پابان نامه کارشناسی روشهای جذب فلزات سنگین توسط جاذبها
فایل ورد 100 صفحه ؛ صفحه بندی شده و کامل
با پیشرفت تمدن بشری , توسعه فناوری و ازدیاد روزافزون جمعیت در حال حاضر دنیا با مشکلی به نام آلودگی روبرو شده است که زندگی ساکنان کره زمین را تهدید می کند به طوری که در هر کشور حفاظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان است. آلودگی ناشی از انباشته شدن خاک و آب از ترکیبات سمی پایدار مانند مواد شیمیایی , نمک ها , فلزات سنگین و مواد رادیواکتیو عوامل ایجاد بیماری هایی است که تأثیرات ناسازگاری بر روی رشد و سلامت جانوران و انسان ها را 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 نگرانی های بسیار جدی به دلیل خصوصیات سرطان زایی , تجزیه ناپذیری و تجمع بیولوژیکی آنها شده است. جذب فلزات سنگین از پساب های صنعتی یکی از مباحث مهم زیست محیطی محسوب می شود. تاکنون روشهای مختلفی برای جذب این فلزات مورد توجه قرار گرفته است که استفاده از جاذب های زیستی از جمله این روش ها به شمار می رود. این امر به دلیل اقتصادی بودن , دستیابی راحت و منطبق با استاندارد های زیست محیطی است. در این مطالعه اساس عملکرد , مزایا و معایب روش های مختلف جذب فــــلزات سنگین مقایسه می شود.
مشخصات مقاله:
دسته : شیمی
عنوان پایان نامه : پایان نامه روش های جذب فلزات سنگین توسط جاذبها
قالب بندی : pdf
قیمت: 2800 تومان
شرح مختصر: با پیشرفت تمدن بشری , توسعه فناوری و ازدیاد روزافزون جمعیت در حال حاضر دنیا با مشکلی به نام آلودگی روبرو شده است که زندگی ساکنان کره زمین را تهدید می کند به طوری که در هر کشور حفاظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان است. آلودگی ناشی از انباشته شدن خاک و آب از ترکیبات سمی پایدار مانند مواد شیمیایی , نمک ها , فلزات سنگین و مواد رادیواکتیو عوامل ایجاد بیماری هایی است که تأثیرات ناسازگاری بر روی رشد و سلامت جانوران و انسان ها را 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 نگرانی های بسیار جدی به دلیل خصوصیات سرطان زایی , تجزیه ناپذیری و تجمع بیولوژیکی آنها شده است. جذب فلزات سنگین از پساب های صنعتی یکی از مباحث مهم زیست محیطی محسوب می شود. تاکنون روشهای مختلفی برای جذب این فلزات مورد توجه قرار گرفته است که استفاده از جاذب های زیستی از جمله این روش ها به شمار می رود. این امر به دلیل اقتصادی بودن , دستیابی راحت و منطبق با استاندارد های زیست محیطی است. در این مطالعه اساس عملکرد , مزایا و معایب روش های مختلف جذب فــــلزات سنگین مقایسه می شود.
فهرست:
چکیده
مقدمه
فلزات سنگین و مضر برای انسان
منابع اصلی آلودگی فلزات سنگین
کادمیوم
نیکل
وانادیوم
روی
سرب و دیگر فلزات سمی
فلزات سنگین
جذب سطحی
تعادل جذب سطحی
عوامل موثر بر سرعت جذب سطحی
ترمودینامیک جذب سطحی
سیستم های جذب سطحی
سیستم غیرپیوسته
سیستم بستر ثابت
بستر ضربه زده
بستر سیال شده
جاذب ها
جاذب های معدنی
جاذب های آلی
بیوجاذب ها
یافته ها
حذف فلزات سنگین از محیط آبی توسط جذب سطحی بر روی
پوست موز اصلاح شده
آماده سازی مواد
روش اصلاح جاذب
آزمایشات جذب
مدل های جذب
یافته ها
اثرPHدر میزان جذب
بررسی تاثیر دوز جاذب
ایزوترم های جذب
بحث
دستاورد
حدف فلزات سنگین از پساب های صنعتی به وسیله ضایـعات
روده گوسفند
مواد و روش ها
روش کار
مطالعه اثر زمان
مطالعه اثر PH
محاسبات مربوط به ایزوترم
نتایج و بحث
اثر PH
تاثیر مقدار جاذب
عنوان تحقیق: بررسی قابلیت دو گونه گیاهی در جذب فلزات سنگین خاک
فرمت فایل: word
تعداد صفحات: 122
شرح مختصر:
