فهرست مطالب

چکیده: 1

مقدمه 2

روش انجام تحقیق 3

روش‌ها و دستگاه‌های مورد استفاده 4

نتایج 4

بحث و نتیجه‌گیری 5

هدایت الکتریکی 5

قلیاییت 6

سختی کل 6

کلرور 8

آهن 8

منگنز 9

سرب 9

کروم 10

پارامترهای میکربی 10

پیشنهاد برای ارتقای کیفیت آب آب انبارها 11

نتیجه‌گیری و نظریات شخصی: 12

چکیده:

جمع‌آوری و ذخیره آب باران برای مصارف مختلف، از جمله مصرف شرب، از دیرباز در ایران و سایر کشورهای جهان معمول بوده است. شهرستان مینودشت دارای جمعیتی بالغ بر 260000 نفر است که حدو 200000 نفر آن در روستاها سکونت دارد و از 1366 آب انبار برای جمع‌آوری آب باران برای مصارف مختلف استفاده می‌کنند. لذا آنالیز شیمیایی و میکروبی آب‌های جمع‌آوری شده از پشت بام‌ها در آب انبارها، برای شناسایی منابع احتمالی آلودگی، یافتن روش مناسب برای جمع‌آوری و ذخیره آب باران و بهسازی مطلوب آب انبارها ضروری به نظر می‌رسد.

برای انجام این تحقیق، تعداد 114 نمونه آب، برای آنالیز پارامترهای شیمیایی و 68 نمونه آب برای آنالیز میکروبی از آب انبارهای روستاهای دهنه و صوفیان در شهرستان مینودشت، در مدت 8 ماه مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج نشان داد که پارامترهای شیمیایی شامل: هدایت الکتریکی، قلیاییت، سختی، کلرور، نیترات و منگنز، در مقایسه با استاندارد آب آشامیدنی در حد مطلوب می‌باشند، اما غلظت بعضی از پارامترهای شیمیایی از جمله آهن در 9 درصد، سرب در 69 درصد و کروم در 6 درصد نمونه‌های جمع‌آوری شده، از حد مجاز بیشتر بود. از لحاظ پارامترهای میکروبی در 100 میلی‌لیتر از نمونه‌ها، کلیفرم در 56درصد، اشرشیاکلی در 32 درصد و استرپتوکوک فیکالیس در 26 درصد از نمونه‌های جمع‌آوری شده بیش از حد مجاز بود.

کیفیت آب تعداد قابل ملاحظه‌ای از آب انبارها، از نظر پارامترهای شیمیایی و میکروبی، به علت آلودگی برای شرب مناسب نمی‌باشد. آلودگی‌های شیمیایی و میکروبی آب انبارها، می‌تواند ناشی از نفوذ فاضلاب‌های کشاورزی، فضولات حیوانی و انسانی و همچنین استفاده از آب رودخانه می‌باشد.

مقدمه

آمارهای منتشره از سوی سازمان بهداشت جهانی و دیگر سازمان‌های بین‌المللی، نشان دهنده این واقعیت است که آب آشامیدنی سالم و بهداشتی، بیش از هر عامل دیگر در سلامتی انسان‌ها موثر است.

به عنوان نمونه در ایالت اوتارپرادش در کشور هندوستان، پس از بهسازی شبکه توزیع آب، میزان مرگ از بیماری ویا، 1/74 درصد، بیماری‌های اسهالی 7/42 درصد، حصبه 6/63 درصد و اسهال خونی 1/23 درصد کاهش یافت.

بنابراین وجود میکروارگانیسم‌ها در آب آب انبارها، از طریق منطقه جمع‌آوری و یا ذخیره‌سازی آن است. مطالعات نشان داده است که آب انبارهای ضدعفونی شده می‌تواند محیط مناسبی برای میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا باشد. از حمله بیماری‌ها می‌توان از بیماری سیستم گوارشی که عامل آن سالمونلا، زخم معده که عامل آن هلیکوباکتر، عفونت‌های تنفسی مثل بیماری لژیونر و عفونت‌های خونی که عامل آن کورنی باکتریوم است را نام برد.

