگی متیلن بلو و همچنین پساب صنعتی با حجم 100 میلی لیتر توسط کاتالیزگر تحت نور مرئی لامپ 500 وات و همچنین نور خورشید مورد آزمایش قرار گرفتند. در این مطالعه اثر چهار متغیر pH، زمان تجزیه، غلظت اولیه محلول و مقدار کاتالیست بر فرآیند تجزیه مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس نتایج بدست آمده، میزان بهینه پارامترها تحت نور مرئی به صورت، غلظت اولیه محلول رنگی 50 میلی گرم بر لیتر، pH = 5، مقدار کاتالیست 0.1 گرم بر لیتر و زمان 300 دقیقه بدست آمد. تحت این شرایط بهینه میزان تجزیه محلول متیلن بلو در مدت زمان 300 دقیقه تحت نور مرئی به 80.56 درصد و تحت نور خورشید طی مدت 300 دقیقه به 94.65 درصد رسید. همچنین میزان تجزیه پساب صنعتی با اعمال پارامترهای بهینه در زیر نور لامپ هالوژن به 33.12 درصد و تحت تابش نور خورشید به 44.77 درصد رسید.

هدف از انجام این مطالعه توسعه روش سنجش کادمیوم (II) و نیکل (II) با استفاده از رنگ سنجی و چشمی می باشد. روش های شیمیایی زیادی برای شناسایی کادمیوم (II) و نیکل (II) در آب وجود دارد اما توسعه روشی که علاوه بر مقرون به صرفه بودن، قدرت شناسایی بالا داشته باشد و برای محیط زیست بی خطر باشد ضروری است. در بخش اول این پژوهش نانوذرات نقره (AgNPs) با استفاده از پوست سبز میوه گردو به روش سنتز سبز تولید شد. مشخصات ساختاری نانوذرات نقره سنتز شده، با استفاده از آنالیزهای EDS،UV- vis ،FT-IR،XRD ،SEM و TEM انجام شد. همچنین ترکیبات موجود در عصاره پوست سبز گردو با استفاده از آنالیز GC-MS مورد بررسی قرار گرفت. آنالیزهای انجام شده تشکیل نانوذرات نقره با اندازه متوسط 26.40 نانومتر را تائید نمودند. در ادامه عملکرد حسگر جهت سنجش یون کادمیوم (II) و نیکل (II) مورد مطالعه قرار گرفت. فرآیند شناسایی آنالیت با کاهش شدت رزونانس پلاسمون سطحی (LSPR) نانوذرات نقره و تغییر رنگ حسگر از قهوه ای به بی رنگ همراه بود. بر اساس نتایج بدست آمده، مقادیر بهینه غلظت عصاره پوست سبز گردو 2.5 گرم در لیتر، غلظت نیترات نقره 1.25 میلی مولار و pH برای سنتز نانوذرات AgNPs 11 دست آمد. در سنجش کادمیوم (II) و نیکل (II) رابطه ی خطی مناسبی تحت شرایط بهینه (6pH= و زمان واکنش 75 دقیقه)، بین مقادیر جذب در 445 نانومتر و غلظت آنالیت ها در محدودی 0.025 – 100 میکرومولار بدست آمد. در این خصوص، حد تشخیص (LOD) 0.2نانو مولار (معادل 11.73 میکروگرم در لیتر برای نیکل (II) و 22.48 میکروگرم در لیتر برای کادمیوم (II)) به دست آمد. مقدار R2 برای کادمیوم (II) و نیکل (II) در غلظت های 0.025- 4 میکرومولار به ترتیب برابر با 0.9963و 0.9986 و در غلظت های 4 - 100 میکرومولار به ترتیب برابر با 0.9898 و 0.9701 محاسبه گردید. حسگر تولیدی برای اندازه گیری سطح غلظت آنالیت ها در نمونه های آب محیط زیستی (واقعی) نیز به کار رفت و در اکثر موارد درصد بازیابی قابل قبولی را نشان داد. حسگر تولیدی گزینش پذیری خوبی را نسبت به یون های کادمیوم (II) و نیکل (II) در حضور غلظت های بالای سایر یون های رقابت کننده شامل کاتیون های Pb2+، Na+،Mn2+ ،K+ ،Hg2+ ،Fe2+ ، Cu2+ و Ca2+ و آنیون های Cl-،NO3- ،HCO3- ،SO42- ،CO32- ، AsO43- و PO43- نشان داد.

این پژوهش با هدف بررسی توزیع مکانی غلظت فلزات سنگین و تعیین میزان آلایندگی خاک و پوشش مرتعی محدوده کارخانه سیمان بیجار کردستان به عناصر سرب، کروم و کادمیوم در اثر فعالیت کارخانه سیمان انجام گردید. نمونه برداری بصورت سیستماتیک در قالب پیمایش صحرایی انجام گرفت. نمونه برداری از دو عمق خاک و اندارم هوایی و ریشه دو گونه گیاهی گون و گندم تا شعاع 4500 متری از مرکز کارخانه در هشت جهت جغرافیایی و با فواصل 500 متری انجام شد و یک نقطه شاهد در اطراف کارخانه و در خلاف جهت باد غالب منطقه در نظر گرفته شد. پس از آماده شدن و هضم شیمیایی نمونه های گیاه و خاک، غلظت عناصر با دستگاه جذب اتمی در آزمایشگاه اندازه گیری شد. وضعیت انباشت و روند تغییرات مکانی فلزات مورد بررسی در خاک، در ارتباط با جهات جغرافیایی، فواصل مختلف از کارخانه (به عنوان منبع آلودگی)، عمق خاک (در دو عمق 15- 0 و 30-15 سانتی متری) و جهات جغرافیایی و روند انباشت فلزات سنگین در گونه های گون و گندم، در ارتباط با جهات جغرافیایی، فواصل مختلف از کارخانه و بافت گیاه در دو سطح (اندام هوایی و زیر زمینی) مورد بررسی قرارگرفت. تجزیه و تحلیل داده ها پس از بررسی و تایید نرمال بودن داده ها، درقالب آزمایش فاکتوریل بر مبنای طرح کاملاً تصادفی انجام شد و مقایسه میانگین ها با توجه به همگن بودن واریانس ها از آزمون دانکن و با استفاده از نرم افزار SPSS 23 انجام شد. میزان آلودگی خاک با شاخص های زمین انباشتگی و فاکتور ضریب آلودگی سنجش گردید و در گونه های گیاهی، فاکتور تجمع زیستی و ضریب انتقال محاسبه شده و در نهایت توزیع مکانی غلظت فلزات مورد مطالعه و وضعیت آلایندگی خاک بصورت نقشه پهنه بندی مشخص گردید. نتایج نشان داد که فاکتورهای عمق خاک، جهات جغرافیایی و فاصله از کارخانه بر میزان انباشت فلزات سنگین در خاک تاثیر معنی داری داشت. همچنین بررسی وضعیت انباشت فلزات در دو گونه گیاهی گون و گندم نشان داد که وضعیت انباشت فلزات در بافت های گیاهی (اندام زیرزمینی و هوایی) در تمام جهت ها و در هر سه عنصر اختلاف معنی داری داشتند. بررسی وضعیت آلودگی خاک به روش زمین انباشتگی نشان داد که مقادیر شاخص زمین انباشتگی برای این سه عنصر در طبقات صفر تا 3 آلودگی یعنی غیرآلوده، کمی آلوده و در برخی مناطق در محدوده خیلی آلوده قرار گرفت. نتیجه بررسی های تجمع زیستی و فاکتور انتقال نشان داد که تجمع و انتقال عناصر در دو گونه گیاهی مورد بررسی، در کمترین حد بود و بطور کلی تجمع در اندام های زیرزمینی بیشتر از اندام های هوایی بوده و انتقال فلزات به اندام های هوایی کمتر صورت گرفته است.