فلزات سنگین از آلایندههای خطرناک محیط زیست هستند که از طریق ورود به زنجیره غذایی موجب بروز خطرات برای انسان، گیاهان و سایر موجودات زنده میشوند. در خاکهای آلوده به فلزات سنگین، استفاده از گیاهانی که توانایی رشد، سازگاری و جذب فلزات را دارند بهعنوان یکی از روشهای پاکسازی این خاکها مطرح است. گیاهپالایییکیازروشهایزیستپالاییاست کهدردهههایاخیربرایاصلاحوپالایش خاکهایآلودهبهترکیباتآلیومعدنیارائهشدهاست. مطالعات گذشته عمدتا متمرکز بر روی جذب یک عنصر بودهاند درحالیکه در این مطالعه علاوه بر افزودن چند عنصر اقدام به بررسی دقیق برهمکنش عناصر بر روی جذب هر یک از عناصر صورت گرفته است. هدف این تحقیق بررسی تاثیر غلظتهای مختلف مس، روی، سرب، کادمیوم و ترکیب این عناصر موجود در خاک بر میزان تجمع در اندامهای گیاهی دو گونه اکالیپتوس Eucalyptusmicrothecaو Eucalyptuscamaldulensisمیباشد. برای انجام این مطالعه سه تیمار مس (غلظتهای 5، 10، 20ppm)، سه تیمار روی (غلظتهای 1، 3، 10ppm)، سه تیمار سرب (غلظتهای 50، 100، 200ppm)، سه تیمار کادمیوم (غلظتهای 5، 10، 15ppm) و سه تیمار مخلوط از این عناصر در سه سطح با 3 تکرار و در قالب طرح کاملا تصادفی برای دو گونه اکالیپتوس در نظر گرفته شد. پس از 13 هفته از اعمال تیمارها، تمامی درختان اکالیپتوس قطع و به برگ، ساقه و ریشه تقسیم شدند و پس از آمادهسازی اولیه، غلظت فلزات سنگین موجود در نمونهها توسط دستگاه ICP اندازهگیری شد و آنالیزهای آماری دادهها با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 19 انجام شد. این تحقیق در آزمایشگاه و گلخانه بخش تحقیقات منابع طبیعی اداره کل مرکز تحقیقات کشاورزی و منابعطبیعی واقع در شهر گرگاناجرا شد. نتایج این مطالعه نشان داد که دو گونه اکالیپتوس توانایی جذب عناصر سنگین در سطح مجاز و بحرانی که طبق استانداردهای جهانی تعریف شده است را دارند که با توجه به آلودگی بسیار بالای شهرهای بزرگ میتوان از گیاه همیشه سبز اکالیپتوس که توانایی بالایی در جذب عناصر سنگین دارد بهره برد. طبق نتایج به دست آمده از تحقیق میتوان گفت دو گونه اکالیپتوس E.microthecaو E.camaldulensisدر سطوح کم تیمار شاهد، از نظر جذب عناصر سنگین خاک اختلاف چندانی باهم ندارند اما با افزایش میزان غلظتهای مس، روی، سرب و کادمیوم این گونه E.camaldulensisاست که توانسته در جذب برخی از عناصر سنگین موفقتر عمل کند. تاثیر مهم نوع و غلظت عناصر سنگین موجود در خاک بر میزان جذب و ذخیرهسازی و همچنین اثر برهمکنش عناصر سنگین ذکر شده بر تجمع آنها در اندامهای مختلف E. microthecaو E. camaldulensisاز دیگر نتایج این تحقیق بشمار میآید.
واژههای کلیدی:فلزات سنگین، گیاهپالایی، اثرمتقابل عناصر (برهمکنش)، اکالیپتوس
فهرست مطالب
فصل اول 1
1-1- مقدمه 2
1-2- بیان مسئله تحقیق 3
1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق5
1-4- نوآوری تحقیق 6
1-5- اهداف تحقیق 6
1-6- فرضیههای تحقیق 7
فصل دوم: مرور منابع 8
2-1- تعاریف، اصول و مبانی نظری 9
2-1-1- مناطق خشک 9
2-1-2- فلزات سنگین 10
2-1-3- دسته بندی عناصر 11
2-1-3-1- مس(Cu 12
2-1-3-1-1- مس در خاک 12
2-1-3-1-2- آلودگی خاک 13
2-1-3-1-3- فراهمی زیستی مس 13
2-1-3-1-4- مس در گیاهان 13
2-1-3-1-5- اثرات مس بر گیاهان 14
2-1-3-1-6- واکنش با عناصر دیگر 14
2-1-3-1-7- اثرات مس بر سلامتی انسان 14
2-1-3-2- سرب(Pb) 15
2-1-3-2-1- سرب در خاک 15
2-1-3-2-2- آلودگی خاک 15
2-1-3-2-3- سرب در گیاهان 16
2-1-3-2-4- جذب و انتقال در گیاهان 16
2-1-3-2-5- اثرات سرب بر گیاهان 17
2-1-3-2-6- اثرات سرب بر سلامتی انسان17
2-1-3-3- کادمیوم(Cd) 17
2-1-3-4- روی(Zn) 18
2-1-3-4-1- روی در خاک 18
2-1-3-4-2- آلودگی خاک 18
2-1-3-4-3- روی در گیاهان 19
2-1-3-4-4- اثرات روی بر گیاهان 19
2-1-3-4-5- واکنش با عناصر دیگر19
2-1-4- منشا آلایندهها 20
2-1-5- گیاهپالایی 20
2-1-5-1- تاریخچه گیاهپالایی 21
2-1-5-2- تکنولوژیهای گیاهپالایی 21
2-1-5-2-1- گیاه استخراجی 23
2-1-5-2-2- گیاه تبخیری 24
2-1-5-2-3- تصفیه ریشهای 25
2-1-5-2-4- گیاه تثبیتی 25
2-1-5-2-5- تجزیه ریشهای 26
2-1-5-2-6- تجزیه گیاهی 26
2-1-5-3- واکنش گیاهان به فلزات سنگین27
2-1-5-4- شرایط و محیطهای قابل استفاده برای گیاهپالایی28
2-1-6-گونه مورد مطالعه 28
2-1-6-1- اکالیپتوس 28
2-1-6-1- مشخصات گیاهشناسی 28
2-1-6-3- موطن اصلی اکالیپتوس 29
2-1-6-4- اکولوژی اکالیپتوس 29
2-1-6-5- کشت و پرورش اکالیپتوس 30
2-1-6-6- برداشت اکالیپتوس 30
2-1-6-7- موارد مصرف چوب اکالیپتوس30
