کاربرد باکتریوفاژها بهعنوان عوامل زیستی در تصفیه آب و فاضلاب: یک مطالعه مروری
دوره 12، شماره 4، زمستان 1404، صفحه 24-46
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i4.2507-1442
علیرضا رادخواه، صدیقه آتش افرازه
چکیده آلودگی میکروبی آب و ظهور فزاینده باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک، چالشهای بیسابقهای را برای سلامت عمومی جهانی ایجاد کرده است. روشهای کنونی تصفیه آب، در کنار مزایای آنها، با محدودیتهایی نظیر تولید محصولات جانبی مضر و کاهش کارایی در برابر سویههای مقاوم به آنتیبیوتیک مواجه هستند. در شرایط هشداردهندهِ افزایش مقاومت آنتیبیوتیکی، باکتریوفاژها (فاژها) به عنوان خط دفاعی قدرتمند و جایگزینی حیاتی عمل میکنند. باکتریوفاژها ویروسهایی هستند که دارای یک هسته پروتئینی با یک اسید نوکلئیک به نام کپسید و یک دُم نازک با الیاف هستند. پروتئینهای فاژ به گیرندههای خاصی روی سطح باکتریهای هدف متصل میشوند. برخی از فاژها طیف میزبانی وسیعی دارند و میتوانند گیرندههای متعددی را روی گونهها و جنسهای مختلف باکتریایی تشخیص دهند. این مطالعه مروری، پتانسیل باکتریوفاژها به عنوان جایگزینی برای آنتیبیوتیکها و تکمیلکنندهای برای روشهای سنتی تصفیه آب را بررسی میکند. گردآوری و تحلیل تحقیقات 15 سال اخیر از پایگاههای علمی معتبر و با بهکارگیری یک روش نظاممند انجام شد. دادههای استخراجشده بر اساس کاربردهای باکتریوفاژها در تصفیه فاضلاب، دستهبندی و تحلیل شدند. بر طبق یافتههای بهدست آمده، مزایای کلیدی فاژها شامل انحصاریافتگی بالا (هدفگیری دقیق پاتوژنها بدون آسیب به فلور مفید)، قابلیت خودتکثیری در حضور میزبان، توانایی از بین بردن بیوفیلمها و اثرگذاری بر باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک است که آنها را به ابزاری قدرتمند در مبارزه با بحران مقاومت میکروبی تبدیل میکند. جمعبندی این مطالعه نشان میدهد که علیرغم موانع موجود، گذار از روشهای صرفاً شیمیایی به سمت «فاژدرمانی» در تصفیه آب، نه تنها یک امکان، بلکه یک ضرورت فزاینده برای تأمین آب ایمن در عصر مقاومت آنتیبیوتیکی است. پیشرفتهای آتی در مهندسی فاژها و توسعه کوکتلهای هوشمند، عملیاتیسازی این راهبرد را در مقیاس صنعتی تسهیل خواهد کرد.
ارزیابی توجیهپذیری اجرای طرح فاضلاب با توجه به رویکردهای مختلف فنی، اجتماعی و زیستمحیطی (مطالعه موردی استان مازندران)
دوره 12، شماره 4، زمستان 1404، صفحه 77-87
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i4.2508-1447
جواد وجاهت، شادی صراف
چکیده طرح های فاضلاب از مهمترین تأسیسات زیربنایی شهری میباشند که شرایط زندگی مناسب و افزایش رفاه اجتماعی را برای مردم به همراه میآورند. در این راستا پژوهش حاضر به منظور بررسی توجیهپذیری اجرای طرح فاضلاب در محدوده مورد مطالعه در مجاورت دریای خزر در شهرهای بابل و امیرکلا صورت گرفته است. نتایج به دست آمده مشخص نمود که با بررسی گزینههای مختلف از جنبه عوامل محیطزیستی، اجتماعی، اقتصادی و فنی مشتمل بر معیارهای هفتگانه (سهولت اجرای طرح، تطابق با استانداردهای فنی، رضایتمندی مردم از گزینه مورد نظر، بهبود سلامت و بهداشت عمومی مردم، به مخاطره افتادن کیفیت آب و خاک منطقه، هزینه سرمایهگذاری هر طرح گزینه) و امتیازدهی به آنها و باتوجهبه اهداف توسعه پایدار، گزینه اجرای کامل شبکه جمعآوری، خط انتقال و تصفیهخانههای فاضلاب شهر بابل و امیرکلا با بالاترین امتیاز در اولویت میباشد. باتوجهبه روند فزاینده رشد جمعیت در شهر بابل و امیرکلا، سامانه سنتی دفع فاضلاب به دلیل آلودگیهای محیطی در دراز مدت پاسخگوی نیازهای بهداشتی و محیطزیستی منطقه طرح نخواهد بود. گزینه احداث شبکه جمعآوری و تصفیه فاضلاب تا حد استانداردهای رایج محیطزیستی در سطح کشور برای محدوده مطالعاتی گزینه برتر بوده و تأثیرات عمدهای را بر وضعیت بهداشت و محیطزیست این شهر و مناطق اطراف خواهد داشت، ضمن اینکه با بازیابی فاضلاب و استفاده در کشاورزی از هدر رفتن آب خصوصا در مناطق کمآب جلوگیری میشود. به این ترتیب اجرای این پروژه به لحاظ محیطزیستی توجیه لازم را دارد.
مدلسازی هیدرولیکی و ارائه اجرایی به منظور مدیریت کیفی آب ورودی به تصفیهخانه آب دارخوین
دوره 12، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 32-44
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i3.2503-1413
داود حری، جواد احدیان، محمود شفاعی بجستان، سید محسن سجادی
چکیده تصفیهخانه دارخوین، تأمین کننده آب شرب شهرهای دارخوین، شادگان و روستاهای حومه آن میباشد. آب ورودی به آن، به صورت ثقلی از سد انحرافی دز توسط سامانه انتقال آب غدیر خوزستان و بهطور همزمان توسط پمپاژ از رودخانه کارون تأمین میشود که پس از ترکیب در حوضچه اختلاط، وارد کلاریفایرها و به تصفیهخانه منتقل میشود. پژوهش حاضر با استفاده از روش شبیهسازی در نرمافزار WaterGEMS، به مطالعه هیدرولیکی و بررسی راهکار عملی و قابل اجرا به منظور تفکیک و انتقال مستقیم آب غدیر که کدورت مطلوبتری در مقایسه با آب کارون در شرایط بروز حوادثی مانند بارندگی، طغیان رودخانه و مواجهه با کدورتهای فصلی دارد، پرداخته است. بهاینمنظور، از سامانه انتقال آب غدیر در محل ورودی به تأسیسات دارخوین، یک انشعاب بهصورت مستقیم به ورودی تصفیهخانه متصل شده و سایز بهینه آن با هدف حفظ شرایط هیدرولیکی قبل از انشعاب، تعیین شده است. نتایج حاصل از مقادیر کدورت ساعتی اندازهگیری شده نشان داد پس از اجرای انشعاب جدید به دلیل کاهش 50 درصدی حجم آب ورودی به کلاریفایرها و افزایش دو برابری زمان ماند، کدورت آب خروجی از آنها 25 درصد کاهش یافته است که این امر در انجام عملیات سرویس و نگهداری کلاریفایرها اهمیت زیادی دارد. همچنین بر اساس نتایج، کدورت آب ورودی به تصفیهخانه به میزان 50 درصد کاهش یافته و در شرایط عدم آبگیری از رودخانه نیز میتوان توسط راهکار پیشنهادی، 52 درصد از آب مورد نیاز شهرها و روستاهای حومه آنها را توسط سامانه انتقال آب غدیر تأمین کرد.
