نام پژوهشگر: مسلم جهانی

حذف نیترات و سولفات از محلولهای آبی به وسیله ی نانوذرات و جاذب های زیستی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده کشاورزی 1391
  سمانه بی آزار   علیرضا پورخباز

نیترات معمولاً در بیشتر آبهای طبیعی وجود دارد اما گاهی در اثر فعالیتهای بشر نظیر استفاده ی بیرویه از کودهای شیمیایی و عدم کنترل مناسب بر روی منابع آب ، استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی و تصفیه نامناسب فاضلاب مکان های صنعتی موجب افزایش غلظت نیترات در آبهای زیرزمینی و آبهای سطحی شده است. نیترات معمولاً در بیشتر آبهای طبیعی وجود دارد. مهمترین مشکل زیست محیطی نیترات، یوتریفیکاسیون و ایجاد بیماری می باشد. سولفات یک آنیون مهم در آب های طبیعی و انتشارات صنعتی مانند فاضلاب های صنعتی می باشد. غلظت بالای سولفات می تواند چرخه های طبیعی سولفور را غیرمتعادل کند همچنین وقتی سولفات بیش از اندازه وارد معده انسانها شود سلامتی آنها را به مخاطره می اندازد. از روش های موثر برای حذف نیترات و سولفات از آبهای آلوده به این آنیون ها روش جذب می باشد. جذب سطحی به عنوان یک فرایند موثر، روش مناسبی در تصفیه نهایی آبهای آلوده به مواد سمی می باشد. تحقیق خاضر شامل بررسی کاربرد چهار ماده، کربن فعال گرانولی، کربن گلبرگ زعفران، کربن هسته عناب، کربن پوسته گردو و نانوذره مگنتیت به عنوان جاذب جهت حذف نیترات و سولفات از آبهای آلوده می باشد. ابتدا شرایط بهینه برای جاذب های کربن فعال، کربن گلبرگ زعفران، کربن هسته عناب و کربن پوسته گردو بدست آمد و نتایج با کربن فعال گرانولی مقایسه شد.

بررسی کارایی هسته خرما، پوست بلال و برگ اکالیپتوس در حذف کروم از محلول های آبی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده مرتع و آبخیزداری و شیلات و محیط زیست 1392
  سحر کایدی نژاد   علیرضا پورخباز

