پایان نامه با موضوع آلاینده ها، زیست محیطی، محیط زیست

دانلود پایان نامه ارشد

است. اما با استفاده از کادمیم در باتری های نیکل -کادمیم، همچنان کادمیم کاربرد داشته و تولید جهانی آن سالانه بطور تقریبی در حد 19500 ‏تن ثابت مانده است.
مهمترین مورد مصرف کادمیوم در آبکاری می باشد، کادمیوم برای آبکاری فولاد، آهن، مس، برنج و فلزات دیگر جهت محافظت از آنها در برابر خوردگی به کار می رود. کادمیوم در قطعات الکتریکی نیز اغلب بکار می رود زیرا هدایت الکتریکی آن نسبتاً پایین بوده و لحیم کاری آن آسان است. بخش کوچکی از کادمیوم تولید شده در جهان برای تولید رنگدانه های مختلف بکار می رود. عنصر کادمیوم به کار رفته در باطری های الکتریکی در مقایسه با سرب دارای عمر بسیار طولانی تری می باشد. کادمیوم دارای کیفیت بالایی برای جذب نوترون می باشد و به همین خاطر اغلب در میله های کنترل در رآکتورهای هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد (بِرد، 1378 و کلارک، 1385و اسماعیلی ساری، 1381). کادمیوم می تواند از طریق عملیات صنعتی و استخراج معدن و نشت از محل های دفع زباله وارد شبکه های آبرسانی شود همچنین کادمیوم می تواند در اثر خوردگی لوله های گالوانیزه وارد شبکه توزیع آب گردد.

به طور کلی می توان راههای ورود کادمیوم به محیط زیست از منابع مختلف را بدین ترتیب بیان نمود:
– گرد و غبار و فاضلاب صنایع پالایش روی و سرب و معادن مربوطه ، کارخانجات ساخت محصولات کادمیوم.
– فاضلاب ناشی از الکترولیز که غلظت کادمیوم در آن بین 100 تا 500 میلی گرم در لیتر است.
– صنایع فلزی غیر آهنی، صنایع آهن و فولاد تولید گرد و غبار و فاضلاب می نمایند که لجن آنها حاوی کادمیوم است.
– لجن فاضلاب خانگی تا حدود 30 میلی گرم در لیتر کادمیوم دارد.
– روی که در پوشش گالوانیزه در صنایع بکار می رود، شامل حدود 2/0 درصد کادمیوم بوده که به صورت ناخالص است. تخمین زده می شود که این پوشش حاوی کادمیوم تماماً به دلیل خوردگی طی چهار تا 12 سال به محیط زیست باز می گردد.
– پوشش لاستیک اتومبیل ها شامل 90–20 میلی گرم در لیتر کادمیوم است که این مقدار به صورت ناحالصی در اکسید روی که به عنوان تسریع کننده ی پخت لاستیک استفاده می گردد وجود دارد.
– سنگ های فسفاته که ممکن است حاوی 100 میلی گرم در لیتر کادمیوم باشند و در نتیجه کودهای فسفاته یک منبع ورود کادمیوم به محیط زیست هستند.
– زغال سنگ شامل 5 – 25/0 میلی گرم در لیتر و روغن های گرم کننده به طور متوسط 3/0 میلی گرم در لیتر کادمیوم دارند که مقادیر نامعلومی از آنها به هوا وارد می شود. تخمین زده می شود که کل کادمیوم ورودی به آبهای اقیانوسی جهان نزدیک به 8000 تن در سال می باشد که نیمی از آن به واسطه فعالیت اقتصادی، صنعتی انسان و بقیه آن به صورت طبیعی وارد می شوند (بِرد، 1378 و کلارک، 1385).

