پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
گروه منابع طبیعی – مهندسی محیط زیست پایان نامه کارشناسی / دانلود پایان نامه روش مقایسه ای حذف بیولوژیکی آلودگی های نفتی از خاک
چکیده
آلودگی خاک به ترکیبات نفتی یک معضل زیست محیطی جدی در ایران می باشد.
امروزه از بزرگ ترین دغدغه های فکری بشر آلودگی های محیط زیست می باشد و از جمله مهم ترین این آلودگی ها ، آلاینده های نفتی می باشند که با توسعه صنایع مرتبط و انتشار در منابع حیاتی محیط زیست شامل آب ، خاک ، هوا به شدت سلامتی انسان را مورد تهدید قرار داده است .
در این پایان نامه هدف انتخاب بهترین روش بیولوژیکی از بین روش گیاه پالایی و استفاده از بیوسورفکتانت می باشد .. بیوسورفکتانت ها ترکیبات فعال سطحی با منشا بیولوژیکی و با خاصیت کاهش کشش سطحی می باشند که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارند که از جمله مهم ترین کاربرد آن ها در تجزیه آلاینده های نفتی می باشد .
همچنین سه گونه گیاهی جارو ، ذرت بلالی و کتان با توجه به خصوصیات رشد در خاک آلوده و نیز میزان حذف ترکیبات نفتی از خاک ، می توانند به عنوان روشی مناسب برای خاک هایی که سطح آلودگی آنها کم است به عنوان زیست پالایی گیاهی مورد استفاده قرار گیرند.
مقدمه
آلودگی های نفتی یکی از معضلات شاخص زیست محیطی می باشد که عمدتا ناشی از توسعه روز افزون صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی می باشد .
مقادیر بسیار زیادی از نفت و ترکیبات نفتی روزانه در دنیا در حال مصرف می باشد .مصرف نفت دنیا روزانه بالغ به 7 میلیون تن می باشد و طبیعی است که این میزان تولید و مصرف بالا با نشست ها و آلودگی های فراوانی برای محیط زیست انسان شامل آب ، خاک و هوا همراه است . اساسا ایجاد این چنین آلودگی هایی در محیط زیست ممکن است حاصل نشت ترکیبات نفتی در یکی از مراحل ذیل باشد :
- در مرحله حفاری استخراج نفت
- در مرحله ذخیره سازی ، بارگیری و حمل و نقل از طریق خطوط لوله و کشتی
- در مرحله بهره برداری از طریق پالایشگاه ها ، صنایع پتروشیمی ، پایانه های نفتی و تولید محصولات جانبی
از طرفی حوادث گوناگون از قبیل ترکیدن و شکستن لوله ها ، جنگ ها ،آتش سوزی و انفجار چاهها ، سوراخ شدن و یا غرق شدن کشتی ها ، شکستگی مخازن و غیره نیز باعث ورورد ترکیبات نفتی و آلاینده ها در حجم بسیار زیاد به محیط زیست می شود .
در این پایان نامه هدف انتخاب بهترین روش بیولوژیکی از بین روش گیاه پالایی و استفاده از بیوسورفکتانت می باشد .
روش های مختلف حذف آلاینده از منابع خاک به چهار دسته فیزیکی، شیمیایی ، بیولوژیکی ، حرارتی تقسیم بندی می شوند .
یکی از بهترین روش های حذف و تجزیه بیولوژیکی آلاینده ها و علی الخصوص آلاینده های نفتی از خاک استفاده از عوامل بیولوژِیکی فعال سطحی یا بیوسورفکتانت می باشد .
بیوسورفکتانت ها تنها ترکیبات آمفی پاتیک هستند که توسط میکروارگانیسم ها تولید می شوند که باعث کاهش کشش سطحی و میان سطحی می شوند و با داشتن خواص دو قطبی راندمان و کاربرد بسیار خوبی در روش های مختلف حذف بیولوژیکی آلاینده ها اعم از روش های در محل و خارج از محل دارند.
مطالعات انجام شده در این پایان نامه ابتدا به بررسی خصوصیات خاک به عنوان محیط میزبان که محل فعالیت میکرو ارگانیسم ها می باشد ، و همچنین هیدرو کربن ها که در واقع آلاینده های خاک هستند و نفت که در واقع آلاینده های خاک یعنی هیدروکربن ها سازنده نفت می باشد ، در فصل اول بررسی می شود. در فصل دوم گزارشی از تحقیقاتی که صورت پذیرفته بیان گردیده است .