یکی از عمده ترین آلاینده های محیط زیست وجود فلزات سنگین در پساب های صنعتی می باشد که از نظر شدت آلوده کنندگی در گروه آلاینده های درجه اول سمی قرار دارند. ترکیبات سمی درجه اول، موادی هستند که دارای خطرات زیست محیطی بوده و برای سلامت انسان زیان آور هستند. کروم از جمله فلزات سنگین می باشد که در پساب صنایع مختلف از جمله پساب صنایع آبکاری و کارخانجات دباغی چرم وجود دارد و وجود آن برای انسان و محیط زیست بسیار خطرناک است. روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب وجود دارد که از جمله آنها می توان به فرآیندهای تبادل یونی، رسوب دهی شیمیایی، الکترودیالیز، اسمز معکوس، اکسیداسیون و احیا، تصفیه الکتروشیمیایی، استخراج با حلال، جذب سطحی و جذب زیستی اشاره کرد که بیشتر روش های مذکور به جز جذب نه تنها گستره محدودی دارند، بلکه نیاز به سرمایه گذاری اولیه، هزینه های عملیاتی و بهره برداری بالا داشته و حتی باعث تولید پساب ثانویه می گردند. بدین جهت امروزه استفاده از جاذب های طبیعی و ضایعات کشاورزی به دلیل کم هزینه بودن و قابل دسترس بودن بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در تحقیق اخیر ازپودر هسته خرما، پوست بلال وبرگ اکالیپتوس به عنوان جاذب هایی ارزان قیمت برای حذف کروم شش ظرفیتی از نمونه های آب استفاده شده و اثر پارامترهای مختلفی همانند مدت زمان تماس،ph محلول، غلظت اولیه کروم در محلول و غلظت جاذب ها در محلول مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که جذب به میزان قابل توجهی به ph محلول بستگی دارد و بیشترین میزان جذب کروم توسط جاذب های تهیه شده در شرایطی حاصل می شود که ph محلول در محدوده 2 قرار گیرد. همچنین نتایج به دست آمده نشان می دهد که در شرایط آزمایشات انجام شده در این تحقیق راندمان جذب یون کروم با غلظت اولیه آن در محلول نسبت عکس دارد. میزان جذب کروم با غلظت جاذب در محلول رابطه یکنواختی دارد، به گونه ای که با افزایش غلظت جاذب در محلول تا یک مقدار بهینه میزان جذب افزایش می یابد، این مقدار بهینه برای هر سه جاذب 2 گرم در لیتر به دست آمده است. 1. زمان تعادل فرایند جذب و همچنین بازده جذب به منزله ی مشخخصه های اقتصادی، بیشترین اهمیت را برای توسعه تکنولوژی های تصفیه آب بر پایه جاذب های طبیعی دارند. 2. فرآیند جذب کروم شدیدا تحت تاثیر ph محلول می باشد و در phهای بسیار اسیدی میزان جذب افزایش می یابد. 3. افزایش غلظت اولیه یون کروم شش ظرفیتی نیز جذب را کاهش می دهد، زیرا ظرفیت جذب در جاذب ها محدود می باشد و آن ها قادر به جذب تعداد مشخصی از یون فلز مورد نظر می باشند. 4. با افزایش مدت زمان تماس جاذب با محلول حاوی یون کروم شش ظرفیتی درصد جذب فلزات افزایش می یابد و هرچه غلظت یون کروم در محیط واکنش بیشتر شود مدت زمان رسیدن به حالت تعادل نیز افزایش می یابد. 5. با افزایش مقدار ماده جاذب به دلیل افزایش سطح تماس جاذب، درصد حذف کروم شش ظرفیتی از پساب ساختگی افزایش می یابد. 6. مدل همدمای لانگمیر مدلی است که جذب فلزات توسط سه جاذب استفاده شده در این تحقیق ار آن تبعیت می کند و معادله خطی به دست آمده از نمودار همدمای لانگمیر به خوبی و با ضریب همبستگی بالا بیوجذب انجام شده را پیش بینی می کند. 7. بررسی های سینیتیکی انجام شده نیز، مدل سینیتیکی شبه درجه دوم را جهت جذب کروم شش ظرفیتی شاخص می داند. 8. در شرایط یکسان از نظر ph و غلظت اولیه یون کروم محلول، درصد جذب کروم از پساب واقعی در مقایسه با درصد جذب کروم از پساب مصنوعی مقداری کمتر است که این موضوع به احتمال زیاد ناشی از وجود برخی ناخالصی های دیگر در پساب واقعی است. 9. این سه جاذب نیز می توانند مانند سایر موادی که به صورت طبیعی و یا دورریز در محیط بوده و جهت حذف آلاینده ها مورد مطالعه قرار گرفته اند کارایی مناسبی به عنوان جاذب داشته باشند. سرانجام از نتایج حاصل از این تحقیق به روشنی دریافت می شود که می توان از سه جاذب هسته خرما، پوست بلال و برگ اکالیپتوس به عنوان یک روش موثر و ارزان قیمت در جهت حذف کروم و یا سایر فلزات سنگین استفاده کرد.