افزایش سریع احداث و تکامل آب انبارها، در حدو یکصد سال پیش شروع شد، در حالی که در تمدن‌های اروپایی باستان تامین آب مورد نیاز برای شرب، پخت و پز غذا و تا حدی شست و شوی ظروف، از طریق احداث فضایی به منظور جمع‌آوری آب باران از سقف یا حیات منزل صورت می‌گرفت و منصوب به ویرانه‌های کاخ ناس مرکز عصر مفرغ در جزیره کرت می‌باشد.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول : مقدمه و طرح تحقیق

1-1- بیان مسئله..............................................................................................................................1

1-2- اهداف ، فرضیات و سئوالات تحقیق.....................................................................................2

1-2-1- اهداف تحقیق..............................................................................................................2

1-2-2- فرضیات تحقیق ...........................................................................................................2

1-2-3- سئوالات تحقیق...........................................................................................................2

1-3- روش تحقیق و پژوهش........................................................................................................3

فصل دوم : کلیات تحقیق

2-1- فلزات سنگین.......................................................................................................................4

2-1-1- منشاء فلزات سنگین.....................................................................................................5

2-2- سابقه تحقیقات در مورد سرب .............................................................................................6

2-2-1- سابقه تحقیقات در مورد سرب و اثر آلوده کنندگی آن در انسان.................................6

2-2-2- اثر آلوده کنندگی سرب در آب دریا و ماهیان............................................................8

2-3- سابقه تحقیقات در مورد آهن...............................................................................................9

2-3-1- سابقه تحقیقات راجع به مسمومیت با آهن و اثر آلوده کنندگی آن بر انسان.................9

2-3-2-اثر آلوده کنندگی آهن در آب دریا و ماهیان............................................................11

2-3-3- مقادیر استاندارد پیشنهاد شده آهن و سرب از سوی سازمانها ومحققان مختلف23

فصل سوم : مواد و روش کار

3-1- مواد و لوازم مورد نیاز.......................................................................................................25

3-2- روش کار..........................................................................................................................25

3-2-1- تاریخچه دستگاه جذب اتمی....................................................................................28

3-2-2- قسمتهای مختلف دستگاه جذب اتمی......................................................................29

3-2-2-1 روش کار با دستگاه جذب اتمی با شعله..............................................................31

3-2-3- آماده سازی نمونه ها جهت اندازه گیری فلزات........................................................32

3-2-4-عمل هضم اولیه در فلزات.........................................................................................33

فصل چهارم : نتایج تحقیق .......................................................................................................35

فصل پنجم : بحث و پیشنهادها.................................................................................................43

منابع :.......................................................................................................................................49

چکیده انگلیسی..........................................................................................................................55

فهرست جدول ها

عنوان صفحه

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

فهرست شکلها

عنوان صفحه

شکل 3-1 قسمتهای مختلف دستگاه جذب اتمی (سیستم تک پرتویی)...................................... 30

خلاصه فارسی:

تعداد 32 نمونه غذا ، آب منابع و عضله ماهی به منظور اندازه گیری فلزات سرب و آهن در فصلهای تابستان و پاییز ، در دو نوبت با فاصله 3 ماه از چهار مزرعه پرورش ماهی قزل آلای رنگین کمان در استان چهارمحال بختیاری اخذ شده و مورد بررسی قرار گرفت .

میزان آهن و سرب به ترتیب در کل نمونه‌های آب مزارع مختلف برابر با 4/4 ± 6/60 و 2/0 ± 5/2 میکرو‌گرم بر لیتر ، میزان آهن و سرب به ترتیب در کل نمونه‌های خوراک مصرفی مزارع مختلف برابر با8/183 ± 4/563 و1/1 ± 3/3 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم و همچنین میزان این دو فلز به ترتیب در کل نمونه‌های ماهی مزارع مختلف برابر با