هیدروژلهای مبتنی بر پلیساکارید در تصفیه آب: مکانیسمها، کاربردها و چشماندازهای آینده (یک مطالعه مروری)
دوره 12، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 181-205
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i3.2507-1441
علیرضا رادخواه، سهیل ایگدری، صدیقه آتش افرازه
چکیده این مطالعه مروری، بهمنظور بررسی ساختار، خواص و کاربردهای متنوع هیدروژلهای مشتق شده از پلیساکاریدهای طبیعی مانند سلولز، کیتوزان، آلژینات، نشاسته و پکتین در تصفیه آب بهاجرا درآمد. در این تحقیق، مکانیسمهای اصلی حذف آلایندهها، از جمله جذب سطحی، تبادل یونی، فیلتراسیون و تخریب کاتالیزوری که توسط این هیدروژلها برای حذف طیف وسیعی از آلایندهها شامل یونهای فلزات سنگین، رنگها و غیره انجام میشود، مورد بحث قرار گرفت. بررسی تحقیقات مختلف نشان داد که کیتوزان به دلیل دارا بودن گروههای آمینو و بار کاتیونی ذاتی، گزینهای ایدهآل برای جذب فلزات سنگین و رنگهای آنیونی محسوب میشود. از سوی دیگر، هیدروژلهای مبتنی بر آلژینات بهدلیل سهولت تشکیل ژل با یونهای کلسیم و ساختار متخلخل، برای انکپسولهسازی و جذب انتخابی برخی آلایندهها مناسب هستند. سلولز و مشتقات آن نیز به دلیل فراوانی، هزینه پایین و وجود گروههای هیدروکسیل فعال، پتانسیل بالایی در توسعه هیدروژلهای مقرون به صرفه دارند. با این وجود، حلالیت پایین و واکنشپذیری محدود سلولز خام، نیازمند انجام اصلاحات شیمیایی پیچیده برای بهبود عملکرد است. همچنین، پکتین به عنوان یک پلیساکارید آنیونی با قابلیت تشکیل ژل در حضور یونهای کلسیم، برای جذب فلزات سنگین کاتیونی مناسب است. از دیدگاه اقتصادی، نشاسته و سلولز به دلیل هزینه پایین و فراوانی، گزینههای مناسبی برای کاربرد در مقیاس بزرگ هستند، در حالی که کیتوزان و آلژینات با وجود عملکرد بهتر، هزینه تولید بالاتری دارند. بر طبق نتایج، در بین انواع هیدروژلهای مورد استفاده در سطح جهان، کاربرد هیدروژلهای مبتنی بر سلولز، نشاسته، کیتوزان و آلژینات در تحقیقات علمی بهمراتب بیشتر است. با توجه به پتانسیلهای بالقوه این نوع از هیدروژلها که شامل مقرون به صرفه بودن، کاربرد ساده، قابلیت اصلاحپذیری آسان و زیستتخریبپذیر بودن میباشد، میتوان از این مواد برای حذف آلایندههای مختلف بهویژه فلزات سنگین و مواد رنگی از سیستمهای آبی استفاده نمود.
کارایی فیلتراسیون شنی بهعنوان یک رویکرد مبتنی بر طبیعت برای تصفیه آب
دوره 12، شماره 1، بهار 1404، صفحه 6-13
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i1.2406-1336
علیرضا رادخواه، سهیل ایگدری، هادی پورباقر، اسماعیل صادقی نژاد ماسوله
چکیده امروزه تامین آب آشامیدنی سالم به یک معضل مهم در بسیاری از کشورهای جهان تبدیل شده است. ازاینرو، سازمان ملل توجه به این مسئله را امری ضروری در جهت رسیدن به اهداف توسعه پایدار میداند. اگرچه، در حال حاضر، از روشهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و زیستی بهمنظور تصفیه آب در بسیاری از نقاط جهان استفاده میشود، اما با این حال، بهرهگیری از روشهای آسان، ارزان و کارآمد اولویت ویژهای در کشورهای در حال توسعه دارد. امروزه، یکی از کارآمدترین و ارزانترین روشها برای دستیابی به آب با کیفیت، ترویج استفاده از فیلترهای شنی کُند (SSF) است که به نوعی با الهامگیری از طبیعت توسعه یافتهاند. پژوهش حاضر با هدف بررسی ابعاد مختلف استفاده از این روش و میزان کارایی آن در تصفیه آب انجام شده است. مرور منابع علمی مختلف نشان میدهد طراحی سیستمهای فیلتراسیون شنی ساده، کمهزینه و مؤثر، بهویژه در مناطق روستایی فاقد دسترسی به تجهیزات پیشرفته تصفیه آب، یک چالش کلیدی است. باتوجهبه این اطلاعات، فیلتراسیون شنی میتواند بهعنوان یک رویکرد مبتنی بر طبیعت برای تصفیه آب در کشورهای مختلف بهویژه کشورهای در حال توسعه و کمتر توسعه یافته مورد استفاده قرار گیرد.
بررسی عملکرد فتوکاتالیستی کربن نیترید گرافیتی بهمنظور تخریب باکتری اشریشیا کلی در شرایط مقایسهای نور مرئی و تاریکی از محلولهای آبی
دوره 12، شماره 1، بهار 1404، صفحه 14-25
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i1.2408-1357
آذین نادی، مهران بیجاری، ریحانه دهقان، افسانه شهبازی
چکیده گندزدایی میکروبی آب به معنای غیرفعال کردن یا حذف میکروارگانیسمهای بیماریزا است. روشهای متداول و معمول تصفیه میکروبی آب همانند، اکسیداسیون شیمیایی با استفاده از اکسیدانهای مختلف مانند کلر، دیاکسید کلر، کلرامین و ازن و حتی استفاده از تابش فرابنفش از روشهای رایج حذف عوامل آلاینده هستند. در این میان، یکی از روشهای نوین حذف باکتریهای بیماریزا از محلولهای آبی، روش اکسیداسیون پیشرفته و ضدعفونیکردن فتوکاتالیستی با استفاده از نانومواد نیمههادی است. هدف از این مطالعه حذف فتوکاتالیستی باکتری اشریشیا کلی (E.coli) با استفاده از فتوکاتالیست کربن نیترید گرافیتی سنتز شده با پیشماده ملامین است. صحت روش سنتز فتوکاتالیستها با انجام آنالیزهای طیفسنجی پراش پرتو ایکس XRD))، تخلخلسنجی (BET)، طیفسنجی مادونقرمز (FT-IR)، طیفسنجی فتولومینسانس (PL) و طیفسنجی بازتابی روبشی (DRS) و همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) بررسی شد. در ادامه برای بررسی عملکرد آنتیباکتریال فوتوکاتالیستهای سنتز شده، از آزمایش دیسک دیفیوژن و بررسی میزان زندهمانی باکتری در محیط جامد بعد از اتمام فرایند فوتوکاتالیستی، استفاده شد. طبق نتایج بهدستآمده، فتوکاتالیستهای سنتز شده در این مطالعه، دارای راندمان حذف مناسبی در برابر باکتریE.coli تحت تابش نور مرئی هستند که در میان آنها کربن نیترید گرافیتی سنتز شده در دمای سنتز ۵۵۰ درجه سانتیگراد و نرخ جریان گاز N2 به میزان mL/min 20 (CN-20) موفق به حذف کامل باکتری E.coli در نمونه محلول آبی تهیه شده در محیط آزمایشگاه و با غلظت اولیه CFU/mL 107 در مدت 4/5 ساعت تحت تابش نور مرئی شد.
