توضیحات
عنوان تحقیق: بررسی انواع سینتیک های جذب بیولوژیکی فلزات سنگین
- چکيده
- فصل 1 : فلزات سنگین و انواع جاذب ها
- مقدمه
- فلزات سنگین
- منابع آلودگی فلزات سنگین
- جذب سطحی
- اساس پدیده جذب سطحی
- پدیده ناپیوستگی
- اتمهای سطح جامد غیر اشباع هستند
- ویژگی هاي پدیده جذب سطحی
- مکانیسم جذب
- انواع جذب سطحی
- جذب فیزیکی یا جذب واندروالس
- جذب شیمیایی یا جذب سطحی فعال شده
- هم دماهاى دو پارامترى
- مدل همدماى لانگموير
- مدل همدماى فروندليچ
- مدل همدمای سه پارامتری
- مدل همدماى ردليشپترسون
- مدل همدماى سيپس
- سیستم های جذب سطحی
- سیستم غیر پیوسته
- سیستم بستر ثابت
- بستر ضربه زده
- بستر متحرک حالت پایا
- بستر سیال شده
- جاذب ها و پدیده جذب سطحی
- طبیعت جاذب ها
- انواع مختلف جاذب ها
- جاذبهای طبیعی
- جاذبهای طبیعی فرآوری شده
- جاذبهای معدنی آئروژل
- زئولیتها
- خاکهای معدنی
- پرلیت
- کربن فعال
- جاذب های سنتزی
- برخی از جاذب های دیگر
- مولکولارسیو X
- آلومینا اکتیو
- سیلیکاژل سفید
- سیلیکاژل نارنجی
- سیلیکاژل آبی
- ساختار شیمیایی زئولیت ها
- زئولیت نوع A
- زئولیتX
- روش های استفاده از مواد جاذب
- استفاده از مواد جاذب به صورت توده ای
- استفاده از مواد جاذب به شکل ورق و یا رول
- استفاده از مواد جاذب، به صورت بوم (بالشتکهای جاذب)
- جمع بندی
- فصل 2 : سینتیک جذب بیولوژیکی
- مقدمه
- جذب بیولوژیکی
- مکانیسمهای جذب بیولوژیکی فلز توسط میکروارگانیسم ها
- جذب فیزیکی
- تبادل یونی
- کمپلکس
- ترسیب
- انتقال از میان غشای سلولی
- فاکتورهای مؤثر بر جذب زیستی
- اسیدیته (PH)
- حضور دیگر یونهای فلزی
- غلظت بیوماس در محلول
- غلظت فلز موجود در محلول
- دما
- جداسازی مخلوط گازها به کمک جذب سطحی با تناوب فشارخلاء
- جذب بیولوژیکی یون هاي کادمیم و مس از محیط آبی توسط سبوس گندم اصلاح شده
- جذب بیولوژیکی توسط قارچ Aspergillus niger
- اثر آماده سازی توده زنده بر جذب فلزات سنگین
- اثر اسیدیته در محلول بر جذب فلزات کادمیم، نیکل و سرب
- اثر غلظت توده زنده بر میزان جذب
- سینتیک و ایزوترم جذب بیولوژیکی سرب توسط جاذب Chlorella Vulgaris
- جمع بندی
چکيده
با پیشرفت تمدن بشری، توسعه فناوری و ازیاد روز افزون جمعیت، در حال حاضر دنیا با مسئله مهمی به نام آلودگی مواجه شده است، که زندگی ساکنان کره زمین را تهدید میکند به طوری که در هر کشور، حفاظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان قرار گرفته است. آلودگی ناشی از انباشته شدن خاک و آب از ترکیبات سمی پایدار مانند مواد شیمیایی، نمکها، فلزات سنگین و مواد رادیواکتیو عوامل ایجاد بیماریهایی است که تأثیرات ناسازگاری بر روی رشد و سلامت جانوران و انسانها دارد. انتشار فلزات سنگین در محیط زیست به سبب صنعتی شدن و گسترش شهر نشینی مشکلات بزرگی در سراسر جهان به همراه داشته است و همچنین افزایش آلودگی محیط زیست توسط فلزات سنگین سبب نگرانیهای بسیار جدی به دلیل خصوصیات سرطانزایی، تجزیه ناپذیری و تجمع بیولوژیکی آنها شده است. جذب فلزات سنگین از پسابهای صنعتی یکی از مباحث مهم زیست محیطی محسوب میشود. تا کنون روشهای مختلفی برای جذب این فلزات مورد توجه قرار گرفته است که استفاده از جاذبهای زیستی از جمله این روشها به شمار میرود. مقزون به صرفه بودن از نظر اقتصادی، دستیابی آسان و انطباق با استاندارهای زیست محیطی از جمله مزایای روش جذب میباشد. در این مطالعه اساس عملکرد، مزایا و معایب روشهای مختلف جذب و در انتها سینتیک جذب بیولوژیکی مورد بحث قرار گرفته است.