9/3 ± 7/8 و1/0 ± 3/0 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم بوده است . با توجه به مقادیر بدست آمده از دو فلز فوق هیچ‌گونه تفاوت معنی‌داری در سطح (05/0 p <) بین خوراک، ماهیان و آبهای مختلف مشاهده نشد ولی در کل ارتباط منطقی بین میزان این دو فلز در غذا و ماهیان تغذیه شده از همان غذا مشاهده گردید بطوریکه بیشترین میزان تجمع فلزات سنگین یاد شده در غذای کارخانه شماره 2 و همینطور ماهیان تغذیه شده از این غذا و کمترین میزان تجمع این فلزات در غذای کارخانه شماره 3 و ماهیان تغذیه شده با این خوراک مشاهده شد .

با توجه به استاندارد های FAO برای فلزات سنگین و مقایسه آن با مقادیر بدست آمده در تحقیق حاضر، میزان این فلزات در آب، غذا و عضلات ماهی از حداکثر مجاز پیشنهادی کمتر می‌باشد. لذا هیچ‌گونه خطری از جانب این منابع متوجه مصرف‌کنندگان بعدی مثل انسان نیست .

1-1- بیان مسأله:

فلزات سنگین به عنوان یک مسئله خطر ساز از ابعاد مختلف و به طور جدی می‌توانند زیست انسان و سایر موجودات زنده را به خطر بیاندازند. یکی از عمده‌تر‌ین منابع تولید کننده این عوامل سنگ‌های معادن و غبارهای آتشفشانی می‌باشند ولی در کنار اینها انسان خود به اشکال مختلف مانند صنایع رنگرزی، آبکاری فلزات و باطری سازی در انتشار فلزات سنگین نقش دارد(8). حضور این عوامل در محیط زیست در دراز مدت منجر به کاهش توان تولید مثلی آبزیان ، مشکلات تنفسی و عصبی و غیره شده و در ضمن با توجه به تجمع آن در بدن (تجمع زیستی)[1] و انتقال آنها به مصرف کنندگان بعدی از جمله انسان می‌تواند عوارض غیر قابل جبرانی را ایجاد نماید. یکی از منابع مهم انتقال فلزات سنگین خوراک مصرفی ماهیان پرورشی است که با اندازه گیری دو فلز سرب و آهن می‌توان به میزان حضور این عوامل در غذا و احیاناً بالا بودن آنها بیش از حد استاندارد پی برد. همچنین بررسی میزان این فلزات در آب و ماهیان مزارع پرورشی از نظر مقایسه‌ای می‌تواند راه کار مناسبی در نحوه استفاده از این منابع آبی و یا حتی ماهیان مورد پرورش در این آبها به ما بدهد.

1-2- اهداف، فرضیات و سؤالات تحقیق:

1-2-1- اهداف تحقیق:

1- بررسی و اندازه گیری دو فلز سنگین سرب و آهن در چهار نوع خوراک مصرفی، آب و عضله ماهی قزل آلای رنگین کمان استان چهار محال و بختیاری.

2- مقایسه بین میزان فلزات سنگین سرب و آهن در انواع غذا، آب ورودی مزارع و عضله ماهیان مزارع مختلف قزل آلای رنگین کمان .

1-2-2- فرضیات تحقیق:

1- میزان فلزات سنگین سرب و آهن در خوراک مصرفی، آب و ماهیان قزل آلای رنگین کمان بالاتر از حد استاندارد است.

2- میزان فلزات سنگین سرب و آهن در خوراک مصرفی، آب و ماهیان قزل آلای رنگین کمان کمتر از حد استاندارد است.