ترکیبات آلی فرار BTEX (بنزن، تولوئن، اتیل بنزن، O-، و P- زایلن) از آلاینده های خطرناک موجود در اتمسفر می باشند که اثرات زیان باری بر سلامت انسان و محیط زیست دارند، لذا پایش غلظت آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از انجام این مطالعه تعیین سطح غلظت BTEX با استفاده از روش نمونه برداری غیر فعال و درون یابی در اتمسفر شهر کرمانشاه است. بدین منظور پنج منطقه شامل پرترافیک، کم ترافیک، پارک ها و فضای سبز، پمپ بنزین ها و مناطق صنعتی به عنوان زیر بخش های مطالعاتی در نظر گرفته شد. این پایش با استفاده از تعداد 75 ایستگاه نمونه برداری که به روش سیستماتیک شبکه ای انتخاب شدند در فروردین 1397 به مدت 15 روز انجام شد. نمونه بردار غیر فعال طراحی شده از نوع مدل passam و جاذب بکار رفته در این نمونه بردار، کربن فعال بود که توسط استات سلولز پوشیده شد. جهت استخراج ترکیبات BTEX پس از نمونه برداری، از حلال دی سولفید کربن استفاده شد. سنجش ترکیبات فرار مورد بررسی با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگرافی (GC) با آشکارساز یونیزاسیون شعله ای (FID) انجام شد. فرآیند اعتبارسنجی نمونه بردارها در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی با بررسی تغییر شدت جریان هوا و غلظت تولوئن به عنوان آلاینده مدل انجام شد. میانگین غلظت بدست آمده برای بنزن1.81، تولوئن 3.48، اتیل بنزن 0.072، ارتوزایلن2.13، پارازایلن 1.31 میکروگرم بر متر مکعب بود که به غیر از بنزن، مقادیر بقیه آلاینده ها کمتر از استاندارد کیفیت هوا در سطح ملی و اتحادیه اروپا اندازه گیری شده است. در حالی که میانگین بنزن فقط در پمپ بنزین ها از استاندارد سالیانه ایران و WHO بیشتر بود. نتایج حاصل از آنالیزهای آماری آزمون شاپیروویلک نشان داد توزیع متغیرهای بنزن، تولوئن، اتیل بنزن، پارازایلن، ارتوزایلن و BTEX در مناطق مختلف مورد بررسی، غیر نرمال بودند (0.05>P). نتایج حاصل از فرآیند درون یابی به روش کریجینگ نشان داد که شهر کرمانشاه در قسمت شمال، شرق، غرب و قسمت های جنوبی آلوده به بنزن، درتمام قسمت های شهر بالاخص شمال آلوده به تولوئن، در قسمت جنوب آلوده به اتیل بنزن، در قسمت غرب آلوده به ارتوزایلن و در قسمت های غرب، شرق و شمال شرقی آلوده به پارازایلن است. این مطالعه نشان می دهد که در درجه اول پمپ بنزین ها و سپس خودروها منبع اصلی انتشار ترکیبات BTEX در شهر کرمانشاه است. به طور کلی، غلظت های مشاهده شده بنزن در پمپ بنزین ها و فصل بهار از نظر بهداشت عمومی در کرمانشاه یک نگرانی محسوب می شود.

در این مطالعه برآورد سطح آلودگی فلزات سنگین در دریاچه زریبار با استفاده از لاک پشت برکه ای خزری (Mauremeys caspica) در تابستان و پاییز 1396 انجام شد. پس از صید لاک پشت ها از 5 نقطه (شمال، جنوب، شرق، غرب و جنوب غربی) دریاچه طول و عرض جغرافیایی با کمک دستگاه GPS ثبت شد و ویژگی های ریخت شناسی گونه و وزن لاک پشت با دقت 1/0 گرم اندازه گیری شد. با استفاده از سیم چین به مقدار یک گرم وزن تر به صورت عرضی از لاک لاک پشت برکه ای خزری نمونه برداری شد و همچنین به مقدار 5 سی سی خون از هر لاک پشت گرفته شد. جنسیت نمونه ها از طریق انحنای پلاسترون تشخیص داده شد و پس از آن همه لاک پشت ها حداکثر پس از 2 ساعت در محل صید شده رهاسازی شدند. پس از هضم اسیدی نمونه های لاک و خون در آزمایشگاه، با استفاده از دستگاه جذب اتمی (مدل واریان 220) غلظت فلزات سنگین قرائت شد. تجزیه و تحلیل داده های بخش فلزات سنگین با استفاده از نرم افزار SPSS 20 صورت گرفت. برای برآورد ارتباط بین داده های به دست آمده و مقایسه آن ها از آزمون های: تجزیه واریانس یک طرفه، دانکن، آزمون t، آزمون همبستگی پیرسون و آزمون t هتلینگ استفاده شد. نتایج نشان داد، بین غلظت فلزات سنگین در بافت های لاک و خون تفاوت آماری معنی داری وجود دارد. اما بین ایستگاه ها ی مورد مطالعه و میزان غلظت فلزات سنگین تفاوت آماری معنی داری وجود ندارد. در این مطالعه بیشترین میزان جذب فلز مربوط به فلز روی و در بافت لاک مشاهده گردید. براساس این مطالعه لاک می تواند به عنوان یک بافت مناسب جهت برآورد غلظت فلزات سنگین در لاکپشت خزری مورد استفاده قرار گیرد.

آلودگی هوا یکی از معضلات محیط زیستی در بسیاری از شهرهای ایران است.عوامل مختلفی مانند افزایش جمعیت، فعالیت های صنعتی، حجم تردد و ترافیک وسایل نقلیه منجر به آلودگی هوا می شوند. نظارت بر آلاینده های هوا به دلیل تأثیراتی که روی سلامتی انسان و سایر موجودات می گذارند بسیار مهم است. یکی از این آلاینده های شاخص که بر سلامتی تأثیر می گذارد دی اکسید نیتروژن است. روش های غیرفعال یکی از روش های اندازه گیری غلظت دی اکسید نیتروژن و سایر آلاینده ها هستند. هدف از این تحقیق برآورد غلظت دی اکسید نیتروژن به روش غیرفعال و پیش بینی غلظت در اتمسفر شهرستان سنندج می باشد. در این مطالعه از نمونه بردارهای غیرفعال پالمس با دو استیل ضد زنگ و جاذب تری اتانول آمین جهت نمونه برداری استفاده شد. نمونه برداری در فصل زمستان و اوایل بهار در تاریخ 15 اسفند تا 4 فروردین و در فصل تابستان در تاریخ 5 تا 23 تیر انجام شد. تعداد نقاط نمونه برداری در فصل زمستان 84 و در فصل تابستان 81 بود. که از این تعداد دو ایستگاه مربوط به نمونه برداری در مجاورت ایستگاه پایش محیط زیست بود. در %10 ایستگاه ها نمونه ها به صورت دو تکرار نمونه برداری شدند. مناطق نمونه برداری شامل پنج منطقه پرترافیک، متوسط ترافیک، کم ترافیک، صنعتی و فضای سبز بود. از قانون فیک و روش سلزمن برای تعیین غلظت نمونه ها استفاده شد. از مدل های درونیابی کریجینگ و شبکه عصبی فازی جهت برآورد غلظت در هر دو فصل استفاده شد. به منظور اعتبار سنجی مدل ها مقادیر R2و RMSE برای مدل کریجینگ و مقادیر R2،RMSE و MAE برای مدل شبکه عصبی فازی محاسبه شد. نتایج نشان داد میزان آلودگی در مناطق پرترافیک از بقیه مناطق بیشتر است. و منبع اصلی انتشار دی اکسید نیتروژن مناطق شهری و وسایل نقلیه هستند. کمترین مقدار غلظت در مناطق فضای سبز بدست آمد. مناطق صنعتی غلظتی کمتر از مناطق پرترافیک و متوسط ترافیک داشتند. نتایج حاصل از مقایسه غلظت دی اکسید نیتروژن بین ایستگاه های پایش محیط زیست و میانگین نمونه بردارهای غیرفعال نصب شده نزدیک بود. انحراف استاندارد نسبی تکرارها در هر دو فصل کمتر از %10 بدست آمد. میانگین غلظت در فصل زمستان 29.1میکروگرم برمترمکعب و در فصل تابستان 45.74 بدست آمد. با توجه به نتایج اعتبارسنجی مدل کریجینگ و مدل شبکه عصبی فازی ، مدل شبکه عصبی فازی عملکرد بهتری نسبت به مدل کریجینگ در هر دو فصل داشت.

سموم ارگانو فسفره یک دسته از پرکاربردترین سموم در کشاورزی هستند که استفاده گسترده از آنها در چند دهه گذشته سبب پراکنش آن در محیط زیست شده است که می-تواند از مسیرهای مختلف سلامت انسان و سایر زیستمندان را به مخاطره اندازد. از این رو سنجش دقیق و سریع این سموم می تواند در پایش صحیح محیط زیست ما را یاری نماید. هدف از انجام این مطالعه توسعه روش استخراج سموم ارگانوفسفره از ماتریس نمونه های آبی با یک فاز جامد مغناطیسی است. در این راستا ابتدا گرافن اکسید سنتز شد و پس از آن با نانو ذرات مگنتیت مغناطیسی شده و نانوکامپوزیت Fe3O4@GO به دست آمد. ساختار گرافن، نانو ذرات مگنتیت و نانو کامپوزیت Fe3O4@GO با استفاده از آنالیزهای SEM، XRD و FTIR مورد بررسی قرار گرفت و صحت ساختار این مواد تایید شد. در مرحله دوم این مطالعه شرایط استخراج سم مالاتیون به عنوان یک نمونه از سموم ارگانوفسفره از محلول های آبی با استفاده از جاذب سنتز شده بهینه سازی شد. ابتدا سه متغیر نوع حلال، حجم حلال و تعداد دفعات شست و شو به صورت تک متغیره بهینه سازی شد. سپس کارایی جاذب تولید شده با استفاده از روش طراحی آزمایشات انجام شد که توسط نرم افزار Design-Expert 7.0.0 و با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) انجام شد. برای این منظور اثر متغیرهای pH اولیه محلول، دوز جاذب، غلظت سم و زمان استخراج بر کارایی استخراج (R) و ظرفیت جذب (qe) مورد بررسی گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده با حلال استون و با سه بار شستشو در حجم 3 میلی لیتر بهترین نتایج بدست آمد. همچنین شرایط بهینه برای استخراج سم مالاتیون با استفاده از بهینه سازی عددی نرم افزار pH اولیه محلول 5.06، دوز جاذب 0.63 گرم بر لیتر، غلظت مالاتیون 24.94 میکروگرم بر لیتر و زمان استخراج 7.47 دقیقه بود، که در این شرایط مقدار R 59.77 % و مقدار qe778.29 میکروگرم بر گرم بدست آمد. مطلوبیت مدل در این شرایط برابر با یک بود.