پهنهبندی نیتراتزدایی با تاکید بر هیدروشیمی در آبخوان شهری ایذه، شمال شرق خوزستان
دوره 12، شماره 1، بهار 1404، صفحه 46-63
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i1.2401-1401
علی محرابینژاد، نصرالله کلانتری، فرشاد علی جانی، هادی محمدی
چکیده آب شرب شهر ایذه در شمال شرق خوزستان، از چاههای آهکی در آبخوان کارستی نعل اسبی جنوب دشت که در ارتباط هیدروژئولوژیکی مستقیم با آبخوان آبرفتی است، تأمین میشود. به دلیل نفوذ آلودگی نیترات از آبخوان آبرفتی به آبخوان کارستی، تعیین وضعیت نیترات در آبخوان و تأثیر فرآیند نیتراتزدایی طبیعی بر روی کاهش غلظت نیترات در آن بسیار اهمیت دارد. در این پژوهش تغییرات زمانی نیترات، آمونیوم و نیتریت و تغییرات مکانی نیترات در آبخوان شهری ایذه برای تعیین سازوکار نیتراتزدایی بررسی شد. در یک دوره یکساله (آذر 1402-آبان 1403) از 9 حلقه چاه در 6 دوره، نمونهبرداری صورت گرفت. سپس نقشههای هم غلظت نیترات تهیه و همراه با تغییرات زمانی گونههای نیتروژندار، کموگراف نیترات تفسیر شده و در نهایت پهنهبندی مکانی نیتراتزدایی و ارتباط نیتراتزدایی با سایر پارامترهای هیدروژئوشیمیبا استفاده از نمودارهای ترکیبی تحلیل شدند. نتایج نشان داد با فروشویی آلایندهها از سطح و کودهای شیمیایی اعمالی به زمینهای زراعی که عمدتا در دی و بهمن ماه در منطقه ایذه انجام میشود، غلظت نیترات در آبخوان شهری ایذه از آذر 1402 تا فروردین 1403 روند افزایشی شدید داشته، ولی از فروردین تا خرداد 1403 در کل آبخوان کاهش یافته است. آب زیرزمینی در شمال شهر ایذه و در مجاورت تالاب میانگران، به دلیل آلودگی شدید با فاضلاب شهر ایذه، تحت شرایط احیایی و نیتراتزدایی شدید قرار دارند و حداقل غلظت نیترات را در بین چاههای آب معرف دارد. بر اساس نقشه پهنهبندی نیتراتزدایی، بیشترین و کمترین مقدار ثابت نرخی نیتراتزدایی به ترتیب مربوط به شمال شرق و جنوب غرب شهر ایذه میباشد.
ارزیابی شاخصهای آلودگی فلزات سنگین جریان آب رودخانه اترک ناشی از تخلیه پساب تصفیهخانه فاضلاب شهری بجنورد
دوره 12، شماره 1، بهار 1404، صفحه 64-81
https://doi.org/10.22067/jwsd.v12i1.2503-1411
مرضیه جهانی، صادق پرتانی، غلامحسین اکبری، علی جعفری
چکیده این پژوهش به بررسی تغییرات غلظت فلزات سنگین با هدف انتقال آلایندههای احتمالی و فاصله انتقال موثر آنها در رودخانه اترک که تحت تاثیر از تخلیه پساب تصفیهخانه شهری بوده و کاربری کشاورزی را در پایین دست نقطه تخلیه به همراه دارد میپردازد. که شامل مراحل پیمایش میدانی، سنجشهای درجا، نمونهبرداری و تحلیل شاخصها میباشد. نمونهبرداری از محیط آب و رسوب به ترتیب در پنج و یک ایستگاه منتخب در تابستان 1403 با دو نمونه همزمان (Duplicate) انجام شد، تا از کیفیت نمونه برداری اطمینان حاصل شود (QA) و نمونهها نماینده واقعی جامعه قابل کنترل مجدد باشد (QC). اندازهگیری فلزات سنگین به وسیله دستگاه ICP-OES انجام شد. شاخص Cd در کلیه ایستگاهها به جز ایستگاه S2، (پاییندست تخلیه پساب)، در محدوده آلودگی متوسط قرار دارد. شاخصهای HEI وHPI حداکثر آلودگی را در ایستگاه S2 تأیید کردند. الگوی توزیع مکانی عناصر سنگین متفاوت بود. As و Pb دارای طیف ثابت در طول مسیر هستند، درحالیکه Cr و Fe روند افزایشی را نشان میدهند. چراکه همبستگی قوی بین آنها وجود دارد. شاخص Igeo برای تمامی فلزات فاقد آلودگی هستند. مقادیر شاخص Cf برای Cd در محدوده آلودگی متوسط قرار دارد. شاخص HI برای خردسالان مقدار حدود 5/0 را نشان میدهد که حاکی از غیر سرطانزا بودن میباشد. بر این اساس، در شرایط هیدرولیکی حاکم، رودخانه توانایی انتقال آلایندههای ناشی از پساب را تنها تا فاصله 50-100 متری از نقطه تخلیه دارد. این یافتهها اهمیت مدیریت پساب و پایش مستمر کیفیت آب در مناطق مشابه را برجسته میسازد.
مقایسه تأثیر روش هوادهی سطحی و عمقی در تصفیهخانه فاضلاب شهری بر تراکم و نوع باکتریها و قارچهای هوابرد (مطالعه موردی تصفیهخانه فاضلاب خین عرب و پرکندآباد یک)
دوره 11، شماره 4، زمستان 1403، صفحه 55-62
https://doi.org/10.22067/jwsd.v11i4.2407-1347
زهره عباس نیا، شادی عباس نیا، مهدی پهلوانی، مسعود روحبخش، مریم قاسم زاده، سعید عامل جامه دار
چکیده یکی از موضوعات مهم در زمینه آب و فاضلاب، بررسی آلودگی میکروبی هوا و انتشار ذرات معلق ناشی از تصفیه فاضلاب است. میکروارگانیسمهای مضر موجود در فاضلاب شامل انواع مختلفی از باکتریها، قارچها و... میباشند. برای این منظور دو تصفیهخانه خینعرب و پرکندآباد یک که از فرآیند هوادهی عمقی و سطحی استفاده میکنند، بررسی شدند. نمونهبرداری در چهار فصل و با رعایت حداقل فاصله یک متر از موانع و در ارتفاع 1/5 متری از سطح زمین در دو تصفیهخانه خینعرب و پرکندآباد یک انجام شد. برای نمونهبرداری از محیط کشت نوترینت آگار، مک کانکی آگار و سابرودکستروز آگار استفاده شد و تعداد کل نمونهها 400 نمونه بوده است. سپس کشت افتراقی جهت تشخیص گونه باکتری و قارچ انجام شد. آنالیز نتایج با استفاده از نرمافزارهای SPSSMODELER18 و RAWGraphs انجام شد. میانگین تراکم باکتری در تصفیهخانه خین عرب 26/98 CFU/plate و در پرکند آباد یک 26/11 CFU/plate گزارش شد. میانگین تراکم قارچ در تصفیهخانه خین عرب 4/71 CFU/plate و در پرکندآباد یک 4/40 CFU/plate گزارش شد. آلودگی باکتری در تمام فصول به استثنا بهار، در تصفیهخانه خین عرب، بیشتر از پرکند آباد یک بوده است. روند آلودگی قارچی در دو تصفیهخانه تقریباً مشابه بوده و از نظر آماری تفاوت معناداری مشاهده نشد. دو تصفیهخانه از نظر میزان آلودگی در مجموع فصول نمونهبرداری تقریبا رفتار مشابهی داشتهاند، که عوامل مختلفی مانند وسعت بیشتر تصفیهخانه خین عرب، واحدهای آلوده بیشتر در تصفیهخانه خین عرب و تفاوت سیستمهای هوادهی میتواند موثر باشد.