1-2-3- سؤالات تحقیق:

1- میزان فلزات سنگین سرب وآهن در خوراک ، آب و عضله ماهی قزل آلا چقدر می‌باشد؟

2- آیا میزان فلزات سنگین در آبهای مختلف مزارع پرورشی با هم تفاوت دارد ؟

3- آیا میزان فلزات سنگین بین ماهیان مختلف مزارع پرورشی با هم تفاوت دارد ؟

4- آیا میزان فلزات سنگین غذای کارخانه های مختلف با هم تفاوت دارد ؟

1-3- روش تحقیق و پژوهش:

در این مطالعه از منابع غذا، ماهی و آب مزارع پرورشی قزل آلای رنگین کمان به منظور اندازه گیری میزان دو فلز سرب و آهن نمونه گیری صورت می گیرد. به ترتیب از چهار نوع خوراک پر مصرف استان چهار محال و بختیاری، در هر کدام از مزارعی که از غذای مورد نظر استفاده می‌کنند نمونه گیری صورت گرفته و از آب و ماهیان همان مزرعه نیز نمونه گیری انجام می گیرد بطوریکه از هر مزرعه یک نمونه آب ورودی ، یک نمونه غذای GFT و دو قطعه ماهی 200 گرمی برداشت شد و سه ماه دیگر نیز همین روال تکرار می شد. بطوریکه با احتساب دو فلز سرب و آهن در هر نمونه ، مجموعاً 16 فلز در غذا، 16 فلز در آب و 32 فلز در ماهیان 4 مزرعه‌اندازه گیری خواهد شد(مجموعاً 64 فلز) برای سرب اسپکترومتری جذب اتمی‌با کوره و برای آهن اسپکترومتری جذب اتمی‌با شعله انجام می‌شود. داده‌های بدست آمده با تست آماری آنالیز واریانس تجزیه و تحلیل و مقایسه میانگین داده‌ها با آزمون آماری دانکن صورت خواهد گرفت.

GFT: به غذای سایز ماهیان دوره رشد گفته می شود.

2-1-فلزات سنگین

علاوه بر کربوهیدرات‌ها، لیپیدها، اسیدهای آمینه و ویتامین‌ها برخی از فلزات سنگین برای فعالیت بیولوژیکی سلول‌ها ضروری می‌باشند. برخی از فلزات مانند آهن برای زندگی جنبه حیاتی داشته و گروهی دیگر مانند مس و روی و سرب به مقدار جزئی برای فعالیت آنزیم‌ها ضروری هستند(7). این فلزات به علت داشتن وزن اتمی‌بالا فلزات سنگین نامیده می‌شوند. چنانچه میزان ورود این فلزات ضروری به بدن بیش از حد مورد نیاز باشد باعث ایجاد مسمومیت می‌شوند. فلزات سنگین غیر ضروری و یا فلزات سمی‌نیز در بدن آثار سمی‌تولید می‌نمایند، به طور کلی فلزات سنگین موجود در محیط زیست یک خطر بالقوه برای موجودات زنده به شمار می‌آیند. انسان و حیوانات همیشه در معرض آلودگی با فلزات سنگین می‌باشند اینگونه فلزات با ترکیبات ضروری بدن از قبیل اکسیژن، گوگرد و ازت به صورت گروههایی از قبیلS-S ، SH ، OH ، COO و COOH پیوند برقرار می‌نمایند. بیشتر ترکیبات ضروری بدن از جمله آنزیم‌ها و پروتئین‌ها دارای چنین گروههایی می‌باشند در نتیجه فلزات سنگین موجب وقفه فعالیت آنزیم‌ها و اختلال در سنتز ترکیبات ضروری بدن می‌شوند(6).

2-1-1- منشأ فلزات سنگین:

این فلزات جزء عوامل متشکله طبیعی آب دریاها می‌باشند و مقادیر فراوانی از آنها به صورت طبیعی از طرق متنوعی مانند فرسایش سنگ‌های معادن، باد، ذرات غبار، فعالیت‌های آتشفشانی، رودخانه‌ها و آبهای زیرزمینی وارد دریا می‌شوند. ولی آنچه مسئله ساز است افزایش منطقه‌ای این فلزات به واسطه فعالیت‌های صنعتی انسانی مانند افزایش پساب‌ها و ضایعات صنعتی کارخانجات ،آلودگی‌های نفتی، سموم ، دفع آفات و … می‌باشد(8). این آلاینده‌ها از یک طرف باعث کاهش اکسیژن محلول در آب شده و از طرف دیگر دارا بودن سموم اثر مستقیمی‌بر روی ماهی‌ها داشته و باعث تلفات آنها می‌شود.