در این رساله، کمپلکس های فلزی عامل دار شده بر سطح نانوحفرات MCM-41 مغناطیسی سنتز شدند. برای این منظور ابتدا نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4 به عنوان هسته و ماده ی مزوحفره MCM-41به عنوان پوسته ( با استفاده از CTAB به عنوان قالب و TEOS به عنوان منبع سیلیکا ) سنتز می شود. در مرحله ی بعد سطح نانو ذرات MCM-41 مغناطیسی (Fe3O4@ MCM-41) تهیه شده به منظور امکان برهم کنش های بعدی و همچنین افزایش پایداری توسط (3- آمینوپروپیل) تری اتوکسی سیلان یا(3-مرکاپتو پروپیل) تری متوکسی سیلان عامل دار شد. در ادامه از برهم کنش های گروه های آمینی و تیول ثثبیت شده بر سطح Fe3O4@ MCM-41 با 2- پیرول کربالدهید و ایزاتوییک انیدرید لیگاندهای پیوند شده به نانوذرات مغناطیسی Fe3O4@ MCM-41 سنتز شدند. نهایتاً از واکنش این لیگاندهای سنتز شده و نمک های فلزی پالادیوم، نیکل، وانادیوم و مس کمپلکس های پیوند شده به نانوذرات مغناطیسی Fe3O4@ MCM-41 سنتز شدند. نانوکاتالیزگرهای مغناطیسی سنتز شده توسط تکنیک های مختلفی مانندFT-IR XRD, TEM, VSM, SEM, EDS, ICP-OES,و AAS مورد شناسایی قرار گرفتند. باتوجه به اهمیت غیر قابل انکار بای فنیل ها، بوتیل سینامات ها، سولفیدها، سولفوکسیدها، دی سولفیدها، پلی هیدروکینولین ها و تترازول ها، فعالیت کاتالیزگری کمپلکس های پیوند شده به نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4@ MCM-41 در واکنش های سنتزی این ترکیبات مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی فعالیت قابل توجه این کاتالیزگرها می باشد. نانوکاتالیزگرهای سنتز شده به راحتی در پایان واکنش بازیافت و مورد استفاده ی مجدد قرار گرفتند و محصولات با بازده و خلوص بالایی به دست آمدند.

ملاحظات زیست محیطی تا سالهای زیادی در توسعه کشورها نادیده گرفته می شد. در دهۀ آخر قرن 20 و آغاز قرن 21 فاکتورهای زیست محیطی نقش مهمی را در جهت سرعت توسعه ملتها بازی کرده اند و در مقابل، توسعه افسار گسیخته انسانی نیز توازن زیست محیطی کره زمین را به عنوان یک مکان قابل سکونت مختل کرده است. آلودگی محیط زیست که بی توجهی به آن می تواند حیات بشر و بقای او را مورد تهدید و خطر جدی قرار دهد، موضوعی است که توجه مجامع و سازمان های بین المللی، منطقه ای و داخلی را به آن معطوف داشته است. از دیرباز اثر آلودگی هوا بر سلامت انسان مورد توجه بوده است. آلودگی هوا به عنوان یکی از پیامدهای توسعه شهرنشینی، افزایش فعالیتهای صنعتی و مصرف فزاینده سوختهای فسیلی، علاوه بر تخریب محیط و ضررهای اقتصادی، جزء 10 عامل مهم افزایش مرگ و میر در دنیا شناخته شده است. براساس گزارش برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد، ذرات معلق مهمترین آلاینده هوا در شهر های بزرگ جهان می باشد. از این رو پیش بینی ذرات گردوغبار تا حدی می تواند مفید باشد. جهت پیش بینی امروز و روز بعد ذرات معلق PM10 شهر سنندج ، داده های مربوط به کیفیت هوا شامل PM2.5، PM10، SO2، NO2، CO،NOX ،O3 از اداره کل حفاظت محیط زیست کردستا ن و داده های مربوط به هواشناسی شامل میانگین حداقل دما (TMin)، میانگین حداکثر دما (TMax)، میانگین فشار جوی (AP)، بارش روزانه (PR)، رطوبت نسبی روزانه (RH) و سرعت باد روزانه (WS) و دید افقی از اداره کل هواشناسی کردستان ، در بازه زمانی سال 1390 لغایت 1395 تهیه گردید. به منظور افزایش دقت پیش بینی، نتایج مدل های رگرسیون خطی چند گانه، رگرسیون اجزای اصلی و شبکه عصبی رگرسیون عمومی در پیش بینی ذرات معلق PM10 شهر سنندج با هم مقایسه گردید. نتایج پیش بینی امروز و روز بعد ذرات معلق PM10 در شهر سنندج اثبات برتری شبکه عصبی رگرسیون عمومی نسبت به مدل های دیگر شامل رگرسیون خطی چند گانه و رگرسیون اجزای اصلی را نشان می دهد، به طوری که مدل شبکه عصبی رگرسیون عمومی از نظر دقت و عملکرد بالا با مقدار =0.95 R^2، RMSE=8.1596 و MAE=5.1394 در مرحله آموزش و مقدار =0.90 R^2، RMSE=6.0434 و MAE=5.1961 در مرحله آزمون در پیش بینی امروز و با مقدار =0.86 R^2، RMSE=13.9195 و MAE=8.9041 در مرحله آموزش و مقدار =0.64 R^2، RMSE=8.3550 و MAE=7.3080 در مرحله آزمون در

در این مطالعه هدف اصلی طراحی و ساخت فیلتر تصفیه آب آشامیدنی مبتنی بر مواد نانو ساختار جهت حذف سختی، فلزات سنگین و میکروارگانیسم ها می باشد. در این راستا زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت جهت حذف سختی از آب آشامیدنی در دو سیستم ناپیوسته و پیوسته مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه از نانو ذرات نقره تثبیت شده بر روی زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت به عنوان عامل ضد باکتریایی استفاده شد و اثر ضدباکتریایی آن در حذف باکتری گرم منفی اشرشیاکلی و گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس از آب آشامیدنی مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد ضد باکتری به سه روش محدوده بازدارندگی رشد، بازدارندگی داخل لوله و در سیستم پیوسته بررسی شد. در ادامه ماده میان حفره سیلیکاتی MCM-41 با استفاده از سیلیس استخراج شده از پوسته برنج سنتز و با استفاده از گروه عاملی3 –آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان، آمین دار و در نهایت با استفاده از پودر تری کلریدآهن شش آبه آهن دار شد. در ادامه پودرMCM-41 آهن دار در سیستم ناپیوسته جهت حذف آرسنیک مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه گوی های شیشه ای پوشش داده شده با MCM-41 آهن دار برای حذف آرسنیک در سیستم پیوسته بررسی شد. شرایط بهینه برای جذب کلسیم، منیزیم، سختی کل و آرسنیک با استفاده از بهینه سازی عددی نرم افزار بدست آمد که برای کلسیم، منیزیم و سختی کل pH اولیه محلول 8، دوز جاذب g.L-1 12، غلظت اولیه کلسیم mg.L-1 50 و غلظت اولیه منیزیم mg.L-1 50.05، کارایی جذب برای کلسیم 38.43%، برای منیزیم 37.53% و برای سختی کل 38.09% و مطلوبیت 0.925 می باشد. همچنین برای آرسنیک pH اولیه محلول 5، دوز جاذب g.L-1 1.01، غلظت اولیه آرسنیک mg.L-1 25.88، کارایی جذب 88.54 و مطلوبیت 0.758 می باشد. بررسی سنتیک جذب نشان داد سرعت فرایند جذب کلسیم، منیزیم و سختی کل بر روی جاذب زئولیت کلینوپتیلولیت از مدل سنتیکی شبه مرتبه اول پیروی می کند. همچنین جذب آرسنیک بر روی جاذب MCM-41-NH2-Fe3+ از مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می کند. بررسی ایزوترم های جذب نشان داد که حذف کلسیم، منیزیم و سختی کل از مدل لانگمیر پیروی می کند و حذف آرسنیک از هر دو مدل لانگمیر و فروندلیچ پیروی می کند. بررسی ترمودینامیک جذب نشان داد که واکنش جذب کلسیم، منیزیم، سختی کل و آرسنیک گرماده (مقادیر ΔH° منفی) و برگشت ناپذیر (مقادیر ΔS°) می باشد. همچنین مقادیر ΔG° منفی بیانگر