1-4-4- مروری بر سمیت برخی فلزات برای جانوران دریایی:
‏اثرات سمی فلزات سنگین در موجودات زنده به دخالت آنها در فرایندهای متابولیکی که ترکیبات حاوی گوگرد در آنها نقش دارند وابسته اند. زیرا بیشتر تجمع فلزات سنگین مربوط به ترکیب شدن با گروه های گوگرد در پروتئین ها و آنزیم ها است. در یک سامانه زنده مانند بدن یک موجود زنده فلزات در ‏بافت های سرشار از پروتئین مانند ماهیچه و ‏کبد تجمع پیدا می کنند (Islam and Tanaka, 2004) ‏. مطابق با گزارش Neff در سال2002 ‏سمیت برخی فلزات برای جانوران دریایی به شرح زیر می باشد:
‏الف) کادمیوم: این فلز در شکل تجمع یافته در بدن موجودات زنده یکی از سمی ترین فلزات برای ‏جانوران و گیاهان است. سمیت این فلز برای موجودات ساکن آب های شیرین بیشتر از موجودات دریایی ‏است زیرا افزایش شوری باعث کاهش سمیت این فلز می شود که می تواند به علت ترکیب این فلز در شکل یونی خود با یون کلراید در آب دریا باشد. غلظت کادمیوم به مقدار 15 ‏تا 20 ‏میگروگرم بر لیتر ‏در آب دریا در بسیاری از جانوران دریایی باعث ایجاد اختلالاتی همچون کاهش رشد، بی نظمی در تنفس، توقف پوست اندازی، کاهش طول عمر، ایجاد تغییر در فعالیت آنزیم ها و ‏انقباض غیرطبیعی ماهیچه ها می شود .
‏ث) نیکل و وانادیوم: این دو فلز غلظت بالایی در نفت خام دارند و به صورت ترکیبات آلی ‏فلزی در منابع نفتی یافت می شوند که مانند سایر فلزات ذکر شده در بالا د‏ارای سمیت قابل توجهی برای موجودات دریایی هستند. مطالعه نحوه پراکنش این دو فلز در اکوسیستم های دریایی و موجودات ساکن آنها در نواحی نفت خیز که استخراج و حمل و نقل نفت در آنجا صورت می گیرد بسیار حائز اهمیت است.
به دليل اثرات مخرب فلزات سنگين از جمله نیکل و كادمیوم كه داراي اثرات سمي و مخرب حتي در مقادير كم مي باشند كنترل آنها با اندازه گیری مداوم در اكوسيستم هاي آبي ضرورت مي يابد. از مهم ترين روش های كنترل، انتخاب گونه هاي مختلف به عنوان شاخص آلاینده های فلزي در محيط هاي آبي مي باشدكه دراين مورد بافت هاي مختلف آبزیان به طور گسترده اي به منظور بررسي اثرات فلزات سنگين مي توانند به كار روند.

1-5- شاخص های زیستی آلودگی
‏مطالعات دانشمندان علوم زیست محیطی نشان می دهد که حضور، وضعیت و تعداد انواع ماهی، حشرات، جلبک و گیاهان اطلاعات دقیقی را درباره سلامت یا آلودگی یک رودخانه، نهر، دریاچه، تالاب یا مصب خاص فراهم می آورد. این نوع از گیاهان و جانوران را اندیکاتورهای بیولوژیک می گویند. ‏اندیکاتور8، یک نشانه یا سیگنال است که پیام پیچیده ای دارد. یک اندیکاتور ممکن است منعکس کننده صفات فیزیکی یا شیمیایی اوضاع اکولوژیک باشد. ‏اولین کاربرد اندیکاتورها مشخص نمودن وضعیت فعلی، ردیابی یا پیش بینی تغییرات مهم است. یک اندیکاتور اکولوژیک هم چنین می تواند برای شناسایی استرس های مهم اکوسیستم به کار رود (اسماعیلی ساری، 1381).