2-2- مروری بر ادبیات موضوع 31
2-2-1- مطالعات صورت گرفته در خارج از کشور31
2-2-2- مطالعات صورت گرفته در داخل کشور36
فصل سوم: روش تحقیق 41
3-1- آزمون گلخانهای 42
3-1-1- موقعیت جغرافیایی گلخانه و منطقه مورد مطالعه42
3-1-2- عملیات کاشت 43
3-1-2-1- انتخاب و نمونه برداری خاک43
3-1-2-2- انتخاب و تهیه نهالها 43
3-1-2-3- کشت گیاه 44
3-1-3- عملیات داشت 44
3-1-3-1- اعمال تیمارهای فلزات سنگین45
3-1-4- عملیات برداشت 45
3-2- اندازه گیری پارامترهای فیزیک و شیمیایی خاک45
3-2-1- اندازه گیری واکنش خاک pH46
3-2-2- اندازه قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک(EC46
3-2-3- اندازه گیری بافت خاک به روش هیدرومتری46
3-3- تجزیه نمونههای گیاهی 46
3-3-1- اندازهگیری عناصر سنگین نمونههای گیاهی46
3-4- تجزیه و تحلیل دادهها 47
فصل چهارم: نتایج وتفسیر آنها 48
4-1- نتایج 49
4-2- مقایسه قابلیت جذب عناصر سنگین خاک توسط دو گونه اکالیپتوس49
4-2-1- مس (Cu 49
4-2-2- روی (Zn 50
4-2-3- سرب (Pb 51
4-2-4- کادمیوم (Cd 53
4-3- اثر متقابل (برهمکنش) غلظتهای مختلف عناصر مس، روی، سرب و کادمیوم بر یکدیگر و تاثیر آن در جذب دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 54
4-3-1- تاثیر سطوح مختلف روی، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب مس54
4-3-1-1- روی (Zn 54
4-3-1-2- سرب (Pb 56
4-3-1-3- کادمیوم (Cd 58
4-3-1-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd60
4-3-2- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب سرب62
4-3-2-1- مس (Cu 62
4-3-2-2- روی (Zn 64
4-3-2-3- کادمیوم (Cd 66
4-3-2-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd68
4-3-3- تاثیر سطوح مختلف مس، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب روی70
4-3-3-1- مس (Cu 70
4-3-3-2- سرب (Pb 72
4-3-3-3- کادمیوم (Cd 74
4-3-3-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd76
4-3-4- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، سرب و تیمار ترکیبی بر جذب کادمیوم77
4-3-4-1- مس (Cu 77
4-3-4-2- روی (Zn 79
4-3-4-3- سرب (Pb 80
4-3-4-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd81
4-4- مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین در گونههای اکالیپتوس با مقادیر مجاز82
فصل پنجم: جمعبندی و پیشنهادات 85
5-1- محتوا 86
5-2-1- بحث 86
5-2-1-1- مقایسه قابلیت دو گونه اکالیپتوس E. Microtheca و E. Camaldulensis در جذب برخی از عناصر سنگین خاک 86
5-2-1-2- اثر متقابل (برهمکنش) غلظتهای مختلف عناصر مس، روی، سرب و کادمیوم بر یکدیگر و تاثیر آن در جذب دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 88
5-2-1-2-1- تاثیر سطوح مختلف روی، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب مس 88
5-2-1-2-2- تاثیر سطوح مختلف مس، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب روی89
5-2-1-2-3- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب سرب90
5-2-1-2-4- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، سرب و تیمار ترکیبی بر جذب کادمیوم91
5-2-1-3- مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین در گونههای گیاهی با مقادیر مجاز93
5-2-2- نتیجهگیری 95
5-2-3- پیشنهادات 96
مراجع 97
فهرست جدولها
جدول(2- 1) طبقهبندی شاخص خشکی10
جدول (2-2) روشها و مکانیسمهایگیاهپالایی درکاهش انواع آلایندهها 22
جدول (4-1) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف مس بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 49
جدول (4-2) غلظتهای مختلف مس بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis.......................... 50
جدول (4-3) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف مس بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 50
جدول (4-4) غلظتهای مختلف روی در بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis.................... 51