با افزایش جمعیت و رشد سریع صنایع میزان آلودگی ها نیز به شدت افزایش یافته است. یکی از مهم ترین آلودگی های عصر حاضر، آلودگی آب توسط منابع مختلف به ویژه پساب ناشی از صنایع می باشد. در پژوهش حاضر، به منظور جذب و تجزیه رنگیزه متیلن بلو به عنوان نمونه ای از آلاینده های آلی در محلول های آبی، کاتالیزگر نوری نوین Cu@Ag\APTMS\boehmite سنتز شد. بدین منظور، ابتدا نانوذرات بوهمیت با روش سل-ژل سنتز شد و به وسیله گروه آمینی APTMS عامل دار و در نهایت با نانوذرات Cu@Ag پوشش داده شد. برای شناسایی ساختار کاتالیزگر نوری از آنالیز های FT-IR، XRD، TEM، FE-SEM و جذب و واجذب گاز نیتروژن استفاده شد. تجزیه رنگیزه متیلن بلو با استفاده از کاتالیزگر نوری سنتز شده در دو سیستم ناپیوسته و پیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. در سیستم ناپیوسته ، محلول رنگی متیلن بلو با حجم 100 میلی لیتر توسط کاتالیزگر نوری سنتز شده به صورت پودر تحت نور مرئی لامپ هالوژن 500 وات و همچنین نور خورشید مورد بررسی قرار گرفت. در این سیستم اثر چهار متغیر pH، دوز کاتالیست، غلظت اولیه محلول و زمان بر فرآیند تجزیه مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس نتایج بدست آمده، میزان بهینه پارامترها تحت نور مرئی به صورت pH 6، غلظت اولیه محلول رنگی mg/L 10، دوز کاتالیست g/L 2 و زمان 2820 دقیقه بدست آمد. با این شرایط بهینه ذکر شده میزان تجزیه محلول متیلن بلو در مدت زمان 2820 دقیقه تحت نور مرئی به 3/80 درصد و تحت نور خورشید طی مدت 480 دقیقه به 75/40 درصد رسید. در سیستم پیوسته نیز با بررسی دو پارامتر غلظت اولیه محلول رنگی و شدت جریان ورودی میزان تجزیه محلول متیلن بلو مورد مطالعه قرار گرفت. در این سیستم با استفاده از گوی های شیشه ای آغشته به Alginate-Cu@Ag\APTMS\boehmite و با طراحی راکتور نوری آزمایش های مربوط به تجزیه محلول رنگی متیلن بلو تحت نور خورشید مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش غلظت اولیه محلول رنگی و شدت جریان با میزان تجزیه محلول متیلن بلو رابطه ای عکس دارد.

در بخش اول این پژوهش نانوصفحات گرافن اکسید از پسماند تفاله چغندر قند سنتز شده و از آن برای تولید حسگر ساده رنگ سنجی یون Hg2+ استفاده شد. به این منظور ابتدا پسماند به روش احتراق کربونیزه و سپس گرافیته شد. گرافیت تولیدی به عنوان پیش ماده در سنتز گرافن اکسید به روش Hummer اصلاح شده به کار رفت. در ادامه نانوکامپوزیت گرافن اکسید- نقره (GO-Ag) با احیاء پیش ماده نقره نیترات توسط سدیم بورهیدرید بر روی نانوصفحات به روش درجا تهیه شد. مشخصات ساختاری نانوکامپوزیت سنتز شده، با استفاده از آنالیزهای UV-vis، XRD، SEM و TEM مورد بررسی قرار گرفت. آنالیزهای انجام شده تشکیل نانوذرات نقره با اندازه متوسط 15.75 نانومتر را بر روی سطح گرافن اکسید تایید نمودند. در ادامه عملکرد نانوکامپوزیت جهت سنجش یون Hg2+ در فاز مایع مورد مطالعه قرار گرفت. فرآیند شناسایی آنالیت با کاهش شدت نوار جذبی رزونانس پلاسمون سطحی نانوذرات نقره و تغییر رنگ حسگر از زرد به بی رنگ همراه بود. در سنجش جیوه با حسگر GO-Ag رابطه ی خطی مناسبی تحت شرایط بهینه (5=pH و زمان واکنش 2 دقیقه)، بین مقادیر کاهش جذب ثبت شده و غلظت آنالیت در محدوده 0.025- 100 میکرومولار با حد تشخیص (LOD) 6.63نانومولار (معادل 1.32 میکروگرم بر لیتر) به دست آمد. حسگر تولیدی برای اندازه گیری سطح غلظت آنالیت در نمونه های آب حقیقی نیز بکار رفت و درصد بازیابی خوبی در محدوده 92.17 تا 105.57 % به دست آمد. در بخش دوم این پژوهش فرم جدیدی از حسگرهای رنگ سنجی یون Hg2+ با تثبیت نانوذرات نقره در ورقه های سدیم آلژینات (SA-Ag) معرفی شد. این ورقه ها به روش قالب گیری حلال (solvent casting) سنتز شدند. مشخصات ساختاری و مورفولوژیکی نانوکامپوزیت SA-Ag سنتز شده، با استفاده از آنالیزهای UV-vis، FTIR، XRD و SEM تعیین شد. آنالیزهای انجام شده تشکیل نانوذرات نقره با اندازه متوسط 13.34 نانومتر را تایید نمودند. سپس عملکرد حسگرهای جامد سنتزی جهت تعیین سطح غلظت یون Hg2+ مورد بررسی قرار گرفت. در سنجش آنالیت با حسگر SA-Ag تحت شرایط بهینه (6=pH و زمان واکنش 7 دقیقه)، بین مقادیر جذب در طول موج 402 نانومتر و غلظت یون Hg2+ در محدوده 0.025- 0.4 میکرومولار همبستگی خوبی وجود داشت و نانوحسگر از حساسیت خوبی در سنجش یون Hg2+ با حد تشخیص 11.03 نانومولار (معادل 2.20 میکروگرم بر لیتر) برخوردار بود.

هدف از انجام این مطالعه، سنجش آرسنیک معدنی با استفاده از روش رنگ سنجی و چشمی است. برای این منظور ابتدا واکنشگر BF2-Curcumin سنتز شد و سپس در دوفاز محلول و جامد جهت سنجش آرسنیک مورداستفاده قرار گرفت. این واکنشگر ابتدا در فاز محلول برای تعیین واکنشگر بهینه در چهار غلظت 15، 20، 25و 35 میکرومولار (در اتانول 60 %) تهیه شد. پس از تعیین غلظت واکنشگر بهینه، اثر سه متغیر زمان سنجش (1 تا 15 دقیقه)، غلظت آرسنیک (در محدوده 5 تا 10000میکروگرم بر لیتر) و pH محلول آرسنیک (در محدوده 3 تا 10) بر فرآیند سنجش مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم مطالعه، برای سهولت سنجش آرسنیک، فاز جامد واکنشگر طراحی و ساخته شد. بدین صورت که سیلیس از پوسته برنج استخراج شد و سپس تبدیل به سیلیکاژل شد. سپس در ترکیب با واکنشگر BF2-Curcumin به صورت نانو سیلیس رنگی بر روی یک ورقه فیلتر کاغذی پوشش داده شد. سپس از صفحات نانو سیلیس رنگی تثبیت شده در سنجش آرسنیک معدنی استفاده شد. برای شناسایی ساختار مواد سنتز شده از آنالیزهایFE-SEM/EDX ،XRD FT-IR ، VSM،TEM و آنالیز جذب و واجذب گاز نیتروژن استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده، واکنشگر BF2-Curcumin ایجاد یک محلول نارنجی رنگ با بیشترین شدت جذب در طول موج 509 نانومتر می نماید. با افزودن آرسنیک، رنگ واکنشگر از نارنجی به آبی تغییر می یابد که با افزایش غلظت آرسنیک از شدت جذب در طول موج 509 نانومتر کاسته شده و در طول موج 602 نانومتر افزایش می یابد که میزان جذب در طول موج 602 نانومتر مبنای سنجش آرسنیک قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که بهترین غلظت واکنشگر BF2-Curcumin، 20 میکرومولار با 0.9703 =R² می باشد. در سنجش آرسنیک تحت شرایط بهینه (pH 8 و زمان 3 دقیقه) بین مقادیر جذب در طول موج 602 نانومتر و غلظت یون آرسنیک در محدوده 0.06 تا 130 میکرومولار همبستگی خطی با حد تشخیص (LOD) 0.21 میکرومولار وجود دارد. بررسی اثر تداخل یون ها نشان داد که در غلظت های میلی گرم بر لیتر، کاتیون و آنیون های موجود در آب، در فرآیند سنجش آرسنیک، تداخل ایجاد می کنند. جهت حذف تداخل از جاذب مغناطیسی Fe3+-TMSPT-MNPs استفاده شد. از سوی دیگر، زمان بهینه جهت تولید صفحات نانو سیلیس رنگی 4 ساعت بدست آمد. هم چنین بین مقادیر جذب در طول موج 520 نانومتر و غلظت یون آرسنیک، در محدوده 0.06 تا 100 میکرومولار، در فاز