کارایی جاذبهای مختلف در حذف فلزات سنگین از پسابهای شهری (مطالعه مروری)
دوره 11، شماره 4، زمستان 1403، صفحه 63-82
https://doi.org/10.22067/jwsd.v11i4.2407-1346
علیرضا رادخواه، سهیل ایگدری، صدیقه آتش افرازه
چکیده در عصر حاضر، حذف فلزات سنگین از پسابهای صنعتی و شهری بهعنوان یکی از مسائل جدی و چالشهای پیشرو بشر بهشمار میرود. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی جاذبهای مختلف در حذف فلزات سنگین از پساب شهری به اجرا درآمد. در این پژوهش، جاذبهای مختلفی از قبیل جاذبهای طبیعی مانند جاذبهای جنگلی و ضایعات چوب، پسماندهای کشاورزی، پوست میوه و سبزیجات، زغالسنگ و بیوچار مورد بحث قرار گرفت. علاوهبراین، نقش و کاربرد نانوجاذبها، نانوکامپوزیتها و نانولولههای کربنی در تصفیه پساب شهری مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی منابع علمی مختلف نشان داد جاذبهای زیستی به دلیل اینکه از نظر اقتصادی مقرونبهصرفه و هچنین دوستدار محیطزیست هستند، مطلوبیت بیشتری برای حذف فلزات سنگین از پسابهای شهری دارند. مواد طبیعی که معمولاً بهعنوان جاذب استفاده میشوند، دارای ظرفیتهای متفاوتی برای حذف فلزات سنگین از پساب هستند. در بین جاذبهای طبیعی، استفاده از پسماندهای کشاورزی، بیوچارها و جاذبهای مبتنی بر زغالسنگ بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، اما بااینحال، بیشتر پژوهشها در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است. بر طبق اطلاعات بهدست آمده، نانوجاذبها نیز میتوانند فلزات سمی را از پسابهای شهری حذف نمایند. بررسیها نشان داد پرمصرفترین نانومواد بهعنوان جاذب برای حذف فلزات سنگین شامل گرافن، اکسید آهن، اکسید منیزیم، کربن فعال، اکسید منگنز، اکسید روی، اکسید تیتانیوم و نانولولههای کربنی میباشند. باوجود نقش موثر نانومواد در حذف فلزات سنگین از پسابهای شهری، باتوجهبه اینکه این مواد در مقایسه با مواد سنتی (مانند کربن فعال) هنوز ارزان نیستند، استفاده از جاذبهای زیستی میتواند کارایی موثری در تصفیه پسابهای شهری داشته باشد.
تولید جاذبهای زیستی از ضایعات مرکبات برای جذب آلایندهها و نمک از فاضلابها
دوره 11، شماره 3، پاییز 1403، صفحه 143-164
https://doi.org/10.22067/jwsd.v11i3.2404-1325
هانیه قربانی جعفربیگلو، علیرضا چکشیان خراسانی
چکیده یکی از مهمترین مباحث محیطزیستی درسطح جهان و بهویژه ایران، انباشت ضایعات جامد است زیرا حجم ضایعات در تولید ناخالص داخلی و درآمد ملی نگرانکننده است. ضایعات جامد مانند ضایعات مرکبات ارزش اقتصادی ندارند و غیرقابل مصرف تلقی میشوند. بنابراین، استفاده از این ضایعات با ارائه روشی مناسب برای تبدیل آنها به موادی با ارزش افزوده ضروری است. از طرفی، فاضلابهای بسیاری از صنایع، حاوی طیف گستردهای از آلایندههای آلی و معدنی است که تصفیه مقرون به صرفه آنها برای حل بحران آب ضروری است. روش جذب سطحی با استفاده از جاذبهای زیستی ارزان قیمت و در دسترس یکی از کارآمدترین روشهای حذف آلایندهها از فاضلابهای صنعتی است. بنابراین، استفاده از ضایعات مرکبات و بهبود خواص جذب آنها با کمک تیمارهای فیزیکی و شیمیایی، کربنهکردن، و یا ترکیبی از این روشها، سبب حل همزمان معضل ضایعات مرکبات و فاضلابهای صنعتی میشود. در این مطالعه مروری، جاذبهای مختلف بهدست آمده از ضایعات مرکبات به همراه روشهای تولید آنها بررسی و رفتار جذب آنها براساس مدلهای ایزوترم، سینتیک، و ترمودینامیک بیان میشود. همچنین، روشهای بازیابی جاذبها، ارزیابی اقتصادی و پیشنهادهایی برای توسعه این رویکرد ارائه میشود.
تحلیلی بر مدیریت دفع سپتاژ در مشهد و ارائه راه حل عملی مناسب
دوره 11، شماره 2، تابستان 1403، صفحه 65-76
https://doi.org/10.22067/jwsd.v11i2.2308-1268
رضوان سلاجقه، مهدی راعی نائی، کاظم اسماعیلی
چکیده سپتاژ فاضلابی است که پس از ماندگاری در چاههای جذبی و در سپتیک تانکها تغلیظ شده و کیفیت آن بدلیل ماندگاری و ذخیره شدن تا حدودی نسبت به فاضلاب ورودی به تصفیه خانههای فاضلاب متفاوت میباشد. نحوهی امحا این نوع فاضلاب از گذشته بصورت تخلیه مستقیم در نواحی غیر مسکونی و یا حتی در مزارع صیفیجات بوده است. سپتاژ را نمیتوان معادل فاضلاب خام قلمداد نمود، زیرا درجه تغلیظ و تثبیت آن برحسب منشأ، زمان و شرایط ماندگاری متفاوت است. لذا باید در مورد نحوه مدیریت تخلیه آن در طبیعت بررسیهای لازم صورت گیرد. در این تحقیق جهت بررسی روشهای مدیریت سپتاژ شهر مشهد، ابتدا مبانی کیفی و کمی مورد مطالعه قرار گرفت و با استاندارهای موجود مقایسه گردید. بررسیها از نگاه کیفی به موضوع سپتاژ نشان داد مطالعاتی در خصوص کیفیت سپتاژ و مواد موجود در آن در سایر نقاط کشور صورت گرفته است. استانداردها و ضوابط مربوط به دفع و تصفیه سپتاژ و نیز فرآیند تصفیه مورد بررسی قرار گرفت. از طرفی با توجه به شباهت سپتاژ و لجن تصفیهخانههای فاضلاب، فرآیندهای قابل قبول در این زمینه مشابه فرآیندهای تصفیه لجن هستند که این فرآیند به طور مفصل بررسی شد. ماحصل بررسیها نشان داد در بخش مایع، فرآیند منتخب، تصفیه مستقل جهت تخلیه به آبهای سطحی و در بخش لجن نیز کمپوست کردن مناسبترین رویکرد میباشد.