جدول (4-5) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف سرب بین دو گونه E.microtheca و E. camaldulensis 52
جدول (4-6) غلظتهای مختلف سرب دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis................................. 52
جدول (4-7) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف کادمیوم در دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 53
جدول (4-8) غلظتهای مختلف کادمیوم در بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis............. 53
جدول (4-9) اثر تیمارهای مختلف روی بر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 56
جدول (4-10) اثر تیمارهای مختلف سرب بر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 58
جدول (4-11) اثر تیمارهای مختلف کادمیوم بر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 60
جدول (4-12) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 62
جدول (4-13) اثر تیمارهای مختلف مس بر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 64
جدول (4-14) اثر تیمارهای مختلف روی بر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 66
جدول (4-15) اثر تیمارهای مختلف کادمیوم بر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 68
جدول (4-16) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 70
جدول (4-17) اثر تیمارهای مختلف مس بر تجمع عنصر روی (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 72
جدول (4-18) اثر تیمارهای مختلف سرب بر تجمع عنصر روی (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 74
جدول (4-19) اثر تیمارهای مختلف کادمیوم بر تجمع عنصر روی (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 76
جدول (4-20) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 77
جدول (4-21) اثر تیمارهای مختلف مس بر تجمع عنصر کادمیوم (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 79
جدول (4-22) اثر تیمارهای مختلف روی بر تجمع عنصر کادمیوم (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 80
جدول (4-23) اثر تیمارهای مختلف سرب بر تجمع عنصر کادمیوم (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 81
جدول (4-24) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 82
جدول (4-25) دامنه عمومی عناصر سنگین در گیاهان (میلیگرم بر کیلوگرم) 83
جدول (4-26)مقایسه غلظت عناصر سنگین در برگ E.camaldulensis و E. microtheca با غلظت بحرانی 83
جدول (4-27)مقایسه غلظت عناصر سنگین در ساقه E.camaldulensis و E. microtheca با غلظت بحرانی 84
جدول (4-28)مقایسه غلظت عناصر سنگین در ریشه E.camaldulensis و E. microtheca با غلظت بحرانی 84
فهرست شکلها
شکل(1-1) فرآیندهای مختلف پالایش گیاهی24
شکل (3-1) موقعیت استان گلستان و شهرستان گرگان و موقعیت گلخانه43
شکل (3-2) گیاهان اکالیپتوس در طول دوره داشت در گلخانه44
شکل(3-3) نمایی از دستگاه اندازهگیری ICP47
شکل (4-1) میزان جذب عنصر مس در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 50
شکل (4-2) میزان جذب عنصر ری در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 51
شکل (4-3) میزان جذب عنصر سرب در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 52
شکل (4-4) میزان جذب عنصر کادمیوم در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 54
عنوان مقاله: بررسی میزان فلزات سنگین در خاک کشاورزی و گیاهان آبیاری شده با فاضلاب شهری زابل
قالب بندی: word
قیمت: 2400 تومان
شرح مختصر:
از فاضلاب شهری زابل در هنگام قطع آب ورودی به رودخانه هیرمند جهت آبیاری مزارع کشاورزی برخی روستاهای مسیر استفاده می شود. فلزات سنگین از عوامل مهم آلاینده محیط زیست به شمار می روندکه از طریق آبیاری با فاضلاب در خاک و گیاه تجمع می یابند و مصرف این گیاهان آلوده توسط انسان و دام در نهایت به سلامت جوامع صدمه می زند.هدف از این تحقیق بررسی میزان مس ، روی ،کادمیوم و سرب در خاک و گیاهان کشت شده با فاضلاب شهری زابل می باشد.