امروزه با افزایش جمعیت و افزایش بی رویهفعالیت های بشر در زمینه صنعت و استفاده بیش ازحد از کودهای شیمیایی در بخش کشاورزی، افزایش مقدار فلزات سنگین در محیط زیست را در پی داشته است. فلزات سنگین دارای پتانسیل ایجاد سمیت برای محیط زیست و انسان می باشند. سمیت فلزات به چگونگی روابط شیمیایی آنها در خاک بستگی دارد. یکی از مهمترین فلزات آلاینده اکوسیستم سرب می باشد. با این وجود علی الرغم اهمیت جهانی، مکانیزم های سمیت سرب در گیاهان به میزان کمی شناخته شده است. بعضی از پارامترهای فیزیولوژیکی گیاهان مانند رنگدانه کلروفیل و غیره، تحت تاثیر آلودگی به فلزات سنگین، دچار تغییراتی می شوند. این پژوهش به منظور بررسی توان زیست پالایی گونه های علفی مرتعی، میزان و روند انباشت فلز سنگین سرب در تعدادی از گونه های علفی کاشته شده در شهر سنندج شامل Festuca arundinacea و Lolium perenne و همچنین بررسی تاثیر سرب بر برخی صفات فیزیولوژیکی انجام گرفت. در این تحقیق پاسخ دو گیاه مورد بررسی رویارویی با آلودگی سرب در دو مرحله جوانه زنی و رویشی مورد مطالعه قرار گرفت. بعد از طی هر یک از مواحل تکوینی مورد نظر، نمونه های گیاهی جهت انجام آزمایش های مورد نظر برداشت شدند. داده های جمع آوری شده در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با استفاده از نرم افزار SPSS تجزیه و تحلیل شد. نتایج حاکی از تجمع قابل توجه سرب در ریشه این دو گونه گیاهی نسبت به اندام هواییبود. در آزمون فاکتوریل برای ریشه و برگ دو گونه مورد مطالعه فرض صفر رد می شود یعنی غلظت های مختلف سرب بر روی ریشه و برگ گیاهان تاثیر می گذارد. میزان کلروفیل برگ در تمامی گونه های مورد مطالعه در غلظت های مورد نظر سرب نسبت به شاهد کاهش یافته است. همچنین سرب در این پژوهش توانست بر سایر پارامترهای جوانه زنی مانند سرعت جوانه زنی، شاخص بنیه بذر، شاخص جوانه زنی، تعداد بذر جوانه زده، طول ریشه چه و طول ساقه چه تاثیر منفی بگذارد و با افزایش غلظت سرب روند کاهشی را طی کند.

هدف از انجام این پژوهش طراحی و ساخت فیلترهای پوشش یافته با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم با قابلیت حذف ترکیبات نیتروژنی از آب سیستم های پرورش ماهی بود. پس از ساخت مواد بستر فیلتر(گوی های شیشه ای پوشش یافته با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و گوی های شیشه ای پوشش یافته با ترکیب نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و نانو ذرات اکسید روی)، بررسی کیفیت پوشش دهی نانو ذرات بر روی گوی های شیشه ای با روش های SEM، بررسی کیفیت پودر نانو ذرات مورد استفاده با روش EDX و بررسی بهترین دمای کلسینه کردن برای پایداری فرم آناتازی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم توسط روش XRD صورت گرفت. بررسی کارایی فیلتر های طراحی شده به منظور حذف ترکیبات نیتروژنی در مرحله اول بدون حضور ماهی طی 72 ساعت انجام گرفت که پس از بدست آمدن نتایج، در مرحله بعدی بررسی فیلترها طی 44 روز با حضور ماهی انجام شد. نتایج بدست آمده در مرحله بدون حضور ماهی نشان دهنده قابلیت بالای حذف ترکیبات نیتروژنی توسط فیلترهای پوشش یافته با نانو ذرات بود که در این رابطه کارایی فیلتر پوشش یافته با ترکیب نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و نانو ذرات اکسید روی بالاتر از کارایی فیلتر پوشش یافته با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به تنهایی بود. نتایج آزمایش فیلترها در حضور ماهی با نتایج مرحله بدون حضور ماهی کاملا متفاوت بود و میزان آمونیاک در فیلترهای دارای پوشش نانو ذرات بیشتر از فیلترهای گروه شاهد بود که این پدیده احتمالا به دلیل تجزیه غیرانتخابی مواد آلی تولید شده در سیستم توسط ماهیان، بوسیله سیستم فتوکاتالیستی فیلترها صورت گرفته است. در تأیید این احتمال، اندازه گیری باقی مانده مواد آلی غیر محلول در پایان دوره آزمایش نشان داد که میزان مواد آلی در آکواریوم های گروه های شاهد حدود دو برابر آکواریوم های مجهز به فیلتر فتوکاتالیستی بود. جمع بندی نهایی موید آن است که با توجه به پیچیدگی سیستم های پرورش آبزیان و غیر انتخابی بودن سیستم فتوکاتالیستی در تجزیه ترکیبات موجود در سیستم، حذف کامل ترکیبات آلی غیر محلول قبل از ورود آب به سیستم فتوکاتالیستی احتمالا می تواند تاثیر بسزایی در عملکرد فیلترهای فتوکاتالیستی داشته باشد.

سطح کل خاک کره زمین در حدود 14477 میلیون هکتار تخمین زده می شود که بیش از 3000 میلیون هکتار آن در معرض آلودگی با مواد شیمیایی قرار دارد. مهم ترین آلاینده خاک های شهری، عناصر معدنی به خصوص فلزات سنگین می باشند که به علت کم تحرکی به مرور در خاک انباشته می شوند. در دهه های گذشته بررسی عناصر آلاینده در خاک شهری به تعیین غلظت این فلزات محدود شده بود، در حالی که با توجه به تغییرات مکانی و زمانی عناصر آلاینده خاک، شناخت منشاء، غلظت، و پیش بینی الگوی تغییرات این عناصر ضروری است. این پژوهش با هدف تعیین توزیع مکانی عناصر آلاینده آهن، روی، کلسیم، مس، منگنز و نیکل در شهر سنندج، ارزیابی سطح آلودگی عناصر در خاک، شناسایی منابع بالقوه آلاینده ها و برآورد غلظت آن ها با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی انجام شد. محدوده مورد مطالعه به 5 منطقه مطالعاتی شامل مسکونی در دو سطح ارتفاع پائین و ارتفاع بالا (نسبت به توپوگرافی شهری)، صنعتی، پرترافیک و فضای سبز طبقه بندی شدند. تعداد 105 نمونه خاک سطحی از عمق 10-0 سانتی متر جمع آوری شد. غلظت عناصر مورد مطالعه در نمونه های خاک پس از استخراج به روش هضم اسیدی توسط دستگاه طیف سنجی جذب اتمی قرائت شد. شاخص های فاکتور آلودگی و جامع Nemerowبه منظور برآورد میزان آلودگی این فلزات استفاده شد. آنالیز همبستگی و تجزیه مولفه های اصلی برای منشاءیابی عناصر مورد بررسی در خاک مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تعیین توزیع مکانی عناصر مورد بررسی در خاک های منطقه از روش درون یابی IDW در محیط ArcGIS بهره گرفته شد. جهت برآورد غلظت عناصر در خاک از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه استفاده شد. نتایج نشان داد که میانگین غلظت عناصر مس، منگنز و کلسیم بیش تر از مقادیر پس زمینه بودند در صورتی که میانگین غلظت عناصر آهن، روی و نیکل کم تر از مقادیر پس زمینه بودند. بر اساس نتایج فاکتور آلودگی، غلظت بسیار بالایی از مس در نمونه خاک سطحی از منطقه صنعتی پیدا شد و از سوی دیگر خاک های منطقه فضای سبز و صنعتی، به ترتیب کم ترین و بیش ترین مقدار از شاخص آلودگی Nemerow را داشتند. نتایج تجزیه مولفه های اصلی نشان داد غلظت کلسیم تحت تاثیر مناطق 5 گانه نمونه برداری به ویژه منطقه مسکونی و ترافیک قرار دارد اما مناطق صنعتی و ترافیکی بیش ترین تاثیر را در میزان غلظت روی و مس داشته اند. نیکل، آهن و منگن

در این رساله، سنتز، شناسایی و کاربرد نانوکاتالیزگرهای هیبریدی آلی-معدنی و همچنین نانوکاتالیزگر آمینواسیدی غیرفلزی تثبیت شده بر روی مزوپروس های سیلیکایی در سنتز ترکیبات آلی و در تبدیلات گروه های عاملی مورد بررسی قرار گرفته است. نانوکاتالیزگرهای سنتز شده قابلیت بازیافت و استفاده مجدد را دارا هستند. خلوص و بازده بالای محصولات بدست آمده از مهمترین ویژگی های روش های توصیف شده می باشند.