‏1-5-1- کاربرد بیواندیکاتورها
یکی از مهم ترین روش ها برای پاسخ دادن به سؤالات مطرح پیرامون وضعیت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک آب ها مطالعه مستقیم گیاهان یا جانورانی است که در آن زیست می کنند. ارگانیزم های آبی و جوامع آنها وضعیت فعلی و هم چنین تغییرات در گذر زمان و اثرات تجمعی آلودگی ها را نشان می دهند. ‏اندیکاتورهای بیولوژیک قادرند اثرات زیست محیطی پنهان را نشان دهند (اسماعیلی ساری، 1381).
‏1-5-2- استفاده های بالقوه بیواندیکاتورها
بیانگر میزان آلودگی در محیط هستند.
می توانند به درک مکانیزم سمیت کمک کنند.
هشدار اولیه در مورد خسارت وارده به محیط را می دهند.
در مورد احیاء محیط نشانه هایی را فراهم می آورند.
در ارتباط دهی استرس زاها به اثرات اکولوژیک مربوطه اهمیت دارند.
می توان آنها را با ارزیابی ریسک اکولوژیک مرتبط کرد(اسماعیلی ساری، 1381).

1-5-3- ویژگی های بیواندیکاتورها
‏ گونه باید به طور دائم و به وفور موجود باشد.
‏ هر تاکسون باید به راحتی قابل شناسایی باشد.
‏ هر تاکسون باید دارای حدود اکولوژیک دقیق یا دامنه های قابل توصیف باشد.
‏در سیستم های بیولوژیک، انواع مختلفی از پاسخ های داده شده به استرس اندازه گیری می شوند. پاسخ ها می توانند بیومولکولی / بیوشیمیایی تا پاسخ هایی در سطح جمعیت و جامعه باشند. هر یک از جنبه های مطالعه روی بیواندیکاتورها از نظر ارتباط اکولوژیک و زمان پاسخ دهی با هم فرق می کنند.
‏از بیومارکرها9 (پاسخ های بیومولکولی / بیوشیمیایی) برای نشان دادن ارگانیزم در معرفی آلودگی، درسطوح پایین سازمان بیولوژیک، استفاده می شود. بیومارکرها با سایر بیواندیکاتورهایی که در سطوح بالاتر مقایسه می شوند در زیر آورده شده است(اسماعیلی ساری، 1381) (جدول1-4).
جدول1-4: مقایسه اختصاصات بیواندیکاتورها و بیومارکرها (اسماعیلی ساری، 1381).
نوع پاسخ
بیواندیکاتور
بیومارکرها