بررسی عملکرد پیل سوختی میکروبی در تصفیه فاضلاب حاوی رنگ آزو با استفاده از متاآنالیز
دوره 11، شماره 2، تابستان 1403، صفحه 87-101
https://doi.org/10.22067/jwsd.v11i2.2403-1317
سینا پارسایان، شبنم صدری مقدم
چکیده فاضلابهای رنگی که حاوی رنگهای آزو میباشند، منبع مهمی از آلودگی هستند و تخلیه آنها بدون تصفیه، منجر به بروز مشکلات شدیدی میشود. پیل سوختی میکروبی راهکار جدیدی است که توانایی تصفیه فاضلاب و تولید الکتریسیته را بهطور همزمان دارد و از نظر پیکربندی و شرایط عملیاتی، متغیر است. متاآنالیز تکنیکی آماری است که نتایج مطالعات علمی متعدد در مورد یک سوال را ترکیب میکند. در این مطالعه پیکربندی و شرایط بهرهبرداری مقالاتی که با استفاده از پیل سوختی میکروبی فاضلاب حاوی رنگ آزو را حذف کردند، طبق مقدار نرخ تصفیه حجمی و بازیابی انرژی نرمال شده بر اساس حجم عملیاتی و تغییرات غلظت رنگ، بررسی شد. عواملی مانند تعداد محفظه، شکل الکترود آند، نوع منبع (COD) و زمان ماند هیدرولیکی در نظر گرفته شد. حالت تک محفظه با توجه به فضای در دسترس بیشتر الکترولیت و عدم وجود غشاء تبادل پروتون، عملکرد بهتری نسبت به حالت دو محفظه از خود نشان داد. برخلاف گزارشهای قبلی الکترودهای تخت نسبت به حالت برسی، برتری داشتند. گلوکز به دلیل تولید الکترون و یونهای هیدروژن بیشتر در حین تجزیه سوبسترا، منبع (COD) بهتری نسبت به استات میباشد. از آنجایی که تجزیه 90 درصد رنگ در 24 ساعت ابتدایی رخ میدهد، زمان ماند هیدرولیکی در حالتی که کمتر یا مساوی 24 ساعت باشد، فرآیند عملکرد بهتری از خود نشان میدهد. همچنین، رابطه بین نرخ بارگذاری آلی حاصل از رنگ آزو و نرخ تصفیه حجمی بدست آمد که رابطه بین زمان ماند هیدرولیکی و تغییرات غلظت رنگ را شامل میشود. در انتها چارچوبی برای گزارش اطلاعات مورد نیاز برای بررسی دقیقتر پیلهای سوختی میکروبی ارائه شد.
مدیریت کیفی منابع آب در اقلیم گرم و خشک با استفاده از شاخص کیفیت آب WQI
دوره 10، شماره 4، زمستان 1402، صفحه 81-88
https://doi.org/10.22067/jwsd.v10i4.2307-1262
ایمان همایون نژاد، پرییا امیریان
چکیده ارزیابی کیفیت منابع آب و در اختیار داشتن اطلاعات دقیق در مورد کمیت و کیفیت آنها پیشنیاز مدیریت منابع آب میباشد. باتوجهبه اهمیت مخازن چاهنیمه بهعنوان اصلیترین منبع تأمینکننده آب آشامیدنی و کشاورزی درسیستان، ارزیابی کیفیت آب چاهنیمه اول که مهمترین و بزرگترین دریاچه ازبین چاهنیمههای 3گانه است ضروری بهنظر میرسد. امروزه یکی از مهمترین روشهایی که با بیانی ساده، شرایط کیفی آب را بازگو میکند، استفاده از شاخصهای کیفیت آب میباشد. این تحقیق طی یک سال با تکیه بر نمونهبرداری فصلی از مهر99 تا مهر1400 انجام شد و فاکتورهای نیترات، نیتریت، اکسیژن محلول، هدایت الکتریکی، سختی و pH در هشت ایستگاه نمونهبرداری اندازهگیری و شاخص کیفی آب با استفاده از آنها محاسبه شد. باوجود تغییرات و نوسانات بین ایستگاهها و فصول مختلف سال، نتایج بهدست آمده کیفیت آب چاهنیمه را در مجموع خوب ارزیابی نمود. بهطور کلی باتوجهبه اعداد شاخص کیفی آب، کیفیت آب در تمامی ایستگاهها و دورههای نمونهبرداری از محدوده آبها با کیفیت خوب (100-50) خارج نشده است و دامنه تغییرات بهگونهای است که کیفیت آب برای مصارف انسانی مطلوب میباشد. بیشترین مقدار عددی شاخص کیفی در زمستان ثبت شد. نقاط میانی دریاچه در مقایسه با بخشهای حاشیهای و ورودی و خروجی مخزن چاهنیمه کیفیت مناسبتری دارند. شایان ذکر است به دلیل اهمیت روزافزون چاهنیمهها و روند تغییرات بهوجود آمده در نوع مصرف آب این منابع با ارزش، انجام بررسیهای دقیقتر و ارزیابی و پایش مستمر کیفیت آب چاهنیمهها و طراحی یک مدل پایش کیفی آب برای این منابع ضروری بهنظر میرسد.