آبی که از مناطق آبخیز یا بستر رودخانه‌ها عبور می‌کند، سنگ‌های معدنی یا مواد محلول را با خود انتقال داده و باعث مسمومیت ماهیان قسمت‌های پائین رودخانه می‌شوند این روند سبب شده است که قسمت‌های مشخصی از نهرها، دریاچه‌ها یا سایر آب‌ها از ماهی تخلیه شوند. از موارد دیگری که سبب آلودگی آب‌ها می‌شوند می‌توان از صنایع استخراج سنگ فلزات نام برد که طی بهره برداری از معادن، آب زهکشی آنها دارای مقادیر زیادی فلزات سمی‌است. PH بعضی از این آب‌ها به مقدار کمی‌اسیدی است و سبب افزایش حلالیت فلزات می‌شود به عنوان مثال آب زهکشی معدن زغال سنگ به دلیل اسیدیته زیاد فلزات موجود در بستر معدن را در خود حل می‌کند(7)

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول : مقدمه و طرح تحقیق

1-1- بیان مسئله..............................................................................................................................1

1-2- اهداف ، فرضیات و سئوالات تحقیق.....................................................................................2

1-2-1- اهداف تحقیق..............................................................................................................2

1-2-2- فرضیات تحقیق ...........................................................................................................2

1-2-3- سئوالات تحقیق...........................................................................................................2

1-3- روش تحقیق و پژوهش........................................................................................................3

فصل دوم : کلیات تحقیق

2-1- فلزات سنگین.......................................................................................................................4

2-1-1- منشاء فلزات سنگین.....................................................................................................5

2-2- سابقه تحقیقات در مورد سرب .............................................................................................6

2-2-1- سابقه تحقیقات در مورد سرب و اثر آلوده کنندگی آن در انسان.................................6

2-2-2- اثر آلوده کنندگی سرب در آب دریا و ماهیان............................................................8

2-3- سابقه تحقیقات در مورد آهن...............................................................................................9

2-3-1- سابقه تحقیقات راجع به مسمومیت با آهن و اثر آلوده کنندگی آن بر انسان.................9

2-3-2-اثر آلوده کنندگی آهن در آب دریا و ماهیان............................................................11

2-3-3- مقادیر استاندارد پیشنهاد شده آهن و سرب از سوی سازمانها ومحققان مختلف23

فصل سوم : مواد و روش کار

3-1- مواد و لوازم مورد نیاز.......................................................................................................25

3-2- روش کار..........................................................................................................................25

3-2-1- تاریخچه دستگاه جذب اتمی....................................................................................28

3-2-2- قسمتهای مختلف دستگاه جذب اتمی......................................................................29

3-2-2-1 روش کار با دستگاه جذب اتمی با شعله..............................................................31

3-2-3- آماده سازی نمونه ها جهت اندازه گیری فلزات........................................................32

3-2-4-عمل هضم اولیه در فلزات.........................................................................................33

فصل چهارم : نتایج تحقیق .......................................................................................................35

فصل پنجم : بحث و پیشنهادها.................................................................................................43

منابع :.......................................................................................................................................49

چکیده انگلیسی..........................................................................................................................55

فهرست جدول ها

عنوان صفحه

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

فهرست شکلها

عنوان صفحه

شکل 3-1 قسمتهای مختلف دستگاه جذب اتمی (سیستم تک پرتویی)...................................... 30

خلاصه فارسی:

تعداد 32 نمونه غذا ، آب منابع و عضله ماهی به منظور اندازه گیری فلزات سرب و آهن در فصلهای تابستان و پاییز ، در دو نوبت با فاصله 3 ماه از چهار مزرعه پرورش ماهی قزل آلای رنگین کمان در استان چهارمحال بختیاری اخذ شده و مورد بررسی قرار گرفت .