فردی از طریق سطوح جامعه
بیومولکولی، بیوشیمیایی، فیزیولوژیک
حساسیت به استرس زاها
پایین
بالا
ارتباط با عامل
پایین
بالا
تغییرپذیری پاسخ
کم – متوسط
بالا
اختصاصی بودن نسبت به استرس زاها
کم – متوسط
متوسط- بالا
ارتباط اکولوژیک
بالا
پایین
در پایش زیستی اندیکاتورها، از گونه ها یا جوامع اندیکاتور استفاده می شود. از گیاهان آبزی مشخصی هم برای تعیین آلوده کننده هایی نظر مواد غذایی استفاده می شود.
برخی از ارگانیزم ها نشان دهنده تغییرات بیوشیمیایی، ژنتیک، مورفولوژیک و ‏فیزیولوژیک با استرس زاهای محیطی هستند. حضور یا عدم حضور یک گونه اندیکاتور منعکس کننده شرایط زیست محیطی است. عدم حضور یک گونه می تواند دلیلی غیر از آلودگی داشته باشد که منجر به غیبت گونه شده باشد(طعمه خواری، رقابت یا موانع جغرافیایی که از وجود گونه در آن محل جلوگیری می کنند). غیبت چندین گونه از راسته های مختلف که دارای بردباری مشابهی هستند و ‏قبلاً در آن محل بوده اند نشانه بارزتری از آلودگی است تا غیبت یک گونه خاص. ضرورت دارد که بدانیم چه گونه ای باید در یک محل یا اکوسیستم موجود باشد. هر یک از بیواندیکاتورها، اعم از گیاه یا جانور دارای مزایا و‏ معایب خاص خودشان هستند.
‏فیلترکننده هایی نظر دو کفه ای ها (کلم، ماسل) فلزات را در آبشش و سایر بافت هایشان تجمع می دهند. ماسل آبی (Mytilus edulis‏) گونه ای است که در ‏آب های ایالات متحده و سطح بین المللی برای نظارت بر تغییرات سطح آلودگی مورد استفاده قرار می گیرد. (جدول 1-5) علوفه های دریایی (نظیرFucus spp. ‏) فلزات را در خود تجمع می دهد. از مقایسه بافت های قدیمی با ‏بافت های جدید در همان جلبک می توان برای تعیین تاریخچه آلوده کننده ها در یک سطح استفاده کرد. فلزات و ارگانوکلرینها در ماهیان باله دار (Finfish‏) و گونه های غیر مهاجر نظیر اردک ماهی، باس دهان گشاد، تجمع یافته و می توانند نشانه صحیحی از آلودگی های جیوه و ارگانوکلره در یک پیکره آبی باشند(اسماعیلی ساری، 1381).
جدول 1-5: نمونه هایی از میزان فلزات توسط ارگانیزم های مختلف (اسماعیلی ساری، 1381).
اندیکاتور
تجمع
نوع آلودگی
بارناکل ها
بسیار زیاد
Zn
نرم تنان دو کفه ای
بسیار زیاد
Cu, Fe, Mn
نرم تنان شکم پا
بسیار زیاد
Zn, Cu
ایزوپودها و آمفی پودها
بسیار زیاد
Zn, Pb, Fe, Cu
پرتاران
بسیار زیاد
Cu
ماکروآلگ(علوفه های دریایی)
متوسط
اکثر فلزات
ماسل و سایر دو کفه ایها
متوسط
فلزات
پرتاران
متوسط
P, Cd
ده پایان(خرچنگ ها)
متوسط
Cd, Pb
ماهیان
متوسط
Cd, Pb
مطالعات زیست شناختی نوعی ارزیابی استاتیک از موجودات زنده، متغیرها و فرآیندهای موجود در هر محیط انتخابی است. نظارت زیست شناختی، شامل یک سری مطالعات زیست شناختی مشابه است که در یک محیط مشخص در طول زمان انجام می شود و بنابراین دینامیک است. اگر این نظارت هدف مشخصی د‏اشته باشد مثلاً بخواهد ظرفیت مجاز آلاینده ها را د‏ر آن محیط تعیین کند، نام پایش زیستی بر آن نهاده می شود. با وجود دانستن این تفاوت از این پس، عبارت پایش زیستی برای نظارت زیست شناختی هم به کار برده خواهد شد.
‏روش های پایش زیستی برتری های مهمی نسبت به آنالیزهای شیمیایی دارند. برای مثال، بیشتر برنامه های پایش آلاینده ها بر پایه نمونه گیری در فواصل معین بنا شده، چون نمونه گیری مداوم غیر عملی و بسیار گران است. به این ترتیب در یک برنامه نمونه گیری شیمیایی منظم، به خصوص در محیط های تغییر پذیر هم چون نهر و رودخانه، نوساناتی که در میزان آلاینده ها در بین فواصل نمونه گیری پیش آید ثبت نخواهد شد. در حالی که موجودات زنده در اغلب مواقع به چنین تغییراتی در آلاینده های محیط پاسخ هایی می دهند که قابل اندازه گیری است و معمولاً با افزایش سطح آلاینده ها نسبت عکس دارند. این موجود‏ات هم چنین پاسخ هایی به سطح متغیر آلاینده ها در محیط می دهند که تابع زمان است. براساس دوره زندگی هر موجود زنده، مدت این پاسخ می تواند بین چند روز (میکروارگانیسم ها) تا یک ماه یا چند سال (ماکروفیت ها، بی مهر گان بزرگ و مهره داران) تغییر کند.
‏علاوه بر این، تعداد آلاینده های موجود در یک محیط بسیار است و همیشه در مورد تعداد مواردی که در یک برنامه نظارت شیمیایی واحد قابل

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با موضوع محیط زیست، آلاینده ها، زیست محیطی Next Entries پایان نامه با موضوع خلیج فارس، آلاینده ها، اقیانوس هند