عنوان تحقیق: اثرکود نیتروژن و فاضلاب خام وتصفیه شده روی بیوماس و مقدارکربوهیدرات سورگوم شیرین Sorghum bicolor L. Moench
فرمت فایل: word
تعداد صفحات: 123
شرح مختصر:
بحران کمبود آب یکی از چالشهایی است که امروزه جهان با آن مواجه است لذا با توجه به کمبود آب در مناطق مختلف کشور، جهت توسعه و بهره برداری از منابع آبی جدید در بخش کشاورزی، استفاده از پساب شهری میتواند بعنوان یک منبع مطمئن و حاوی عناصر غذایی کم مصرف و پرمصرف لازم برای رشد گیاه مورد استفاده قرار گیرد. ممکن است استفاده از فاضلاب شهری آلودگی میکروبی و تجمع فلزات سنگین در خاک و گیاه را به دنبال داشته باشد. همچنین یکی از جنبه های کشاورزی پایدار مصرف تلفیقی کودهای آلی و نیتروژن است به طوریکه بخشی از نیاز گیاه به نیتروژن به جای کودهای شیمیایی ازکودهای آلی( لجن فاضلاب) تأمین میشود. در این تحقیق کشت سورگوم شیرین تحت تاثیر دو کیفیت آبیاری: فاضلاب خام و فاضلاب تصفیه شده با چهار مقدارکود: 0، 100،150و 200 کیلو گرم اوره در هکتار در سه تکرار در تصفیه خانه شرق اصفهان در سال 1391 انجام گرفت. برداشت در زمان رسیدن فیزیولوژیکی انجام شد. قطر، ارتفاع و بیوماس گیاه اندازه گیری شد. با عبور دادن ساقه ها از غلتک حجم شربت و مقدار بریکس اندازه گیری شد. میزان اتانول بر اساس بیومس و مقدار بریکس به صورت نظری محاسبه شد. سپس دانه ها و برگ ها از ساقه جدا شدند و تعداد کلی فرم کل و کلی فرم مدفوعی خاک و قسمت های مختلف گیاه تحت آزمایش MPN تعیین گردید. همچنین مقدار فلزات سنگین شامل: نیکل، کادمیوم و سرب در خاک و گیاه تعیین گردیدند. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار کود، مقداربیومس و بیو اتانول در هر دو پساب خام و تصفیه شده افزایش یافت. حداکثر بیومس 81 تن در هکتار و حداکثر بیو اتانول8000 لیتر در هکتار در تیمار 200 کیلوگرم اوره در هکتار بود. حداقل 39 تن در هکتار بیومس و 2400 لیتر در هکتار در تیمار شاهد مشاهده شد. اختلاف معنی داری بین فاضلاب خام و تصفیه شده برای بیومس و بیو اتانول نبود. اختلاف معنی داری بین فاضلاب خام و تصفیه شده برای میانگین کلی فرم کل و کلی فرم مدفوعی در برگهای ضدعفونی نشده سطحی و ساقه های خشک شده مشاهده شد، ولی تعداد آنها از حد استاندارد بود. مقدار عناصر سنگین نیکل، کادمیوم و سرب در دانه، ساقه و برگ گیاهان آبیاری شده با فاضلاب خام به طور معنی داری بیشتر از گیاهان آبیاری شده با فاضلاب تصفیه شده بود. بجز سرب، مقدار فلزات سنگین گیاهان آبیاری شده با فاضلاب خام کمتر از حد استاندارد بود. مقدار زیاد سرب برای گیاه سورگوم مشکل زا نمی باشد. از آنجا که گیاهان سورگوم شیرین آبیاری شده با فاضلاب برای مصرف انسان و دام نمی باشد و از آن به عنوان یک گیاه صنعتی در تولید بیو اتانول استفاده می شود، لذا پیشنهاد می گردد برای تولید حداکثر مقدار بیواتانول، سورگوم شیرین با فاضلاب تصفیه شده آبیاری گردیده و تیمار 150 کیلوگرم کود اوره در هکتار اعمال گردد.
واژه های کلیدی: کود نیتروژن، بیوماس، کربوهیدرات، فاضلاب خام و تصفیه شده، سورگوم شیرین، فلزات سنگین، کلی فرم.
فهرست مطالب
فصل اول : مقدمه و بررسی منابع
1-1مقدمه............................................................1
1-2سورگوم..............................................3
1-2-1 طبقه بندی علمی سورگوم ..................6
1-2-2 طبقه بندی ژنتیکی سورگوم...............................6
1-2-3 توصیف گیاه شناسی سورگوم...................6
1-2-4 انواع سورگوم.........................................7
1-2-5 سورگوم شیرین.................................7
1-2-6 موارد مصرف سورگوم........................................8
1-2-7 اهمیت اقتصادی سورگوم..........................9
1-2-8 فیزیولوژی سورگوم................................10
1-2-9 زمان کشت......................................11
1-2-10 زمان نگهداری ساقه پس از برداشت..............11
1-2-11 میزان قند ساقه در اندام های مختلف سورگوم شیرین در مراحل مختلف رشد...........12
1-3 کربوهیدرات ها.............................13
1-3-1بیوسنتز ساکارز..............................14
1-3-2 ساکارز در گیاهان سه کربنه و چهار کربنه..........14
1-4- اهمیت نیتروژن برای گیاهان..........................15
1-4-1 نقش نیتروژن در رشد گیاه............16
1-4-2 اثر عناصر غذایی بر راندمان مصرف کود......................18
1-5 پساب یا فاضلاب................19
1-5-1 پیشینه مصرف پساب ها و فاضلاب ها..........20
1-5-2 ویژگی پساب ها و فاضلاب ها.....................20
1-5-2-1 خصوصیات فیزیکی....................20
1-5-2-2 خصوصیات شیمیایی و بیولوژیکی..............20