حذف فلز ات کروم و آهن از محلولهای آبی به وسیله نانو ذرات و جاذب های زیستی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی 1392
  کلاله عبدلی کلور   علیرضا پورخباز

در دهه گذشته ورود آلاینده ها با منشاء انسانی مانند فلزات سنگین به داخل محیط زیست، به مقدار زیادی افزایش یافته است که به عنوان یک خطر جدی برای حیات محیط های آبی به شمار می آیند. در این تحقیق جذب کروم شش ظرفیتی و آهن توسط سه جاذب پودر هسته زیتون، پوسته میوه بلوط و جاذب حاوی آهن صفر به صورت ناپیوسته مطالعه شده است. اهداف اصلی این مطالعه شامل بررسی جذب کروم و آهن از محلولهای آبی توسط جاذب ها، مطالعه اثر پارامترهای مهم مانند ph، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اولیه کروم و آهن بر کارایی فرایند جذب است. آزمایشهای جذب سطحی در غلظت های اولیه کروم و آهن، ph ها، دوزهای مختلف جاذب ها و زمانهای تماس انجام شد. نتایج حاصل حاکی از آنست که در ph های پایین تر میزان جذب کروم بیشتر می شود و حداکثر درصد حذف کروم توسط هر سه جاذب در ph برابر با 2 به دست آمد و در ph های بالاتر و همچنین با افزایش غلظت اولیه کروم میزان جذب کاهش می یابد در حالی که با افزایش مقدار جاذب میزان جذب کروم افزایش می یابد. این بررسی نشان داد که بیشترین مقدار جذب آهن توسط جاذب های پوسته میوه بلوط و پودر هسته زیتون در ph خنثی صورت میگیرد. نتایج نشان داد که جذب آهن توسط پوسته میوه بلوط بعد از 15 دقیقه و توسط پودر هسته زیتون بعد از گذشت 10 دقیقه به حالت تعادل می رسد. داده های تجربی تعادل جذب با مدل های ایزوترم جذب فروندلیخ و لانگمیر مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که سینتیک فرایند جذب از مدل سینتیک شبه درجه دو و داده های تعادلی از مدل ایزوترمی لانگمیر پیروی می کنند. در نتیجه می توان از پوسته میوه بلوط، هسته زیتون و جاذب حاوی آهن صفر به عنوان یک روش موثر و ارزان قیمت برای حذف کروم و نهایتا آهن از محلولهای آبی استفاده کرد.

حذف کروم و فنل ازآب‏های آلوده به وسیله جاذب‏های زیستی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده منابع طبیعی 1392
  نجمه بوسعیدی   علیرضا پورخباز

آلودگی محیط زیست توسط فلزات سنگین و مواد آلی به خوبی به رسمیت شناخته شده است. کروم‏(vi) عاملی بسیار سمی است که برای موجودات زنده سرطان‏زا و موتاژن شناخته شده است. حضور فنل و مشتقات آن در آب و فاضلاب بدلیل خطراتی که بر‏روی سلامت انسان و محیط دارد به‏عنوان یک نگرانی عمده محسوب می‏شود. روش‏های مختلفی جهت حذف این آلاینده‏ها از آب‏های آلوده به‏کار رفته است‏. جذب سطحی با به‏کار‏گیری جاذب‏های طبیعی (‏ضایعات کشاورزی)، یکی از پر‏کاربردترین روش‏ها است. به همین منظور در این تحقیق برگ زرشک، ساقه زرشک و دور‏ریزپنبه به عنوان جاذب به منظور جذب یون‏های کروم شش ظرفیتی و فنل مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته است. به ترتیب عواملی از قبیل ph محلول، مقدار جاذب، مدت زمان تماس جاذب با محلول و غلظت اولیه محلول فلزی و فنل در سیستمی ناپیوسته بهینه شدند. پس از اختلاط 100 میلی‏لیتر محلول کروم با غلظت و ph معین با وزن مشخصی از جاذب، نمونه‏ها برای زمان‏های مشخصی درون تکاننده برقی با سرعت 200 دور بر دقیقه و در دمای 25 درجه سانتی‏گراد قرار گرفتند. پس از صاف کردن نمونه از روش اسپکتروفتومتری برای تعیین غلظت کروم و فنل باقی مانده استفاده شد. همچنین کارایی جاذب‏ها در نمونه آب حقیقی ( آب قنات روستای امیرآباد بیرجند) و حذف کروم(vi) در حضور آنیون‏های مزاحم کلرید، نیترات و سولفات تحت شرایط بهینه به‏دست آمده بررسی شد. یافته‏های این بررسی نشان می‏دهد فرآیند جذب کروم شش ظرفیتی توسط این بسترها سریع بوده و با افزایش مقدار جاذب به دلیل افزایش مساحت سطح میزان جذب افزایش می‏یابد. بیشترین راندمان حذف کروم(vi) توسط هر سه جاذب در 2ph= صورت می‏گیرد که این پدیده به دلیل جاذبه قوی بین بار مثبت شارژ شده سطح جاذب و گونه آنیونی غالب کروم در محیط اسیدی است. حداکثر ظرفیت جذب برای جاذب‏های برگ زرشک، ساقه زرشک و دورریزپنبه به‏ترتیب 32/40، 15/6 و 35/31میلی‏گرم‏بر‏گرم به دست آمد. همچنین جاذب‏های مورد بررسی از کارایی بالایی جهت حذف کروم‏(vi) از نمونه آب حقیقی برخوردار هستند. در بررسی آنیون‏های مزاحم نتایج نشان داد که آنیون‏های کلراید، نیترات و سولفات در حذف کروم شش ظرفیتی اختلالی ایجاد نمی‏کنند. در مورد حذف فنل، این جاذب‏ها از کارایی مناسبی جهت جذب برخوردار نیستند. ارزیابی نتایج تجربی به وسیله مدل‏های ایزوترمی و مدلهای سینتیکی نشان می‏دهد که فرآیند جذب کروم شش ظرفیتی با ایزوترم لانگمویر و مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم بهترین تطابق را دارد. نتایج به‏دست آمده حاکی از آن است که هزینه پایین این جاذب‏ها با قابلیت جذب سریع آن‏ها ارائه یک روش امیدوار کننده برای تصفیه صنعتی فاضلاب است.