واژههاي كليدي: فلزات سنگین، جذب بیولوژیکی، سینتیک و ایزوترم جذب
فلزات سنگین و انواع جاذب ها
- مقدمه
فلزات سنگين به عنوان يك مسئله خطر ساز از ابعاد مختلف و به طور جدي ميتوانند زيست انسان و ساير موجودات زنده را به خطر بياندازند. يكي از عمدهترين منابع توليد كننده اين عوامل سنگهاي معادن و غبارهاي آتشفشاني ميباشند ولي در كنار اينها انسان خود به اشكال مختلف مانند صنايع رنگرزي، آبكاري فلزات و باطري سازي در انتشار فلزات سنگين نقش دارد. حضور اين عوامل در محيط زيست در دراز مدت منجر به كاهش توان توليد مثلي آبزيان، مشكلات تنفسي و عصبي و غيره شده و در ضمن با توجه به تجمع آن در بدن (تجمع زيستي)[1] و انتقال آنها به مصرف كنندگان بعدي از جمله انسان ميتواند عوارض غير قابل جبراني را ايجاد نمايد. علاوه بر كربوهيدراتها، ليپيدها، اسيدهاي آمينه و ويتامينها برخي از فلزات سنگين براي فعاليت بيولوژيكي سلولها ضروري ميباشند. برخي از فلزات مانند آهن براي زندگي جنبه حياتي داشته و گروهي ديگر مانند مس و روي و سرب به مقدار جزئي براي فعاليت آنزيمها ضروري هستند. اين فلزات به علت داشتن وزن اتمي بالا فلزات سنگين ناميده ميشوند. چنانچه ميزان ورود اين فلزات ضروري به بدن بيش از حد مورد نياز باشد باعث ايجاد مسموميت ميشوند. فلزات سنگين غير ضروري و يا فلزات سمي نيز در بدن آثار سمي توليد مينمايند، به طور كلي فلزات سنگين موجود در محيط زيست يك خطر بالقوه براي موجودات زنده به شمار ميآيند. انسان و حيوانات هميشه در معرض آلودگي با فلزات سنگين ميباشند اينگونه فلزات با تركيبات ضروري بدن از قبيل اكسيژن، گوگرد و ازت به صورت گروههايي از قبيلS-S ، SH ، OH ، COO و COOH پيوند برقرار مينمايند. بيشتر تركيبات ضروري بدن از جمله آنزيمها و پروتئينها داراي چنين گروههايي ميباشند در نتيجه فلزات سنگين موجب وقفه فعاليت آنزيمها و اختلال در سنتز تركيبات ضروري بدن ميشوند.
جذب فلزات يكى از مهمترين فرآیندهاى صنعتى در صنايع مختلف بخصوص صنایع نفت و گاز است. در حال حاضر، پژوهشهاى زيادى به منظور جذب بهتر فلزات سنگین با جاذبهای مصنوعی و طبیعی و انواع مختلف آنها انجام شده که هر یک از آنها معایب و مزایای خود را دارند. محدوده عملیات میتواند از چند گرم ماده جاذب در آزمایشگاه تا چندین تن جاذب در کارخانههاي صنعتی تغییر نماید. در این فصل هدف معرفی فلزات سنگین و منشاء آنها، فرآیند جذب سطحی، انواع جاذبها و معادلات همدمای جذب سطحی میباشد.