1-5-3 ترکیب فاضلاب......................21
1-5-4 انواع فاضلاب......................................21
1-5-5 کاربرد پساب در آبیاری و رعایت استاندارد های بین المللی...........22
1-5-6 آبیاری گیاهان با پساب فاضلاب خانگی........22
1-5-7 آبیاری سورگوم با پساب فاضلاب..............24
1-5-8 آبیاری با پساب و تأثیر آن بر خاک...............24
1-5-9 اثرات آبیاری با پساب بر عملکرد گیاه..............25
1-6 فلزات سنگین..................25
1-6-1 تعریف و رده بندی...........25
1-6-2 آرسنیک.....................26
1-6-3 جیوه.....................................26
1-6-4 سرب..........................................27
1-6-5 کادمیوم.................................27
1-6-6 نیکل...................................28
1-6-7 منابع فلزات سنگین در خاک...........29
1-7 گیاه پالایی..................................................30
1-7-1 تاریخچه..........................................31
1-7-2 مزایا و معایب گیاه پالایی فلزات سنگین..........32
1-7-3 گیاهان پالایش کننده............32
1-7-4 تیره های گیاهی و انباشت فلزات................33
1-7-5 کاربرد گیاهان بیش انباشتگر در گیاه پالایی.........33
1-7-6 مصرف تولیدات گیاه پالایی.....................34
1-7-7 آینده گیاه پالایی ................34
1-8 اهداف تحقیق................................................35
فصل دوم : مواد و روشها
2-1 عملیات مزرعه ای........................................36
2-2 مراحل تصفیه فاضلاب...............................................36
2-3 مراحل برداشت و اندازه گیری پارامتر های رشد...............38
2-4 انجام آزمایشات جهت بررسی فلزات سنگین..........39
2-4-1 انجام آزمایشات جهت بررسی فلزات سنگین نمونه گیاهی.........39
2-4-2 انجام آزمایشات جهت بررسی فلزات سنگین نمونه خاک.............39
2-5 انجام آزمایشات جهت بررسی کلی فرم کل و مدفوعی........40
2-5-1 انجام آزمایشات جهت بررسی کلی فرم های موجود در نمونه خاک و گیاه...........40
2-5-2 ساخت بافر فسفات.......................41
2-5-3 انجام آزمایش MPN یا روش تخمیر لوله ای.....................41
2-5-3-1 آزمایش احتمالی..................................41
2-5-3-2 آزمایش تأییدی........................42
2-5-3-3 آزمایش تکمیلی...................................43
2-5-4 رنگ آمیزی گرم.........................................43
2-5-4-1 روش رنگ آمیزی گرم..............43
فصل سوم : نتایج
3-1 پارامتر های رشد گیاه................................45
3-1-1 بیوماس..................................................45
3-1-2 قطر ساقه..............................................47
3-1-3 ارتفاع ساقه........................................50
3-1-4 درصد قند..........................................52
3-1-5 حجم شربت ساقه........................55
3-1-6 اتانول.........57
3-2 نتایج مربوط به مقادیر فلزات سنگین در خاک و گیاه....60
3-2-1 نتایج مربوط به مقادیر فلزات سنگین موجود درخاک قبل از کشت و حاک بعد از برداشت.......60
3-2-1-1 کادمیوم، سرب و نیکل...........60
3-2-2 نتایج مربوط به مقادیر فلزات سنگین موجود در گیاه........63
3-2-2-1 دانه................63
3-2-2-2 ساقه...........65
3-2-2-3 برگ...........67
3-3 نتایج مربوط به تعداد باکتری های کلی فرم کل موجود در گیاه سورگوم.........69
3-3-1 نتایج مربوط به تعداد احتمالی کلی فرم کل در آزمایشMPN در گیاه سورگوم.......69
3-3-1-1 گیاهان ضدعفونی سطحی شده .........69
3-3-1-2 گیاهان ضدعفونی سطحی نشده .........71
3-3-2 نتایج مربوط به تعداد تأییدی کلی فرم مدفوعی در آزمایشMPN در گیاه سورگوم.....76
3-3-2-1 گیاهان ضدعفونی سطحی شده ..........76
3-3-2-2 گیاهان ضدعفونی سطحی شده .................79
3-3-3 نتایج مربوط به مرحله تکمیلی آزمایشMPN کلی فرم در گیاه سورگوم..........83
3-4 نتایج مربوط به تعداد باکتری های کلی فرم کل در خاک های کشت سورگوم.....84
3-4-1 نتایج مربوط به تعداد احتمالی کلی فرم کل در آزمایشMPN در خاک آزمایش.....84
3-4-2 نتایج مربوط به تعداد تأییدی کلی فرم مدفوعی در آزمایشMPN در خاک آزمایش....86
3-4-3 نتایج مربوط به مرحله تکمیلی آزمایشMPN در خاک آزمایش.......87
فصل چهارم : بحث و نتیجه گیری
4-1 بررسی پارامتر های رشد در اثر تیمار های مختلف کود ازت..........89
4-2 بررسی پارامتر های رشد در اثر آبیاری با فاضلاب........91
4-3 بررسی پارامتر های رشد در اثر همزمان کود اوره و فاضلاب.......91
4-4 میزان فلزات سنگین در خاک و قسمت های مختلف گیاه در اثر آبیاری با فاضلاب.........92