میزان آهن و سرب به ترتیب در کل نمونه‌های آب مزارع مختلف برابر با 4/4 ± 6/60 و 2/0 ± 5/2 میکرو‌گرم بر لیتر ، میزان آهن و سرب به ترتیب در کل نمونه‌های خوراک مصرفی مزارع مختلف برابر با8/183 ± 4/563 و1/1 ± 3/3 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم و همچنین میزان این دو فلز به ترتیب در کل نمونه‌های ماهی مزارع مختلف برابر با

9/3 ± 7/8 و1/0 ± 3/0 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم بوده است . با توجه به مقادیر بدست آمده از دو فلز فوق هیچ‌گونه تفاوت معنی‌داری در سطح (05/0 p <) بین خوراک، ماهیان و آبهای مختلف مشاهده نشد ولی در کل ارتباط منطقی بین میزان این دو فلز در غذا و ماهیان تغذیه شده از همان غذا مشاهده گردید بطوریکه بیشترین میزان تجمع فلزات سنگین یاد شده در غذای کارخانه شماره 2 و همینطور ماهیان تغذیه شده از این غذا و کمترین میزان تجمع این فلزات در غذای کارخانه شماره 3 و ماهیان تغذیه شده با این خوراک مشاهده شد .

با توجه به استاندارد های FAO برای فلزات سنگین و مقایسه آن با مقادیر بدست آمده در تحقیق حاضر، میزان این فلزات در آب، غذا و عضلات ماهی از حداکثر مجاز پیشنهادی کمتر می‌باشد. لذا هیچ‌گونه خطری از جانب این منابع متوجه مصرف‌کنندگان بعدی مثل انسان نیست .

1-1- بیان مسأله:

فلزات سنگین به عنوان یک مسئله خطر ساز از ابعاد مختلف و به طور جدی می‌توانند زیست انسان و سایر موجودات زنده را به خطر بیاندازند. یکی از عمده‌تر‌ین منابع تولید کننده این عوامل سنگ‌های معادن و غبارهای آتشفشانی می‌باشند ولی در کنار اینها انسان خود به اشکال مختلف مانند صنایع رنگرزی، آبکاری فلزات و باطری سازی در انتشار فلزات سنگین نقش دارد(8). حضور این عوامل در محیط زیست در دراز مدت منجر به کاهش توان تولید مثلی آبزیان ، مشکلات تنفسی و عصبی و غیره شده و در ضمن با توجه به تجمع آن در بدن (تجمع زیستی)[1] و انتقال آنها به مصرف کنندگان بعدی از جمله انسان می‌تواند عوارض غیر قابل جبرانی را ایجاد نماید. یکی از منابع مهم انتقال فلزات سنگین خوراک مصرفی ماهیان پرورشی است که با اندازه گیری دو فلز سرب و آهن می‌توان به میزان حضور این عوامل در غذا و احیاناً بالا بودن آنها بیش از حد استاندارد پی برد. همچنین بررسی میزان این فلزات در آب و ماهیان مزارع پرورشی از نظر مقایسه‌ای می‌تواند راه کار مناسبی در نحوه استفاده از این منابع آبی و یا حتی ماهیان مورد پرورش در این آبها به ما بدهد.

1-2- اهداف، فرضیات و سؤالات تحقیق:

1-2-1- اهداف تحقیق:

1- بررسی و اندازه گیری دو فلز سنگین سرب و آهن در چهار نوع خوراک مصرفی، آب و عضله ماهی قزل آلای رنگین کمان استان چهار محال و بختیاری.

2- مقایسه بین میزان فلزات سنگین سرب و آهن در انواع غذا، آب ورودی مزارع و عضله ماهیان مزارع مختلف قزل آلای رنگین کمان .

1-2-2- فرضیات تحقیق:

1- میزان فلزات سنگین سرب و آهن در خوراک مصرفی، آب و ماهیان قزل آلای رنگین کمان بالاتر از حد استاندارد است.

2- میزان فلزات سنگین سرب و آهن در خوراک مصرفی، آب و ماهیان قزل آلای رنگین کمان کمتر از حد استاندارد است.