- فلزات سنگین
تجمع فلزات سنگین در آب، هوا و خاک یک مشکل زیست محیطی بسیار مهم میباشد. در جدول تناوبی به آن تعداد از عناصر که وزن اتمی بالایی داشته و در درجه حرارت اتاق خاصیت فلزی دارند، فلزات سنگین اطلاق میشود. از آنجایی که تعاریف مختلفی برای این عناصر آورده شده است و دز این طبقه عناصر مختلفی قرار داده شدهاند، بایبد تنها از اصطلاح فلزات یا شبه فلزات استفاده نمود. بر اساس این تعاریف فلزات مس تا بیسموت در جدول تناوبی که دانسیته بیشتر از 4 دارند، به عنوان فلزات سنگین تعریف شدهاند. بسیاری از این عناصر نه تنه برای حیات بیولوژیکی ضروری نیستند، بلکه خاصیت سمی نیز دارند. ارگانیسمهای زنده به مقادیر بسیار کمی از فلزات سنگین برای ادامه زندگی، رشد و بقا نیاز دارند که به اصطلاح به آنها ردیابی عناصر[2] میگویند. مثل آهن، کبالت، مس، منیزیم، مولبیدن، وانادیم، استرنیم و روی. اگر حضور این فلزات در بدن از حداقل مورد نیاز خود افزایش داشته باشند باعث اختلال در رشد میشود. سایر فلزات سنگین مانند جیوه، سرب، کادمیم عناصر حیاتی نبوده و اثرات سودمندی بر حیات ارگانیسمهای زنده ندارند، به طوریکه تجمع آنها در بدن موجودات زنده به خصوص پستانداران باعث بیماریهای خطرناکی میگردد. مسیرهای ورود به بدن پستانداران به طور معمول از طریق هوای آلوده که در مناطق صنعتی پس از بارندگی وارد خاک و آب زیرزمینی میشوند و همچنین از طریق دریاها و اقیانوسها میباشد.
یکی از اساسیترین مسائل مرتبط با فلزات سنگین عدم متبولیزه شدن آنها در بدن میباشد. در واقع فلزات سنگین پس از ورود به بدن دیگر از بدن دفع نشده، بلکه در بافتهایی مثل چربی، عضلات، استخوانها و مفاصل رسوب میکنند و انباشته میشوند. که همین امر موجب بروز بیماریها و عوارض متعددی در بدن میشود. اين فلزات جزء عوامل تشکیل دهنده طبيعي آب درياها ميباشند و مقادير فراواني از آنها به صورت طبيعي از طریق متنوعي مانند فرسايش سنگهاي معادن، باد، ذرات غبار، فعاليتهاي آتشفشاني، رودخانهها و آبهاي زيرزميني وارد محیط ميشوند. ولي آنچه مسئله ساز است افزايش منطقهاي اين فلزات به واسطه فعاليتهاي صنعتي انساني مانند افزايش پسابها و ضايعات صنعتي كارخانجات ،آلودگيهاي نفتي، سموم، دفع آفات و … ميباشد.
- منابع آلودگی فلزات سنگین
منابع اصلی آلودگی فلزات سنگین شامل منابع انسان ساز و منابع طبیعی انتشار آنها میباشد. به عنوان مثال منابع طبیعی انتشار کادمیم عمدتاً شامکل سنگهای رسوبی، سنگ فسفاتهای دریایی، آتشفشانهای فعال، معادن و بسترهای سنگی حاوی آنها، دریاچهها، جنگل سوزی میباشند و منابه انسان ساز آن شامل؛ انتشار از صنایع مصرف کننده محصولات حاوی کادمیم مانند باطریهای نیکل – کادمیم، پلاستیک، سرامیک، شیشه، رنگ، تثبیت کنندههای کادمیمی استفاده شده در فرآیند تولید محصولات پلی وینیل کلراید (PVC)، محصولات آهنی و غیر آهنی با روکشهای کادمیمی، آلیاژهای کادمیمی و محصولات الکترونیکی، زباله سوزهای شهری، پسماندهای صنایع فلزی مثل صنایع آهن و فولاد، سیمان، سنگ گچ، روی، سرب، مس و آلیاژهای آنها و باقی ماندههای سوختهای فسیلی و … میباشند. همچنین مصرف لجن فاضلاب و کودهای فسفاته در زمینهای کشاورزی و باقیماندهای ناشی از مصرف سوختهای فسیلی، پسماندهای صنایع سیمان و محلهای دفن زباله (که در آنها زبالههای حاوی کادمیم یا ناخالیصیهای آن وجود دارد) از عوامل آلودگی کادمیم در خاک هستند.