4-4-1 غلظت کادمیوم در خاک و گیاه.....................................93
4-4-2 غلظت سرب در خاک و گیاه..............93
4-4-3 غلظت نیکل در خاک و گیاه.................94
4-5 بررسی میزان کلی فرم کل و مدفوعی در گیاه در اثر آبیاری با فاضلاب.......96
4-6 پیشنهادات............................99
منابع و مآخذ...........100
فهرست شکلها
شکل 3-1 اثرکود اوره بر بیوماس سورگوم شیرین.............46
شکل 3 -2 اثرمتقابل کود اوره و کیفیت آب آبیاری بر بیوماس سورگوم شیرین........47
شکل 3-3 اثرکود اوره بر قطر ساقه سورگوم شیرین.........49
شکل 3 -4 اثرمتقابل کود اوره و کیفیت آب آبیاری بر قطر سورگوم شیرین...... 50
شکل 3-5 اثرکود اوره بر ارتفاع ساقه سورگوم شیرین......51
شکل 3 -6 اثرمتقابل کود اوره و کیفیت آب آبیاری بر ارتفاع سورگوم شیرین...52
شکل 3-7 اثرکود اوره بر قند ساقه سورگوم شیرین...........54
شکل 3 -8 اثرمتقابل کود اوره و کیفیت آب آبیاری بر قند ساقه سورگوم شیرین....55
شکل 3-9 اثرکود اوره بر حجم شربت ساقه سورگوم شیرین...56
شکل 3 -10 اثرمتقابل کود اوره و کیفیت آب آبیاری بر حجم شربت سورگوم شیرین....57
شکل 3-11 اثرکود اوره براتانول ساقه سورگوم شیرین...59
شکل 3 -12 اثرمتقابل کود اوره و کیفیت آب آبیاری بر اتانول ساقه سورگوم شیرین.....60
شکل 3 -13 مقایسه میانگین مقادیر فلزات سنگین در خاک کشت گیاهان سورگوم تحت دو کیفیت آب آبیاری......62
شکل 3 -14 مقایسه میانگین مقادیر فلزات سنگین در قسمت دانه گیاهان سورگوم تحت دو کیفیت آب آبیاری....64
شکل 3 -15 مقایسه میانگین مقادیر فلزات سنگین در قسمت ساقه گیاهان سورگوم تحت دو کیفیت آب آبیاری..66
شکل 3 -16 مقایسه میانگین مقادیر فلزات سنگین در قسمت برگ گیاهان سورگوم تحت دو کیفیت آب آبیاری....68
شکل 3 -17 مقایسه تعداد باکتری های کلی فرم کل در 100 میلی لیتر نمونه های برگ، ساقه و دانه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری( وقتی که نمونه ها ضدعفونی سطحی شدند)....71
شکل 3 -18 مقایسه تعداد باکتری های کلی فرم کل در 100 میلی لیتر نمونه های برگ، ساقه و دانه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری( وقتی که نمونه ها ضدعفونی سطحی نشدند)....74
شکل 3 -19 مقایسه تعدادباکتری های کلی فرم کل در 100 میلی لیتر نمونه های ساقه خشک شده و مغز ساقه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری..76
شکل 3 -20 مقایسه تعداد باکتری های کلی فرم مدفوعی در 100 میلی لیتر نمونه های برگ، ساقه و دانه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری( وقتی که نمونه ها ضدعفونی سطحی شدند).......78
شکل 3 -21 مقایسه تعداد باکتری های کلی فرم مدفوعی در 100 میلی لیتر نمونه های برگ، ساقه و دانه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری( وقتی که نمونه ها ضدعفونی سطحی نشدند).......81
شکل 3 -22 مقایسه تعداد باکتری های کلی فرم مدفوعی در 100 میلی لیتر نمونه های ساقه خشک شده و مغز ساقه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری....83
شکل3-23 تصاویر مربوط به کلی فرم های موجود در ساقه خشک شده و برگ ضدعفونی نشده......84
شکل3-24 تصویر مربوط به کلی فرم ها درنمونه های ساقه خشک شده و برگ ضدعفونی نشده....84
شکل 3 -25 مقایسه مجموع تعداد باکتری های کلی فرم کل در 100 میلی لیتر نمونه های خاک تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری.............85
شکل 3 -26 مقایسه مجموع تعداد باکتری های کلی فرم مدفوعی در 100 میلی لیتر نمونه های خاک تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری.........87
شکل3-27 تصاویر مربوط به کلی فرم های موجود در خاک آبیاری شده با فاضلاب خام و فاضلاب تصفیه شده......88
شکل3-28 تصویر مربوط به کلی فرم ها در نمونه های خاک آبیاری شده با فاضلاب......88
فهرست جدول
جدول 1-1 مقایسه نیشکر، چغندرقند و سورگوم شیرین در ایران......2
جدول 1-2 میزان سطح زیرکشت و تولید سورگوم در برخی کشورهای جهان در سال 1998....4
جدول 1-3 میزان سطح زیرکشت و تولید سورگوم در برخی استان های کشور در سال 1387......5
جدول 1-4 رده بندی گیاه سورگوم.........6
جدول 1-5 فراوانی جنس های باکتریایی شناسایی شده میان کلی فرم کل و مدفوعی از کاهو و اسفناج....23
جدول 1-6 طیف غلظت های خاک و راهنمای قانونی برای برخی فلزات سمی.......30
جدول 1-7 عوامل مؤثر بر قابلیت دسترسی زیستی فلزات........33
جدول 2-1 خصوصیات کمی و کیفی خاک مورد استفاده در این آزمایش.....37
جدول 2-2 میانگین تعداد باکتری E.coliو pH در آب و پساب های استفاده شده در تیمارها...38
جدول 2-3 خصوصیات کیفی و کمی در سه نوع آب مورد استفاده در آبیاری....38