در این مطالعه بررسی مقایسه ای اثرات زئولیت و پامیس در جذب آرسنیک از آب و کاهش تجمع آن در بافت عضله ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio) انجام گرفت. ابتدا پیش از استفاده از مواد جاذب، میزان جذب آرسنیک توسط مواد جاذب در سیستم های ناپیوسته بررسی شد. ابتدا در یک محلول با حجم mL 100 و غلظت mg/L 100 آرسنیک با دوز جاذب g/L 3 قدرت جذب هر یک از جاذب ها تعیین گردید. دو گروه از جاذب های پامیس و زئولیت طبیعی (کلینوپتیولیت) در این فرآیند بررسی شدند که نتایج نشان داد که آماده سازی باعث کاهش کارایی جذب (R) و ظرفیت جذب در زئولیت و پامیس می شود، بنابراین در طول آزمایش از زئولیت و پامیس معمولی استفاده شد. سپس برای تعیین غلظت های حاد و مزمن آرسنیک در ماهی کپور معمولی LC50 در مدت 96 ساعت با استفاده از نسخه 5/1 نرم افزار EPA Probit Analysis (منتشر شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت انجام گرفت. نتایج به دست آمده LC50برای آرسنیک mg/L 48/9 به دست آمد. با استفاده از نتایج این آزمایش مقادیر حاد و تحت کشنده آرسنیک برای ماهی مورد آزمایش تعیین گردید. سپس قابلیت تجمع آرسنیک در بافت عضله ماهی کپور معمولی در حضور یا عدم حضور زئولیت و پامیس مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه برای رسیدن به بهترین شرایط جذب و هم چنین بررسی اثر متقابل متغیرهای مستقل از طراحی آماری ایجاد شده از نرم افزار (Design Expert.7.0) و به روش مطالعه سطح پاسخ (RSM) و طراحی اولیه ترکیبی مرکزی (CCD) استفاده گردید. متغیرهای مستقل شامل: غلظت آرسنیک، دوز جاذب زئولیت و پامیس هستند. هم چنین غلظت آرسنیک تجمع یافته در بافت عضله ماهی و غلظت آمونیاک آب به عنوان متغیر وابسته (پاسخ) مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی آماری هر یک از متغیرهای مستقل با متغیرهای وابسته از طریق آزمون ANOVA انجام گرفت. نتایج نشان داد که ضریب تبیین (R2) برای تجمع آرسنیک در حضور کلینوپتیلولیت در بافت عضله ماهی 528/0 و برای آمونیاک 913/0 به دست آمد و در حضور پامیس برای تجمع آرسنیک در بافت عضله ماهی 665/0 و برای آمونیاک 928/0 به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق زئولیت بطور معنی داری سبب کاهش تجمع آرسنیک در عضلات می شوددر صورتی که کارایی پامیس در جذب آمونیاک از آب بطور معنی داری بیشتر از زئولیت است (5%>p ).

هدف اصلی پژوهش حاضر جذب و تجزیه ی نوری رنگ متیلن بلو به عنوان یکی از رنگ های سمی موجود در پساب صنایع می باشد. برای این منظور ابتدا ماده ی نانو حفره SBA-15 به روش هیدروترمال سنتز و سپس سطح آن با نانو ذرات تیتانیوم اصلاح شد. برای شناسایی و تأیید ساختار کاتالیست سنتز شده آنالیزهای SEM/EDX، XRD، BET،TEM و ICP انجام شد و ساختار مورد تأیید قرار گرفت. در ادامه قابلیت تجزیه و جذب کاتالیست تولید شده برای رنگ متیلن بلو در سیستم ناپیوسته و پیوسته تحت نور مرئی بررسی شد. در این راستا تجزیه رنگ در سیستم ناپیوسته و با استفاده از کاتالیست سنتز شده در دو حالت پودری (TiO2/SBA-15) و تثبیت شده بر روی گوی های شیشه ای توسط پلیمر آلژینات (Alginate-TiO2/SBA-15) انجام شد. برای این منظور بهینه سازی متغیرها با طراحی آزمایشات و با استفاده از نرم افزار Design-Expert 7.0.0 تحت روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) انجام شد. در این روش، تأثیر پارامترهای مستقل pH اولیه محلول، دوز کاتالیست، غلظت اولیه رنگ و زمان تماس بر کارآیی جذب و مقدار کل حذف به عنوان متغیر وابسته (پاسخ) مورد بررسی قرار گرفت. از سوی دیگر، حذف رنگ در سیستم پیوسته با استفاده از راکتور مسطح طراحی شده که با گوی های دارای غشاء Alginate-TiO2/SBA-15 پر شده بود انجام شد. در این سیستم تأثیر دو متغیر غلظت رنگ و سرعت جریان تحت نور مرئی مصنوعی (لامپ هالوژن با قدرت 500 وات) و نور خورشید مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده از این مطالعه شرایط بهینه حذف در سیستم ناپیوسته و با استفاده از پودر TiO2/SBA-15 برایpH با مقدار 8.90، دوز کامپوزیت با 2.49 گرم برلیتر، غلظت رنگ 33.22 میلی گرم بر لیتر و زمان 432.90 دقیقه بدست آمد، که در این حالت مقدار کل حذف رنگ 99.95% با مطلوبیت 1 به دست آمد. نتایج بهینه بدست آمده توسط گوی های دارای غشای Alginate-TiO2/SBA-15 در سیستم ناپیوسته به این صورت بود: pH با مقدار 6.74، نسبت دوز SA/TiO2-SBA-15 برابر با 31.15، زمان 594.08 دقیقه و غلظت رنگ 69.97 میلی گرم برلیتر بود که در نتیجه این شرایط حذف رنگ 89.44% با مطلوبیت 1 بدست آمد. در مرحله نهایی مطالعات حذف رنگ در سیستم پیوسته تحت نور مرئی مصنوعی و نور خورشید انجام گرفت. برای تعیین شرایط بهینه حذف، اثر دو متغیر شامل غلظت اولیه رنگ و سرعت جریان بررسی شدند.

آلودگی منابع آب شامل آب های زیرزمینی و سطحی به نیترات، به دلیل حلالیت بسیار زیاد آن درآب متداول می باشد. حضور نیترات در آب های آشامیدنی و ورود آن به بدن انسان موجب ایجاد مشکلات فراوانی مانند متاموگلوبینامیادر اطفال می شود؛ لذا سازمان سلامت جهانی حد مجاز آن را در آب آشامیدنی ppm 10 اعلام نموده است. فرایندهای حذف نیترات از آب آشامیدنی دشوار و هزینه بر می باشد. برای این منظور فرایندهای فیلتراسیون غشایی می توانند به عنوان یک فن آوری سازگار با محیط زیست، به کار گرفته شوند. در این پژوهش غشای اولترافیلتراسیون PAN به کمک سورفکتنت کاتیونی برای حذف نیترات از محلول آبی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسی اثر نوع و ساختار سورفکتنت در حذف نیترات، از دو نوع سورفکتنت HTAB و CPC استفاده شد. همچنین اثر پارامترهای ضخامت غشا (150، 200 و 250 میکرون)، غلظت نیترات (ppm 40، 120 و 200) و غلظت سورفکتنت (mM 4/0، 2/5 و 10) بررسی شد. طراحی آزمایش ها توسط نرم افزار Design-expert 7.0.0 به روش سطح-پاسخ، طراحی مرکب مرکزی(Faced-center) انجام گرفت و تعداد 17 آزمایش به ازای هر سورفکتنت ارائه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده به طور کلی، سورفکتنت CPC به دلیل ساختار سر آب دوست آن نسبت به HTAB برتری داشت؛ اما HTAB در غلظت ppm 40 نیترات توانایی حذف بیش تری نشان داد. مکانیزم مطرح شده در فرایند، تشکیل لایه ژل بر روی غشا می باشد. با گذشت زمان فیلتراسیون اهمیت پارامترهای نوع و غلظت سورفکتنت بیش تر و از اهمیت دیگر پارامترها کاسته شد. افزایش غلظت سورفکتنت به بالای غلظت بحرانی موجب افزایش قابل ملاحظه پس دهی شده اما برای CPC در نزدیکی غلظت mM 10 اندکی کاهش پس دهی مشاهده شد. مشاهدات نشان داد که در غلظت های نیترات بالاتر از ppm40و ضخامت های نزدیک به 150 میکرونپس دهی بالاتر است. بهترین راندمان پس دهی به دست آمده در شرایط بهینه پیشنهاد شده توسط نرم افزار(CPCmM 18/8،ppm 2/196 نیترات و ضخامت 160 میکرون)،% 29/80 در 30 دقیقه از فیلتراسیون با فلاکس متوسط L/m2hr 25/19 بود. افزایش فشار از 1 تا 25/2 بار در شرایط بهینه موجب بهبود فلاکس و پس دهی گردید. همچنین اصلاح غشا بهینه توسط PVP با تغییر ساختار غشا، موجب افزایش فلاکس و کاهش پس دهی شد. درصد تخلخل و محتوای آب برای غشا بهینه به ترتیب % 9/49 و % 56/82 بود.