بررسی حذف کروم شش ظرفیتی از آبهای آلوده به وسیله جاذبهای زیستی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده محیط زیست 1392
  پریسا قنبرزاده   محمدرضا رضایی

آلودگی محیط زیست به عنوان یکی از مباحث مهم دنیای مدرن مطرح است. دسته مهمی از آلوده کننده های زیست محیطی، یون های فلزات سنگین هستند که همراه با گسترش شهرها و نیز توسعه صنایع، میزان آلودگی ناشی از آنها نیز رو به افزایش است. کروم از جمله فلزات سنگینی است که با توجه به کاربرد وسیع در صنایع، نقش مهمی نیز در آلودگی منابع آب و خاک دارد. روش‏های مختلفی جهت حذف این آلاینده‏ها از آب‏های آلوده به‏کار رفته است‏. جذب سطحی با به‏کار‏گیری جاذب‏های طبیعی، یکی از پر‏کاربردترین روش‏ها است. هدف از انجام این تحقیق بررسی کارایی دورریز گیاهان دارویی خارشتر، کاسنی و کلپوره بعد از فرایند عصاره گیری در حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی و نیز ارزیابی پارامترهای موثر در فرآیند حذف کروم نظیر ph، مقدار جاذب، غلظت اولیه، زمان، بررسی حضور آنیون های مزاحم بر روند حذف کروم و بررسی کارایی جاذب ها در حذف کروم از نمونه های حقیقی در حالت ناپیوسته می باشد. پس از آماده سازی محلول ها با غلظت و ph مشخص، 100 میلی لیتر از آن داخل ارلن ریخته شده پس از اضافه شدن مقدار مشخصی از جاذب مورد نظر به منظور شروع واکنش و اختلاط، ارلن ها برای زمان های مشخصی درون تکاننده برقی قرار گرفتند. پس از سپری شدن زمان مورد نظر محتویات ارلن فیلتر شدند و غلظت کروم شش ظرفیتی باقی مانده با استفاده از روش اسپکتروفتومتری در طول موج 540 نانو متر اندازه گیری شد. با افزایش زمان تماس و افزایش مقدار جاذب به علت افزایش سایت های فعال سطح جاذب، درصد حذف افزایش یافت. نتایج نشان داد که جذب کروم در ph بهینه 2 توسط 3/0 گرم دورریز خارشتر بعد از 5 دقیقه ، 1 گرم دورریز کاسنی بعد از گذشت 15 دقیقه و 5/0 گرم دورریز کلپوره بعد از 60 دقیقه به تعادل رسید. ضمن اینکه با افزایش غلظت محلول کروم، راندمان حذف کاهش می یابد که ناشی از کاهش مکان های فعال موجود برای جذب بر روی سطح جاذب است. هم چنین نتایج نشان داد که سینتیک فرایند جذب از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم، و داده های تعادلی از مدل ایزوترمی لانگمیر پیروی می کند. ظرفیت جاذب های خارشتر، کاسنی و کلپوره به ترتیب 57/22 ،26/4 و 24/9 میلی گرم بر گرم در غلظت اولیه کروم 10 میلی گرم بر لیتر بدست آمد. همچنین جاذب‏های مورد بررسی از کارایی بالایی جهت حذف کروم ‏(vi) از نمونه آب حقیقی برخوردار هستند. در بررسی آنیون‏های مزاحم نیز نتایج نشان داد که آنیون‏های کلراید، نیترات و سولفات در حذف کروم شش ظرفیتی اختلالی ایجاد نمی‏کنند. یافته های این تحقیق نشان می دهد که این جاذب ها کارایی بالایی در حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی دارند.