بررسی پیشبینی میزان تزریق ماده منعقدکننده در فرآیند تصفیه آب شرب با استفاده از تحلیل رگرسیون فازی (مطالعه موردی: تصفیهخانه شماره سه آب مشهد)
دوره 10، شماره 4، زمستان 1402، صفحه 89-96
https://doi.org/10.22067/jwsd.v10i4.2305-1240
زینب وکیلی، ابراهیم علامتیان، محمد زنگویی
چکیده آبهای سطحی دارای ناخالصیهای مختلفی میباشند. تجمیع ذرات و تبدیل آنها از حالتهای پراکنده و ریز به حالت درشت، توسط فرآیند انعقاد انجام میشود. این فرآیند یکی از فرآیندهای اساسی در تصفیهخانههای آب شرب است. هدف از این تحقیق، ارائه رابطه مناسب برای تعیین میزان تزریق ماده منعقدکننده کلروفریک در فرآیند انعقاد و لختهسازی با استفاده از رگرسیون فازی در تصفیهخانۀ آب شرب شماره سه مشهد است. دما، PH، کدورت، هدایت الکتریکی و TDS آب خام و تصفیه شده به عنوان داده اولیه برای تعیین معادلۀ مناسب، جهت پیشبینی میزان تزریق منعقد کننده در فرآیند تصفیه استفاده شده است. ضرایب مناسب برای مدلهای مختلف خطی، توانی، نمایی و درجه دو در دو نوع کمترین مربعات و رگرسیون تعیین گردید. با توجه به نتایج بدست آمده در این تحقیق، مدل نمایی- رگرسیون با RMSE برابر 0/68 به عنوان مدل مطلوب معرفی شده است
بررسی عملکرد تکنولوژی غشایی همراه با سیستم UV جهت تصفیه فاضلاب خاکستری و آب باران
دوره 10، شماره 4، زمستان 1402، صفحه 97-105
https://doi.org/10.22067/jwsd.v10i4.2305-1247
احسان ساداتی سیدمحله، ناصر مهردادی، غلامرضا نبی بیدهندی، محمد جواد امیری
چکیده استفاده مجدد از فاضلاب خاکستری و آب باران یکی از جایگزینهای اولیه برای کاهش مصرف آب در خانوارها و ساختمانهای تجاری و صنعتی است. با اینحال، بررسی عملکرد فناوری غشائی بههمراه سیستم UV جهت تصفیه فاضلاب خاکستری و آب باران به اطلاعات کاربردی بیشتری نیاز دارد. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی عملکرد یک سیستم آزمایشی مبتنی بر فناوری غشائی همراه با UV برای تصفیه فاضلاب خاکستری و آب باران در کشور ایران میباشد. در این راستا در فشارهای مختلف (9/5، 4/5 و 1/5 بار)، آرایشهای مختلفی از غشاءها شامل میکروفیلتراسیون (MF)، اولترافیلتراسیون (UF) و غشاهای اسمز معکوس به همراه لامپ UV بررسی شدند. آزمایشهایی در مقیاس آزمایشگاهی برای بررسی پتانسیل این فناوریها و ارائه آرایش بهینه غشاها انجام شد. کارایی فرآیند از نظر کدورت، TDS ،pH ،COD ،Escherichia coli و توتال کلیفرم مورد بحث قرار گرفته است. نتایج حاکیاز آن بود که هم برای تصفیه فاضلاب خاکستری و هم برای تصفیه آب باران، چیدمانی متشکل از دانهگیر، MF ،UF ،RO و UV با فشار 9/5 بار، بهترین سناریو در کاهش COD ،TDS، کدورت و کلیفرم میباشد. مطابق با نتایج بهدست آمده، دبی خروجی در حالت بهینه 6 لیتر بر دقیقه بود و سناریو مذکور قادر به حذف 95% COD و 98% TDS و 96% کدورت و 100% کلیفرم برای فاضلاب خاکستری و همچنین 82% COD و 94% TDS و 91% کدورت و 100% کلیفرم برای آب باران میباشد. ازاین رو پژوهش حاضر بیان میکند فناوری غشایی همراه با UV فرآیندی جذاب است و نقش مهمی در زندگی پایدار در آینده خواهد داشت.
حذف آنتیبیوتیک آموکسی کلاو با استفاده از امواج التراسونیک از محلولهای آبی
دوره 10، شماره 3، پاییز 1402، صفحه 131-135
https://doi.org/10.22067/jwsd.v10i3.2306-1250
سامان گودرزیان، محسن سلیمانی بابرصاد، احسان دریکوند، محمدحسین پورمحمدی، حسین قربانی زاده خرازی
چکیده آنتیبیوتیکها از طریق پسابهای صنایع داروسازی و کارخانههای سازنده آنتیبیوتیکها، بیمارستانها، فاضلابهای انسانی و حیوانی به محیطزیست و عمدتاً محیطهای آبی وارد میشوند. سمیّت (سرطانزا بودن، جهشزایی و آسیب رساندن به DNA بدن)، زیست تخریب ناپذیری و ایجاد مقاومت دارویی در آنتیبیوتیک ها، باعث شده که این ترکیبات، آلایندههای شبه پایدار در محیطزیست نامیده شوند. مطالعه حاضر با هدف بررسی کارایی امواج التراسونیک در کاهش آنتیبیوتیک آموکسی کلاو از محلولهای آبی انجام شده است. از پارامترهای دبی و سرعت جریان به دلیل ناچیز بودن، صرفنظر شده است. متغیرهای مورد بررسی شامل زمان تماس، غلظت آموکسی کلاو و pH در نظر گرفته شد. آنتیبیوتیک براساس غلظتهای 2 و 6 میلیگرم در لیتر آموکسی کلاو، زمان ماند 30، 45 و 60 دقیقه و مقادیرpH 3، 7 و 9 درون دستگاه التراسونیک به حجم 10 لیتر و ابعاد داخلی 20*50*30 و فرکانس 95 قرار داده شد. سپس غلظت باقیمانده در نمونهها با دستگاه HPLC سنجیده شد. نتایج بدست آمده با نرمافزار SPSS تجزیه و تحلیل آماری شد. هر چه زمان ماندافزایش پیدا کند از غلظت اولیه آنتیبیوتیک بیشتر کاسته میشود، ولی برعکس هر چه غلظت اولیه افزایش یابد، باعث کاهش حذف آنتیبیوتیک شده است. بیشترین میزان کاهش غلظت آموکسی کلاو در غلظت 2 mg/L حدود 50 درصد در زمان ماند 60 دقیقه و 3=pH، اما در غلظت 6 mg/L بیشترین میزان کاهش غلظت در همین زمان ماند و pH حدود 47 درصد است. مزایای التراسونیک، کاربرد آسان، تسریع فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی، عدم تولید آلاینده ثانویه، کاهش مواد معلق و محلول در آب همچنین یک روش موثر و ارزان در حذف آنتیبیوتیک آموکسی کلاو است.
امنیت غذایی پایدار به کمک آبزیپروری پایدار با استفاده از سامانههای نوین آبزیپروری (قسمت دوم): فرصتها و چالشهای توسعه سامانههای نوین
دوره 10، شماره 2، تابستان 1402، صفحه 53-64
https://doi.org/10.22067/jwsd.v10i2.2304-1232
سعید زاهدی، محمدحسین خانجانی، سودابه صفاییان
چکیده آبزیپروری راهحلی پایدار برای پاسخ به افزایش تقاضای پروتئین جانوری و امنیت غذایی در جهان است و امروزه، جهت توسعه آن، توجه به رویکرد آبزیپروری پایدار (به لحاظ اقتصادی، اجتماعی و محیطزیستی) ضروری است. توسعه سامانههای نوین آبزیپروری طی سالهای اخیر گسترش زیادی یافته است و هر کدام از آنها، به نوعی اهداف آبزیپروری پایدار را دنبال میکنند. سامانههای نوین آبزیپروری، با به حداکثر رساندن بهرهوری از منابع، کاهش هزینهها، تولید مناسب از بعد کمی و کیفی و اثرات محیطزیستی اندک، حصول آبزیپروری پایدار را مقدور میسازند. در بین سامانههای معرفی شده تا کنون، سامانههای بازگردشی، قفس، آکواپونیک، بیوفلاک و پرورش تلفیقی جز سامانههای نویدبخش در تولید آبزیان در جهان شناخته میشوند که میتوانند در ایران نیز توسعه زیادی بیابند. در مطالعه مروری حاضر، علاوهبر معرفی و بررسی اهمیت این سامانهها در آبزیپروری پایدار، به فرصتهای حاصل از توسعه این سامانه ها در کشور و چالشهای فراروی آن پرداخته میشود.