در فصل سوم به آلودگی نفتی خاک و آب وهوا، وبیوسورفکتانت ها و روش گیاه پالایی پرداخته شده است . در فصل چهارم به بررسی روش های پاکسازی خاکهای آلوده به ترکیبات هیدرو کربنی ، که در واقع هیدرو کربن های موجود در نفت،از طریق تجزیه بیولوژیکی اصلاح می گردند و نتایج و پیشنهادات ارائه گردیده است .
Abstract
Soil Contamination by Petroleum hydrocarbons is a serious environmental problemin iran.
Nowadays one of the major human kind troubles is environmental pollutants and one of the most important amony them is petroleum contaminants that through quick development of the related indastries and with diffusion in crucial resources of environment , encluding water , soil and air , threatens the health of the human kind intensely.
There for controling and cleaning up these contaminants from Environment gets more and more importance . In this thesis application of biosurfactants in remediation and degradation of petroleum Hydrocarbons from soil have been examined .
Too (Kochia Scoparia (L) Schard) , Maize (Zea Mags L.) , and Common flax (Linum usit atissumum.L) can be employed as suitable plant species for phytoremediation in the according to thein growth characteristics in petroleum hydrocarbon contaminated soil .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 13
فصل اول : کلیات 15
- تاریخچه استفاده از خاک 15
- ساختار خاک 16
1-2-1- پروفیل خاک 18
1-2-2- هوموس 19
1-2-3- توپوگرافی محل تشکیل خاک 21
1-2-4- عوامل موثر در تشکیل خاک 21
- خصوصیات خاک 22
1-3-1-خصوصیات فیزیکی 24
1-3-2- خصوصیات شیمیایی 24
1-3-3- خصوصیات بیولوژیکی 25
- نفت 26
- مشخصات نفت 26
1-5-1- جدول ازسلی(1985) 26
1-5-2- خواص فیزیکی نفت خام 27
1-5-2-1- ویسکوزیته 27
1-5-3- ترکیبات نفت خام و فراورده های نفتی 27
1-5-4- ترکیبات عمده موجود در نفت خام 28
1-5-5- ترکیبات مولکولی نفت خام 28
1-5-6- گروه های تشکیل دهنده نفت خام 28
1-5-6-1- هیدروکربن ها (Hydrocarbons) 28
1-5-6-2- غیر هیدروکربن ها (Heterocompounds) 28
1-5-7- وزن مخصوص نفت خام 29
1-5-7-1- سنجش وزن مخصوص نفت خام 29
1-5-7-2- تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام 30
1-5-8- انواع مختلف نفت بر حسبAPI 30
1-5-9- ضریب انبساط نفت خام 30
1-5-10- ارزش حرارتی و گرمایی ویژه نفت خام 30
1-5-11- نقطه اشتعال نفت 30
1-5-12- نقطه سفت شدن نفت خام 31
1-5-13- پالایش نفت خام 31
1-5-14- تفکیک نفت سفید از نفت خام 31
- نفت سفید 32
- مشخصات مهم نفت سفید 32
1-7-1- نقطه اشتعال 32
1-7-2- نقطه دود 33
1-7-3- مقدار ذغال شدن 33
- تصفیه شیمیایی نفت سفید 33
1-8-1- تصفیه با سود 34
1-8-2- تصفیه با اسیدسولفوریک 34
1-8-3- روش دکتر 34
1-8-4- روش هیپوکلریت 34
1-8-5- تصفیه نفت سفید به وسیله انیدرید سولفوره (روش ادلینو Edeleanu) 34
- موارد کاربرد نفت سفید 35
- نفت کوره 35