استخراج فاز جامد آنتی بیوتیک ها با استفاده از پلیمرهای قالب گیری شده مولکولی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده علوم 1392
  مسلم جهانی   سوسن صادقی بجد

هدف از این تحقیق، استفاده از پلیمرهای قالب گیری شده به عنوان بسترهای انتخابی برای استخراج و اندازه گیری آنتی بیوتیک ها از نمونه های غذایی و نیز طراحی حسگرهایی مبتنی بر تکنولوژی قالب گیری مولکولی برای اندازه گیری آنتی بیوتیک ها در نمونه های غذایی بوده است. در بخش نخست این مطالعه، پلیمر قالب گیری شده ای (mip) جهت استخراج فاز جامد انتخابی فلورفنیکول (ff) سنتز شد. به این منظور از فلورفنیکول به عنوان مولکول هدف و از 4-وینیل پیریدین (4-vp) به عنوان منومر عاملی استفاده شد. جهت مقایسه، یک پلیمر قالب گیری نشده (nip) نیز تحت شرایطی مشابه اما بدون حضور مولکول هدف سنتز شد. بسترهای تازه تهیه شده توسط طیف سنجی مادون قرمز (ir)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و روش های آنالیزهای حرارتی (dta, tga) مورد بررسی قرار گرفتند. کارآیی بستر آماده شده در استخراج فاز جامد قالب گیری شده به شیوه ستونی و با اندازه گیری های اسپکتروفتومتری ارزیابی شد و نشان داد که بستر قالب گیری شده در مقایسه با بستر قالب گیری نشده از ظرفیت جذب بالاتری برخوردار است. حداکثر ظرفیت جذب فلورفنیکول توسط بستر قالب گیری شده و قالب گیری نشده به ترتیب 4/32 و mg g-1 2/88 بدست آمد. سینتیک جذب فلورفنیکول توسط بستر قالب گیری شده سریع بوده و در30 دقیقه نخست به ماکزیمم مقدار خود می رسد. کلرامفنیکول به عنوان ترکیبی با ساختاری مشابه مولکول هدف، مزاحمت عمده ای در جداسازی فلورفنیکول نشان داد. از روش معرفی شده با موفقیت برای اندازه گیری فلورفنیکول در نمونه های ماهی، مرغ و عسل استفاده شد. در بخش دوم، با تلفیق تکنیک قالب گیری در سطح و فرآیند سل-ژل، یک جاذب فاز جامد قالب گیری شده جهت استخراج انتخابی فلورفنیکول تهیه شد. بستر قالب گیری شده با استفاده از فلورفنیکول به عنوان مولکول هدف، 3-آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (aptes) به عنوان منومر عاملی، تترا اتوکسی سیلان (teos) به عنوان اتصال دهنده عرضی و در تتراهیدروفوران به عنوان حلال سنتز شد. بستر قالب گیری نشده نیز تحت شرایط مشابه اما در غیاب مولکول هدف سنتز شد. بستر سیلیکای قالب گیری شده جدید به عنوان جاذب در سیستم ستونی مورد ارزیابی قرار گرفت و اثر پارامترهای متعددی همانند حجم و ph محلول نمونه، سرعت بارگیری، نوع و سرعت حلال واجذب کننده بررسی شد. برای بستر قالب گیری شده ظرفیت جذبmg g-1 64/9، و گزینش پذیری بهتری در مقایسه با بستر قالب گیری نشده (mg g-1 11/5) بدست آمد. در