جدول 3-1 تجزیه واریانس بیوماس گیاه.......45
جدول 3-2 مقایسه بیوماس سورگوم شیرین تحت اثردو کیفیت آب آبیاری.....46
جدول 3-3 تجزیه واریانس قطر ساقه گیاه.....48
جدول 3-4 مقایسه قطر ساقه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری.....48
جدول 3-5 تجزیه واریانس ارتفاع ساقه گیاه......50
جدول 3-6 مقایسه ارتفاع ساقه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری..51
جدول 3-7 تجزیه واریانس درصد قند ساقه گیاه........53
جدول 3-8 مقایسه درصد قند ساقه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری........53
جدول 3-9 تجزیه واریانس حجم شربت ساقه......55
جدول 3-10 مقایسه حجم شربت ساقه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری.56
جدول 3-11 تجزیه واریانس اتانول گیاه.........58
جدول 3-12 مقایسه اتانول ساقه سورگوم شیرین تحت اثر دو کیفیت آب آبیاری......58
جدول 3-13 تحلیل واریانس کادمیوم در خاک قبل از کشت و خاک بعد از برداشت سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری...........61
جدول 3-14 تحلیل واریانس سرب موجود در خاک قبل از کشت و خاک بعد از برداشت سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری....61
جدول 3-15 تحلیل واریانس نیکل موجود در خاک قبل از کشت و خاک بعد از برداشت سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری.....62
جدول 3-16 تحلیل واریانس میزان عنصر کادمیوم در دانه گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری..63
جدول 3-17 تحلیل واریانس میزان عنصر سرب در دانه گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری.....63
جدول 3-18 تحلیل واریانس میزان عنصر نیکل در دانه گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری.....64
جدول 3-19 تحلیل واریانس میزان عنصر کادمیوم در ساقه گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری....65
جدول 3-20 تحلیل واریانس میزان عنصر سرب در ساقه گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری...65
جدول 3-21 تحلیل واریانس میزان عنصر نیکل در ساقه گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری....66
جدول 3-22 تحلیل واریانس میزان عنصر کادمیوم در برگ گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری....67
جدول 3-23 تحلیل واریانس میزان عنصر سرب در برگ گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری....67
جدول 3-24 تحلیل واریانس میزان عنصر نیکل در برگ گیاه سورگوم تحت دو کیفیت آبیاری..68
جدول 3-25 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در دانه گیاه (همراه با ضدعفونی سطحی)...69
جدول 3-26 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در ساقه گیاه (همراه با ضدعفونی سطحی)...70
جدول 3-27 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در برگ گیاه (همراه با ضدعفونی سطحی)....70
جدول 3-28 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در برگ گیاه (بدون ضدعفونی سطحی)...72
جدول 3-29 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در ساقه گیاه (بدون ضدعفونی سطحی)...72
جدول 3-30 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در دانه گیاه (بدون ضدعفونی سطحی)...73
جدول 3-31 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در ساقه گیاه (خشک شده در آون)....74
جدول 3-32 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل موجود در مغز ساقه گیاهان....75
جدول 3-33 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در دانه گیاه (همراه با ضدعفونی سطحی)..77
جدول 3-34 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در ساقه گیاه (همراه با ضدعفونی سطحی)..77
جدول 3-35 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در برگ گیاه (همراه با ضدعفونی سطحی)....78
جدول 3-36 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در دانه گیاه (بدون ضدعفونی سطحی)......79
جدول 3-37 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در ساقه گیاه (بدون ضدعفونی سطحی)...80
جدول 3-38 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در برگ گیاه (بدون ضدعفونی سطحی).......80
جدول 3-39 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در ساقه گیاه (خشک شده در آون)........82
جدول 3-40 تحلیل واریانس میزان کلی فرم مدفوعی موجود در مغز ساقه گیاهان........82
جدول 3-41 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم کل در خاک بعد از برداشت و خاک قبل از کشت..85
جدول 3-42 تحلیل واریانس میزان باکتری های کلی فرم مدفوعی در خاک بعد از برداشت و خاک قبل از کشت.86