امنیت غذایی پایدار به کمک آبزیپروری پایدار با استفاده از سامانههای نوین آبزیپروری (قسمت اول): نقش قوانین و اسناد بالادستی
دوره 10، شماره 1، بهار 1402، صفحه 27-36
https://doi.org/10.22067/jwsd.v10i1.2303-1228
سعید زاهدی، محسن برخوردار، مجید طاهرپور
چکیده تدوین استراتژیهای راهبردی در بخش کشاورزی باتوجهبه محدودیتهای منابع آبی، میتواند امنیت غذایی کشور را تأمین و از نیاز غذایی کشور به خارج بکاهد. تولید آبزیان بهعنوان یک منبع پروتئینی سالم و مغذی، میتواند نقش مهمی در اشتغال، تامین سلامت و امنیت غذایی پایدار جامعه بازی کند. در این راستا، استفاده از سامانههای نوین آبزیپروری که توان تولیدی بالا و مصرف آب کمتری دارند، میتواند در رسیدن به آبزیپروری پایدار بسیار مفید باشد. در این مقاله، ضمن بررسی وضعیت کنونی آبزیپروری در جهان، میزان تولیدات آبزیپروری در کشور ارائه خواهد شد. همچنین، به نقش و اهمیت آبزیپروری در رسیدن به امنیت غذایی پایدار خواهیم پرداخت. در پایان، علاوه بر مرور تکالیف و عملکرد سازمان شیلات ایران در برنامه ششم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور، موانع تحقق اهداف برنامههای توسعهای در زمینه آبزیپروری در ایران بحث خواهد شد.
تحلیلی بر وضعیت شوری منابع آب در حال استفاده بخش کشاورزی
دوره 9، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 107-116
https://doi.org/10.22067/jwsd.v9i3.2204.1135
محمدحسن رحیمیان، حسن غلامی
چکیده شوری منابع آب کشاورزی توأم با مدیریت ضعیف آبیاری و زهکشی، بهعنوان مهمترین عامل تهدیدکننده پایداری بخش کشاورزی در اراضی فاریاب شناخته میشود. بطوریکه بر اساس یک تخمین کلی، حدود نیمی از کشتهای آبی کشور در معرض مشکلات شوری با درجات مختلف قرار دارند. با توجه به اینکه تاکنون گزارشی از آخرین وضعیت شوری منابع آب در حال استفاده بخش کشاورزی تدوین نشده است، این مقاله بر آن شد تا با کمک آمار و اطلاعات موجود در مقیاس ملی، این مهم را انجام دهد. بدین منظور از دادههای کیفیت (شوری) منابع آب کشاورزی مربوط به شرکت مدیریت منابع آب ایران و همچنین از نتایج مطالعات قبلی در زمینه کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی استفاده شد. نتایج تحلیل دادههای مذکور که بر روی 44/5 میلیارد مترمکعب آبهای زیرزمینی مورد استفاده در بخش کشاورزی انجام گردید، نشان میدهد که متوسط هدایت الکتریکی این منابع در حدود 2 دسی زیمنس بر متر است. همچنین از نظر حجمی، حدود 31% این منابع (معادل با 13/8 میلیارد مترمکعب) و حدود 20% از آبهای سطحی مصرفی در بخش کشاورزی (معادل با 3/6 تا 4/4 میلیارد مترمکعب) دارای شوریهای بالاتر از عدد میانگین میباشند. در انتهای این مقاله، به اثرات شوری بر عملکرد محصول و راهکارهای غلبه بر مشکلات شوری در اراضی فاریاب نیز مختصراً اشاره شده است.
بررسی روش مناسب آبگیری لجن در تصفیهخانههای فاضلاب با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی: تصفیهخانه فاضلاب جنوب شهر تهران)
دوره 9، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 117-126
https://doi.org/10.22067/jwsd.v9i3.2205.1146
فرشاد گلبابائی کوتنائی، ناصر مهردادی، طاهره تقی زاده فیروزجایی، عطیه فهیمی بندپی، هادی والهی ریکنده
چکیده در چند دهه اخیر مدیریت، تصفیه و فرآیند آبگیری لجن فاضلاب به دلیل محتوای بالای مواد مغذی اهمیت زیادی پیدا نموده است. بااین حال، انتخاب فناوری مناسب در این زمینه به دلیل پیچیدگیها و وجود عدم قطعیتهای زیاد، یک چالش بزرگ است. در این مقاله از یک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی بهعنوان یک ابزار تصمیمگیری برای انتخاب روش مناسب آبگیری در تصفیهخانه فاضلاب جنوب شهر تهران استفاده می شود که در آن ساختار معیارها و فرآیند ارزیابی با توصیف چند گزینه ممکن برای آبگیری لجن تعریف شده است تا نسبت به یکدیگر مقایسه و وزندهی شوند. نتایج با استفاده از نرمافزارExpert choice بررسی و ارزیابی شد. مطابق با نتایج، بهترین و مناسبترین فناوری برای آبگیری لجن فاضلاب از بین فناوریهای فیلترپرس فشاری و نواری، لاگون، سانتریفیوژ و بسترهای لجن خشککن، فرآیند فیلتر پرس نواری برآورد شده است. در نهایت، صحتسنجی براساس روش تحلیل حساسیت که اثر تغییرات پارامترهای ورودی بر روی نتایج را نشان میدهد، برای معیارهای فنی اقتصادی، محیطزیستی و مدیریتی انجام گرفت و حساسیت گزینهها نسبت به تغییر وزن معیارهای اصلی تعیین شد و نتیاج نشان داد بیشترین حساسیت در معیار اقتصادی متوجه فرآیند لاگون، در معیار فنی متوجه فرآیند سانتریفیوژ، در معیار محیطزیستی متوجه فرآیند سانتریفیوژ و در معیار مدیریتی متوجه فرآیند فیلتر پرس نواری میشود. نتایج نشان داد، این روش به دلیل سادگی و قابلیت تطبیق آن با موقعیتها و مناطق مختلف، در سطح ملی برای تصمیمگیرهای مختلف در زمینه انتخاب فرآیندها در تصفیه آب و فاضلاب میتواند در نظر گرفته شود.
مروری بر فناوریهای مورد استفاده جهت پالایش آب در سیستمهای آبزیپروری با تأکید بر الگوی توسعه پایدار در ایران
دوره 9، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 127-140
https://doi.org/10.22067/jwsd.v9i3.2205.1150
علیرضا رادخواه، سهیل ایگدری، اسماعیل صادقی نژاد ماسوله
چکیده یکی از محدودیتهای اصلی در مسیر توسعه صنعت آبزیپروری در ایران، دسترسی به آب شیرین با کیفیت مطلوب است. این امر سزاور استفاده از فناوریهای مناسب برای تصفیه پسابهای آبزیپروری است. مطالعه حاضر به بررسی فناوریهای پرورشی بهمنظور صرفهجویی در مصرف آب در سیستمهای آبزیپروری ایران با تکیه بر الگوی توسعه پایدار پرداخته است. در این تحقیق، نوآوریهای ایجاد شده در تصفیه پسابهای آبزیپروری در سیستمهای پرورشی مداربسته، آکواپونیک و سیستمهای یکپارچه چندمنظوره (IMTA) مورد بحث قرار گرفته است. سیستم آبزیپروری مداربسته (RAS) که پساب را با حذف آلایندههای سمی و بازیافت آب، پالایش میکند، تنها به 10 درصد از حجم کل آب شیرین برای تولید ماهی نیاز دارد. ازاینرو، این سیستم به صرفهجویی آب کمک میکند. اما بااینحال محدودیتهایی دارد، از جمله مهمترین آنها تجمع نیترات در سیستم، هزینه اقتصادی زیاد و مدیریت دشوار آن میباشد که با تبدیل مواد مغذی حاصل از پساب آبزیپروری به زیستتوده جلبکی میتوان بر این محدودیتها پیروز شد. علاوهبر سیستمهای آبزیپروری مداربسته، آکواپونیک یک سیستم تولید مواد غذایی است که شیوههای مرسوم آبزیپروری و سیستم مداربسته را با هم ترکیب میکند. این روش شامل پرورش آبزیان و کشت گیاهان میباشد که به نوعی پیوند فعالیتهای آبزیپروری-کشاورزی را نشان میدهد. آبزیپروری یکپارچه چندمنظوره (IMTA) شامل استفاده از ارگانیسمهای همزیست در سیستمهای پرورشی میباشد که باعث بهینهسازی تعادل مواد مغذی و پالایش پساب فراهم شده از فعالیتهای آبزیپروری میشود. این روش ترکیبی از سطوح تغذیهای مختلف را نشان میدهد، ازاینرو، پسابهای حاوی مواد آلی و معدنی توسط موجودات مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.