بررسی مزاحمت ها، اریترومایسین نشان داد که اثر قابل توجهی در بازداری مولکول هدف داشته است. از بستر سیلیکای قالب گیری شده تحت شرایط بهینه برای استخراج و اندازه گیری فلورفنیکول در نمونه های گوشت مرغ و ماهی استفاده شد. در بخش سوم، نقاط کوانتومی سولفید روی دوپه شده با منگنز (zns:mn) با لایه ای از پلیمر قالب گیری شده با فلورفنیکول اصلاح شدند و از آن برای اندازه گیری فلورفنیکول به روش فلورسانس استفاده شد. لایه پلیمر قالب گیری شده، به روشی ساده و از طریق فرآیند قالب گیری در سطح به روش سل-ژل سنتز شد. نقاط کوانتومی اصلاح شده توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، طیف سنجی مادون قرمز و نیز اندازه گیری های جذبی و فلورسانس مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور تشریح سودمندی قالب گیری مولکولی، نقاط کوانتومی اصلاح شده با پلیمر قالب گیری نشده نیز به شیوه ای مشابه اما در غیاب مولکول هدف سنتز شدند. از نقاط کوانتومی اصلاح شده، به عنوان حسگر نوری جهت اندازه گیری فلورفنیکول به روش اسپکتروفلوریمتری استفاده شده و نتایج نشان داد که در حضور مولکول هدف، سیگنال فلورسانس نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری شده تقویت قوی تری نسبت به سیگنال فلورسانس نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری نشده دارد که این حاکی از توانایی تشخیص انتخابی مولکول هدف توسط کامپوزیت قالب گیری شده است. تحت شرایط بهینه، تغییرات در سیگنال فلورسانس در حضور مولکول هدف، گستره غلظتی در محدوده µm 700-30 با حد تشخیص µm 24 را نشان داد. از روش پیشنهاد شده برای اندازه گیری فلورفنیکول در نمونه های گوشت استفاده شد. در بخش چهارم، نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری شده جهت شناسایی انتخابی مترونیدازول (mn) تهیه شد. به این منظور لایه پلیمر قالب گیری شده از طریق واکنش سل-ژل در سطح نقاط کوانتومی cdse/cds سنتز شد. نتایج بررسی ها نشان داد که سیگنال فلورسانس نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری شده در حضور مولکول هدف، خاموشی قابل توجهی دارد که در مقایسه با نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری نشده خیلی بیشتر است. این نشان می دهد که کامپوزیت تازه تهیه شده توانایی تشخیص انتخابی مولکول هدف را دارد. تحت شرایط بهینه، برای مترونیدازول گستره خطی µm 700-10 با حد تشخیص µm 3/3 بدست آمد. بستر تازه سنتز شده، گزینش پذیری بالای تکنولوژی قالب گیری مولکولی را با خواص فلورسانس نقاط کوانتومی تلفیق کرده و می تواند برهمکنش های ویژه میان مولکول هدف و مکان های اتصالی را به تغییرات آشکار در سیگنال فلورسانس تبدیل نماید.