در مورد جیوه نیز میتوان به عمده موارد مصرف آن شامل کاتالیستها، وسایل الکتریکی ترمومتر، بارومتر، لامپهای جیوهای، باطری، تولید سود سوزآور، محصولات کشاورزی (آفتکشها، ضد باکتری و …) و همچنین کاربرد زیادی از آن در داروسازی، رنگ سازی و مصرف در استخراج طلا را نام برد. بیشترین ترکیب قابل استفاده جیوه فنیل مرکوریک استات و فنیل مرکوریک اولات بوده که هر دو از درجه سمیت بالایی برخوردار هستند. اکسید جیوه نیز به عنوان یک ترکیب ضد کپک در رنگهای نقاشی استفاده میشود. اکثر قریب به اتفاق واحدهای تولید کننده فاضلاب صنعتی حاوی فلزات سنگین، فاقد سیستمهای تصفیه هستند و روزانه مقادیر فراوانی فاضلاب صنعتی را وارد محیط زیست یا شبکه فاضلاب شهری مینمایند که باعث آلودگی منابع آبی میشود. در مواردی نیز که فاضلاب تصفیه میشود مشکل دفع و دفن لجن تولید شده وجود دارد، که میتواند از طریق گیاهان، جذب و وارد چرخه غذایی شود. بنابراین حذف فلزات سنگین بایستی در مورد لجن تصفیه خانههای فاضلاب نیز انجام شود.
- جذب سطحی
جذب سطحی یک فرآیند جداسازي است که در آن برخی از اجزاء از سیال به سطح یک جاذب سطحی جامد منتقل میشوند. معمولاً ذرات ریز جاذب در بستر ثابتی نگه داشته میشوند و سیال به صورت پیوسته از میان بستر عبور داده میشود تا جامد تقریباً سیر شود و دیگر نتواند به جداسازي مورد نظر دست یابد. جذب سطحی را میتوان تمایل مولکولهاي فاز سیال براي چسبیدن به سطح جامد تعریف کرد. در جذب سطحی از جامد متخلخل استفاده میشود که این منافذ سطح بسیار زیادي را ایجاد میکنند. در واقع نه تنها سطح خارجی وجود دارد، بلکه تخلخل نیز داریم و هر چقدر سطح جاذب افزایش یابد، مقدار ظرفیت جذب نیز افزایش مییابد[1].
در عملیات جذب از قابلیت بعضی از جامدات در جذب بعضی از مواد موجود در محلول روي سطح استفاده میشود. به این شکل اجزاي یک محلول گازي یا مایع را میتوان از هم جدا کرد. عامل اساسی در سیستم جذب، جاذب است. جاذب پدید آورنده فناوري جذب سطحی است. در گذشته استفاده از جاذبها برمبناي سعی و خطا استوار بوده که با انجام آزمایش کیفیت آنها اندازه گیري میشد، اما امروزه در بررسیهاي انجام شده از لحاظ علمی ساختار منافذ و تخلخل و انرژيهاي سطحی و دیگر پارامترهاي یک جاذب را از پیش تعیین میکنند و بر مبناي آن جاذب را استفاده میکنند. در ساختار مولکولی منظم مقدار جذب افزایش مییابد و میزان انتخاب پذیري نیز زیاد میشود[1].
- اساس پدیده جذب سطحی
به طور کلی پدیده جذب سطحی به خاطر خواص موجود بر روي سطح جامد اتفاق میافتد. این خواص داراي دو منشأ میباشد.
- پدیده ناپیوستگی[3]
به این مفهوم است که خواص سطح جاذب از خواص بقیه جاذب متفاوت است در واقع اتمهاي سطح از اتمهاي توده متفاوت هستند[1 و2].
- اتمهای سطح جامد غیر اشباع[4] هستند
این پدیده به این مفهوم است که در زیر سطح اتمهاي جامد با اتمهاي مجاور پیوند سطحی ایجاد کرده است اما در سطح اتمها از بالا آزاد هستند و توانایی ایجاد پیوند با مولکولهاي دیگر را دارند. از این رو یک حالت تمایل براي رسیدن به حالت اشباع در مولکولهاي سطح وجود دارد. بنابراین خاصیت جذب سطحی در آن ایجاد میشود[1 و2].
از مهمترین ویژگیهای و کاربردهای فرآیند جذب سطحی میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- این پدیده در سیستمهاي فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی قابل اجرا است.
- براي خالص سازي در سیستمهاي گاز و مایع به صورت صنعتی قابل استفاده است.
- براي سیستمهاي تصفیه آب و فاضلاب و برطرف کردن آلودگی هوا قابل استفاده است.
- مثالهاي اولیه جذب سطحی، شامل فرآیند جذب براي بازیافت هیدروکربنهاي آروماتیک در سال 1950 میباشد.
- امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژي، جذب با استفاده از جاذبهاي جدید با قابلیت جذب بسیار بالا صورت میپذیرد[1 و2].
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.