افزایش بی رویه جمعیت در سال های اخیر و محدودیت منابع آب سطحی منجر به فشار بیش از اندازه به سفره های آب زیرزمینی و باعث خسارات جبران ناپذیر به منابع طبیعی کشور بخصوص در سال های آینده خواهد شد. آب های زیرزمینی منبع تأمین آب برای میلیون ها نفر در جهان بوده و آلوده شدن آن ها تأثیرات عمده ای بر سلامت انسان ها، فعالیت صنایع، کشاورزی و محیط زیست دارد. هدف از این پژوهش برآورد پتانسیل آلودگی آرسنیک آب های زیرزمینی سنندج با استفاده از شبکه عصبی بود. در این راستا از بین چاه های مجوزدار شهرستان سنندج 35 چاه با در نظر گرفتن حوضه آبریز، پراکندگی مناسب و ساختار زمین شناختی متفاوت انتخاب شد. نمونه های آب هر چاه در ظرف های پلی اتیلنی و در دمای 4 درجه سانتی گراد نگه داری و به آزمایشگاه منتقل شد. برای بررسی رابطه بین ویژیگی های خاک اطراف چاه و نمونه های آب چاه ها، از عمق 0-20 سانتی متری خاک سطحی بالادست چاه ها نمونه های خاک به صورت مرکب جمع آوری شد. خاک-های جمع آوری شده در دمای آزمایشگاه خشک و برای آنالیز آماده شدند. به منظور نگه داری طولانی مدت نمونه های آب نیتریک اسید به آن ها افزوده شد و در آزمایشگاه غلظت آرسنیک نمونه های آب با دستگاه جذب اتمی به روش کوره انداز ه گیری شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیای خاک شامل: آرسنیک، آرسنات، آرسنیت، فسفات، نیترات، آهن کل، آهن بی شکل، منگنز کل، منگنز بی شکل، درصد رس، درصد شن، درصد سیلت، ماده آلی خاک، pH وCEC اندازه گیری شدند. در میان پارامترهای فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری شده خاک pH بدلیل گستره بسیار نزدیک نسبت به هم از مطالعه حذف شد. حداکثر مقدار آرسنیک آب و خاک به ترتیب 7/9 میکروگرم در لیتر و 1/11 میلی گرم بر کیلوگرم اندازه گیری شد که مقدار هر دو کمتر از حد مجاز بود. در مرحله بعد تمامی داده های آب و خاک نرمال شد و در نهایت دقت مدل های رگرسیون چندگانه و شبکه عصبی مصنوعی برای بررسی رابطه بین پارامترهای ذکر شده خاک و آرسنیک موجود درآب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مدل رگرسیون چندگانه در مرحله آموزش 636/0R= و 155/0RMSE= و 124/0MAE= و در مرحله آزمون مقادیر 517/0R= و 369/0RMSE= و 338/0MAE= به دست آمد. نتایج مدل شبکه عصبی در مرحله آموزش 835/0R= و 156/0RMSE= و 118/0MAE= در مرحله آزمون مقادیر 816/0R= و 177/0RMSE= و 158/0MAE= به دست آمد. مقایسه ی دقت مدل های

در این مطالعه سیلیس بی شکل به روش شستشوی اسیدی از پوسته برنج استخراج شد. سپس ماده میان حفره سیلیکاتی MCM-41 با استفاده از سیلیس استخراج شده سنتز و با استفاده از نانو ذرات مگنتیت (Fe3O4) مغناطیسی شد و ماده میان حفره سیلیکاتی مغناطیسی بدست آمده، magMCM-41 نامیده شد. در ادامه ماده magMCM-41 سنتز شده با استفاده از گروه عاملی 3-آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان (APTMS) عامل دار گردید تا ماده جاذب NH2-magMCM-41 بدست آمد. ساختار سیلیس و مواد میان حفره سیلیکاتی تولید شده با استفاده از آنالیزهای XRD، XRF، VSM، FT-IR، BET، TGA، SEM و TEM مورد بررسی قرار گرفت و موفقیت آمیز بودن تولید این مواد تایید شد. در مرحله دوم این مطالعه حذف یون های فلزات سنگین کادمیوم(II) و سرب(II) از محلول های آبی با استفاده از جاذب تولید شده در سیستم ناپیوسته و به صورت محلول های تک فلزی انجام شد. سپس کارایی جاذب تولید شده با استفاده از طراحی آزمایشات انجام شده توسط نرم افزار Design-Expert 7.0.0 و با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، تاثیر پارامترهای pH اولیه محلول، دوز جاذب و غلظت اولیه یون های فلزی کادمیوم و سرب بر روی کارایی جذب جاذب NH2-magMCM-41 برای طراحی آزمایشات و آنالیز نتایج مورد استفاده قرار گرفت. شرایط بهینه برای جذب یون های فلزی با استفاده از بهینه سازی عددی نرم افزار بدست آمد که برای کادمیوم pH اولیه محلول 05/5، دوز جاذب g.L-1 1/0، غلظت اولیه کادمیوم mg.L-1 150، کارایی جذب 25/60%، ظرفیت جذب mg.g-1 21/493 و مطلوبیت 807/0 و برای سرب pH اولیه محلول 22/5، دوز جاذب g.L-1 1/0، غلظت اولیه سرب mg.L-1 150، کارایی جذب 32/64%، ظرفیت جذب mg.g-1 94/591 و مطلوبیت 841/0 می باشد. بررسی سینتیک جذب نشان داد سرعت فرآیند جذب یون های فلزی کادمیوم و سرب بر روی جاذب NH2-magMCM-41 برازش بهتری با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم دارد. همچنین، بررسی ایزوترم های جذب نشان داد که مدل لانگمیر نسبت به مدل فرندلیچ برازش بهتری با داده های تجربی دارد. بررسی ترمودینامیک جذب نشان داد که واکنش جذب یون های فلزی کادمیوم و سرب گرماده (مقادیر ΔH° منفی) و برگشت ناپذیر (مقادیر ΔS° مثبت) می باشد. همچنین مقدار ΔG° منفی بیانگر خودبخودی بودن فرآیند جذب بود و افزایش مقدار منفی ΔG° با افزایش دما ن