روشهای حذف میکروپلاستیکها از محیطهای آبی
دوره 9، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 95-108
https://doi.org/10.22067/jwsd.v9i2.2110.1091
علیرضا رادخواه، سهیل ایگدری، هادی پورباقر، اسماعیل صادقی نژاد ماسوله
چکیده مطالعه حاضر با هدف بررسی روشهای حذف میکروپلاستیکها از محیطهای آبی در قالب یک تحقیق مروری به نگارش درآمد. بر اساس اطلاعات بهدست آمده، روشهای فیزیکی رایج برای حذف میکروپلاستیکها از پسابهای شهری و صنعتی شامل اولترافیلتراسیون، اسمز معکوس و بیوراکتور غشایی میباشند. در بین روشهای شیمیایی استفاده از منعقدکنندهها و لختهسازها در تصفیه پسابهای میکروپلاستیک بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. علاوهبر این، از جمله روشهای بیولوژیکی مطرح در حذف میکروپلاستیکها نیز میتوان به حذف آنها با استفاده از جلبکهای سبز و باکتریها اشاره نمود. نتایج نشان داد در بین روشهای مذکور، کاربرد روشهای فیزیکی و بیولوژیکی بهدلیل آسانی و همچنین صرفه اقتصادی نسبت به سایر روشها برتری دارد. بسیاری از پژوهشگران استفاده از مجموعه روشهای فیزیکی و بیولوژیکی را بهترین گزینه برای حذف پسماندهای میکروپلاستیک از محیطهای آبی میدانند. باتوجهبه اهمیت و کاربرد روشهای فیزیکی در حذف میکروپلاستیکها از محیطهای آبی، انجام مراحل پیشتصفیه و سپس استفاده از تکنیکهای جداسازی غشایی و بیوراکتور غشایی همراه با سایر فرآیندهای تصفیه مانند اسمز معکوس میتواند کارایی روشهای تصفیه را تا حد قابل توجهی افزایش دهد. شایان ذکر است در روش فیزیکی که اغلب فیلتراسیون غشایی میباشد، عوامل مختلفی در میزان حذف میکروپلاستیکها دخالت دارند که از جمله مهمترین آنها میتوان به پارامترهای غشا (مواد غشا، اندازه منافذ، ضخامت غشا، ویژگیهای سطح غشا) و ویژگیهای پساب (شکل، اندازه، ترکیب شیمیایی و غلظت آن) اشاره کرد.
ارزیابی و اندازهگیری میزان رادیواکتیویته آبهای شرب استان هرمزگان
دوره 9، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 109-114
https://doi.org/10.22067/jwsd.v9i2.2201.1114
حسن رنجبر، رضا باقری، نفیسه سالک، سارا وثوقی
چکیده بررسی و نظارت بر آلودگی آب آشامیدنی پارامتر مهمی برای دستیابی به سطح بهینه بهداشت عمومی و محیط به شمار میرود و لازم است از جنبههای مختلف مورد بررسی قرار گیرد. یکی از جنبههای بسیار مهم، بررسی رادیواکتیوته آب میباشد که با اندازهگیری میزان پرتوزایی آلفا و بتای کل آب انجام میشود. هدف از این تحقیق، تعیین کیفیت آب از منظر مواد پرتوزا در سطح میزان آلفا و بتای کل آب در منابع آب استان هرمزگان است. بدین منظور غربالگری 30 نمونه از منابع مختلف آب استان هرمزگان با روش سنتیلاسیون مایع با استفاده از شمارنده سوسوزن مایع (LSC) مدل 1220 Quantulus انجام شد. نتایج، پرتوزایی آلفا کل را از mBq/l 48 تا mBq/l 296 و با میانگین mBq/l 2/166 نشان دادند. پرتوزایی بتای کل در نمونهها از mBq/l 65 تا mBq/l 729 و با میانگین mBq/l 3/460 بدست آمدند. با توجه به دستورالعمل استاندارد ملی ایران برای کنترل خطرات پرتوزایی در آب، میزان آلفای کل نمونههای آب شرب استان هرمزگان از بالاترین حد پیشنهادشده یعنی mBq/l 500، کمتر هستند و همچنین پرتوزایی بتای کل نمونهها کمتر از مقدار پیشنهادی mBq/l 1000 هستند.
مروری بر روش های سنتز غشاهای اسمز معکوس
دوره 9، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 115-126
https://doi.org/10.22067/jwsd.v9i2.2203.1127
مرتضی فقیهی، علی اکبر اصغری نژاد، محسن اسماعیل پور
چکیده بحث مصرف آب در دنیا از دهههای اخیر بهعنوان یک مسأله حیاتی مطرح شده است. تکنولوژی غشایی از جمله روشهای بهینه جهت جایگزینی با روشهای حرارتی برای تولید آب شیرین است. در بین روشهای شیرینسازی و تولید آب، روش غشایی اسمز معکوس که در دهههای اخیر ابداع شده به سرعت در صنایع جای خود را باز کرده است. امروزه در حدود نیمی از ظرفیت تولید آب شیرین دنیا از تکنولوژی غشایی اسمز معکوس تأمین میشود. قلب فرآیند اسمز معکوس، غشاء مورد استفاده در آن است که بیشتر از جنس مواد پلیمری میباشد. ساخت این غشاءهای پلیمری و بهینه کردن فرمولاسیون و خواص آنها در سالهای اخیر مورد توجه محققان واقع شده و نتایج آنها در برخی شرکتهای بزرگ نیز تجاریسازی شده است. باتوجهبه اهمیت این موضوع در صنایع مختلف از جمله صنایع نیروگاهی، در این مقاله، مروری بر روشهای سنتز غشاء اسمز معکوس انجام گرفته است. همچنین روش بهینه سنتز که روش پلیمریزاسیون بین سطحی است معرفی شده و نکاتی در این خصوص ارائه شده است. روشهای قدیمی شامل ریختهگری با سلولز استات در ابتدا توسط محققان مورد استفاده قرار گرفت. اما باتوجهبه چالشهای این روشهای قدیمی، محققان روش پلیمریزاسیون بین سطحی را با ساخت کامپوزیت فیلم نازک با ماده پلیآمید بهعنوان جزء اصلی غشا اسمز معکوس ابداع نمودند.