1-10-1- نفت کوره یک فراورده جانبی 36
1-10-2- مشخصه های بحرانی نفت کوره 36
1-10-3- نفت کوره سنگین 36
- نفت های گرمایشی 36
- تصفیه برش های سبک 36
- رنگبری و بی بو کردن نفت 37
- پالایش نفت 38
- تقطیر 38
1-15-1- انواع تقطیر 38
- فراورده های نفتی 39
- هیدروکربن های نفتی TPH 39
- ساختار شیمیایی هیدروکربن های نفتی 39
- آروماتیک ها 39
1-19-1- خصلت آروماتیکی و قاعده 4n+2 هوکل (Huckel) 41
1-19-2- نامگذاری مشتقات بنزن و ترکیبات آروماتیک جوش خورده 42
- هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه PAHs 43
1-20-1- ساختار PAHS 44
1-20-2- مکانیسم تشکیل PAHS در جریان احتراق 44
1-20-3- PAHS به عنوان آلاینده هوا 45
1-20-4- PAHS به عنوان آلاینده آب 45
1-20-5- منبع مهم PAHS 45
فصل دوم : متدولوژی 46
فصل سوم : بحث وبررسی 48
3-1- آلودگی نفتی هوا 48
3-1-1- آلودگی هوا 48
3-1-2- تعریف آلودگی هوا 49
3-1-3-خصوصیات آلاینده ها 49
3-1-3-1 ترکیبات آلی فرار 50
3-1-4 باران های اسیدی 51
3-1-5 مه دود فتوشیمیایی 53
3-1-6- منابع آلودگی هوا در پالایشگاه 53
3-1-7- مسموم کننده های اصلی هوا ناشی از پالایشگاه 54
3-2- آلودگی نفتی آب 54
3-2-1- تعریف آلودگی آب 55
3-3- تعریف آلودگی خاک 56
3-3-1- بر هم کنش آلاینده و خاک 57
3-3-2- آلاینده های خاک 58
3-3-3- میکروآنالیز آلودگی خاک 59
3-3-4- تاثیر بر سلامت 60
3-3-5- تاثیر بر اکوسیستم 60
3-4- سورفکتانت 61
3-5- بیوسورفکتانت 62
3-5-1- طبقه بندی بیوسورفکتانت ها 63
3-5-2- ساختار بیوسورفکتانت های میکروبی 63
3-5-3- تعریف و کاربردهای صنعتی بیوسورفکتانت ها فعال کننده سطحی زیستی 64
3-5-4- مزیت بیوسورفکتانت ها نسبت به سورفکتانت ها ی شیمیایی 64
3-5-4-1- پاکسازی آلودگی های نفتی و هیدروکربنی توسط بیوسورفکتانت ها 64
3-5-4-2- کاربرد تجاری بیوسورفکتانت ها 65
3-5-4-3- پاکسازی محیط از فلزات سنگین 65
3-5-4-4- کاربرد در صنایع غذایی 66
3-5-4-5- کاربرد در صنایع بهداشتی و آرایشی 66
3-5-4-6- سایر کاربردها 66
3-5-5- تخمین فعالیت بیوسورفکتانت ها 66
3-6- گیاه پالایی 67
3-7- فلزات سنگین و دسترسی آن ها در خاک 69
3-7-1- واکنش گیاهان به فلزات سنگین 70
3-8- کاربرد مهندسی ژنتیک برای بهبود گیاه پالایی 70
3-9- مصرف تولیدات گیاه پالایی 71
3-9-1- تولید انرژی 71
3-9-2- رفع آلودگی نفتی 72
3-10- آینده گیاه پالایی 72
فصل چهارم : نتیجه گیری و ارئه پیشنهادات 74
4-1- روش های پاکسازی خاک آلوده 74
4-2- اصلاح و حذف بیولوژیکی 75
4-3- ترمیم خاک 76
4-4- تکنولوژی پاکسازی خاک 77
4-5- نتایج فصل اول 85
4-6- نتایج فصل دوم 86
4-7- نتایج فصل چهارم 88
منابع 97
چکیده انگلیسی 98
اشکال
شکل1-1 خاک 15
شکل1-2 پروفیل خاک ها 19
شکل1-3 ساختار بنزن 40
شکل1-4 ساختار آنیلین 41
شکل1-5 ساختار فنل 42
شکل3-1 آلودگی هوا در پالیشگاه 48
شکل3-2 آلودگی نفتی در آب 55
شکل3-3 فرمهای مختلف فیزیکی آلاینده های آلی در خاک 58
شکل3-4ساختار بیوسورفکتانت 62
جداول
جدول1-1-کانی های اولیه عمومی در خاک ها 16
جدول2-1حدود جدا کننده ی اندازه ی خاک 17