هدف از این مطالعه بررسی امکان استفاده از نانو ذرات مغناطیسی (MNPs) Fe3O4 به عنوان یک جاذب موثر جهت حذف یون های فلزی آرسنیک (V) و کروم (VI) از محلول های آبی در سیستم های ناپیوسته می باشد. به این منظور نانو ذرات به روش سل- ژل تهیه و با استفاده از گروه های عاملی اسید آسکوربیک (AA) و تیول- آهن (Fe3+-TMSPT) عامل دار شدند. ویژگی های ساختاری ماده تولید شده با استفاده از آنالیزهای SEM، XRD، FT-IR، TGA، BET و VSM مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آنالیز XRD نشان داد که اندازه متوسط ذرات با استفاده از معادله شرر در حدود nm 80/10 است. اثر چهار متغیر مستقل pH، دوز جاذب، غلظت یون فلزی و دما در فرآیند جذب سطحی آرسنیک (V) و کروم (VI) مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) همراه با روش سطح پاسخ (RSM) جهت به حداکثر رساندن کارایی حذف فلزات سنگین از محلول های آبی استفاده گردید. در مجموع 20 سری آزمایش که توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت طراحی شده بود انجام و کارایی حذف (R) به عنوان پاسخ به نرم افزار داده شد. نتایج نشان داد که حداکثر کارایی حذف آرسنیک (V) توسط جاذب AA-MNPs و Fe3+-TMSPT-MNPs به ترتیب برابر با 72/62% و 67/68% بود و حداکثر کارایی حذف کروم (VI) توسط جاذب Fe3+-TMSPT-MNPs برابر 14/76% بدست آمد. در بهینه سازی عددی، مقادیر بهینه پارامترهای pH، دوز جاذب و غلظت یون جهت حذف آرسنیک (V) توسط جاذب های AA-MNPs و Fe3+-TMSPT-MNPs به ترتیب برابر با 2،g.L-1 1/0،mg.L-1 5 و 82/3، g.L-105/1، mg.L-1 5 بدست آمد. همچنین مقادیر بهینه پارامترهای pH، دوز جاذب و غلظت یون جهت حذف کروم (VI) توسط جاذب Fe3+-TMSPT-MNPs به ترتیب برابر با 28/4، g.L-1 15/0 و mg.L-160 بدست آمد. مطالعات سینتیکی نشان دادند که داده های تجربی جذب آرسنیک (V) و کروم (VI) برازش بهتری با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم نسبت به مدل سینتیکی شبه مرتبه اول داشتند. مدل هم دمایی لانگمیر به خوبی با نتایج بدست آمده برای جذب آرسنیک (V) توسط دو جاذب AA-MNPs و Fe3+-TMSPT-MNPs برازش یافت که تایید کننده جذب تک لایه بر روی جاذب بود. همچنین داده های تعادلی جذب کروم (VI) توسط جاذب Fe3+-TMSPT-MNPs با مدل هم دمایی فروندلیچ برازش داده شدند. پارامترهای ترمودینامیکی محاسبه شده نشان دادند که فرآیند جذب سطحی آرسنیک (V) و کروم (VI) بصور

هدف از مطالعه حاضر حذف (As (V از محلول های آبی با استفاده از ماده نانوحفره سیلیکاتی MCM-48 عامل دار شده با 3-آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان در سیستم ناپیوسته است. سنتز MCM-48 در دمای محیط و به روش سل-ژل انجام شد و عامل دار کردن آن به روش پس سنتزی صورت گرفت. ساختار جاذب تولید شده با استفاده از آنالیزهای تفرق اشعه ایکس (XRD)، جذب- واجذب گاز نیتروژن (BET)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی عبوری مادون قرمز فوریز (FT-IR) مورد بررسی قرار گرفت. اثر متغیرهای مختلف شامل(pH (8-2، غلظت اولیه یون آرسنیک (mg.L-1 100-0/1)، دوز جاذب (g.L-1 3-0/1)، زمان تماس (صفر تا 120 دقیقه) و دما (C˚ 50-20) جهت یافتن بهترین شرایط جذب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آنالیز SEM نشان داد که ذرات MCM-48 دارای اندازه ای در دامنه 400 تا nm 500 هستند و ساختار کروی دارند. الگوی XRD محصول تولید شده نیز نشان داد که نه تنها الگوی ویژه ساختار مکعبی Ia3d با نظم بالا تشکیل شده است بلکه پس از عامل دار کردن نیز نظم ساختار ماده سنتز شده حفظ شده است. از سوی دیگر، نتایج آنالیز FT-IR نشان داد که عامل دار کردن سطح داخلی حفرات با موفقیت انجام شده است. نمودار وزن سنجی حرارتی MCM-48 و NH2-MCM-48 نیز بیانگر حذف کامل ماده طاق ساز و همچنین عامل دار شدن موفقیت آمیز بود. بعلاوه، نتایج BET نشان داد که میانگین اندازه حفرات حدود nm 2/44، میزان سطح ویژه بالغ بر m2.g-1 1326 و حجم کل حفرات cm3.g-1 1/11 بوده است. نتایج فرآیند جذب سطحی نشان داد که شرایط بهینه حذف(As (V توسط NH2-MCM-48 در pH 2، غلظت اولیه آرسنیک mg.L-1 50 و دوز جاذب g.L-1 1 بوده است. بعلاوه، مطالعات ترمودینامیک نشان داد که کارایی جذب با افزایش دمای سیستم از 20 به ˚C 50 افزایش می یابد، که نشان دهنده طبیعت گرماگیر و خودبخودی بودن فرآیند جذب است. مطالعات سینیتیک نشان داد که داده های تجربی برازش بهتری با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم نسبت به مدل سینتیکی شبه مرتبه اول دارند. از طرف دیگر، از دو مدل هم دمایی استفاده شده مدل لانگمایر برازش بهتری با داده های تجربی داشته است.

تراکم نووناگل یکی از مهم ترین روش های تشکیل پیوند کربن-کربن (C=C) در شیمی آلی است که به طور گستره مطالعه و مورد استفاده قرار گرفته است. در این پایان نامه تراکم نووناگل آلدهیدهای آروماتیک با ترکیبات متیلن فعال کاتالیست شده به وسیله دو نانو حفره MCM-41 و MCM-48 عامل دار شده مورد مطالعه قرار گرفته است. در اولین بخش این پایان نامه، فرآیندهای تک ظرفی و ساده برای واکنش تراکمی آلدهیدهای آروماتیک با مالونیتریل یا اتیل سیانو استات در خضور مقدار کاتالیزگری از Zr(IV)-schiff base-MCM-41 به عنوان کاتالیزگری نانو و ناهمگن، در آب و در دمای 35 درجه سانتی گراد گزارش شده است. همچنین در بخش بعدی از این پایان نامه، 2-_بنزیلیدین) مالونونیتریل ها و اتیل-2-سیانو-3-(فنیل) آکریلات ها به وسیله واکنش تراکمی نووناگل آلدهیدهای آروماتیک با مالونونیتریل و اتیل سیانو استات با استفاده ازZr(IV)-schiff base-MCM-48 به عنوان کاتالیزگری نا همگن، در آب و دمای 35 درجه سانتی گراد سنتز شده اند. مزایای این واکنش سازگار با محیط زیست بازده های بالا، زمان های واکنش کوتاه، امکان استفاده مجدد از کاتالیزگر و استفاده از آب به عنوان حلال سبز می باشد.

سولفوکسیدها حد واسط های سنتزی مفیدی در سنتز مولکول های مهم شیمیایی و بیولوژیکی محسوب می شوند. روش اصلی برای ساخت سولفوکسیدها، اکسید کردن سولفیدهای مربوطه است. به همین دلیل در این پایان نامه از دو کاتالیزگر مزوپروس برای اکسایش شیمی گزین سولفیدها به سولفوکسیدها استفاده شده است. در بخش اول این پایان نامه Zr-Imine-MCM-41 آماده گردید و به عنوان یک کاتالیزگر قابل بازیافت برای تبدیل سولفیدها به سولفوکسیدها توسط H2O2، تحت شرایط بدون حلال و دمای 35 درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار گرفت. در بخش دیگر این پایان نامه، انواع متنوعی از سولفیدها به طور گزینشی به سولفوکسیدها با بازده های خوب تا عالی توسط H2O2 30% در حضور مقادیر کاتالیزگری از کاتالیزگر قابل بازیافت Zr-Imine-MCM-48 تحت شرایط بدون حلال و دمای اتاق اکسید شدند.

در این پروژه دو روش مختلف برای سنتز ایمیدازول های چند استخلافی بکار گرفته شده است. در روش اول ابتدا کاتالیزگر هتروژن n- پروپیل سولفامیک اسید تثبیت شده بر روی MCM-41 سنتز شد سپس با استفاده از آن ایمیدازول های سه استخلافی و چهاراستخلافی سنتز شدند. در اینجا یک روش ساده و موثر برای سنتز ایمیدازول های سه استخلافی و چهار استخلافی طراحی شد که شامل یک واکنش چند جزئی و تک ظرفی از بنزیل، آلدهید و استات آمونیوم (یا مخلوطی از استات آمونیوم و آمین نوع اول) در حضور n- پروپیل سولفامیک اسید ساپورت شده بر روی MCM-41به عنوان کاتالیزگر بود و شرایط واکنش بدون حلال و دمای 130 درجه سلسیوس بودطرح (1). در بخش دیگر این پروژه یک روش جدید برای سنتز ایمیدازول های سه استخلافی و چهار استخلافی بکار گرفته شد. که در آن بنزیل، نیترید آلومینیوم نانو ( یا مخلوطی از نیترید آلومینیوم و آمین های نوع اول ) و یک آلدهید در حضور چند قطره آب در شرایط واکنشی بدون حلال و دمای 130 درجه سلسیوس با هم ترکیب شدند طرح (2).