پایان نامه بررسی آلودگی آب ناشی از شوینده‌ها و تاثیرات از بین بردن فسفات در محیط‌زیست

۲۹,۰۰۰ تومان

پایان نامه بررسی آلودگی آب ناشی از شوینده‌ها و تاثیرات از بین بردن فسفات در محیط‌زیست

تعداد صفحات : 75 صفحه 

فرمت : ورد (word)

مقدار:

توضیحات

چکیده

رشد فزاينده‌ی جمعيت جهان، مشكلات عمده‌اي را در ارتباط با پاكيزه نگاه داشتن زمين ايجاد كرده است. نگراني دربارة تأمين بهداشت و رفع آلودگي‌هاي ناشي از صنعت كه سرنوشت و حيات زمين را به مخاطره خواهند افكند برنامه‌ريزي‌هاي جدي را براي تغيير و بهبود شرايط زندگي طلب مي‌كند. توسعه صنایع و رشد جمعیت همراه با ارتقاء سطح بهداشت موجب به کارگیری وسیع مواد شوینده گردیده است این مواد از طریق فاضلاب‌های صنعتی و خانگی به آبهای سطحی تخلیه شده و موجب مخاطرات زیست‌محیطی می‌گردند.

در سالهاي اخير با پيدايش بيماريهايي مانند ايدز و انواع هپاتيت‌ها و همچنين بازگشت بيماري‌هاي عفوني فراموش شده‌اي مانند سل و تداخل آن با ويروس ايدز، اهميت مصرف محصولات بهداشتي بيش از بيش مشخص شده است، به‌طوري كه تحولات عمده‌‌اي در نحوه توليد و مصرف فرآورده‌هاي شوينده بهداشتي پديد آمده است. گسترش بيش از حد صنايع صابون و شوينده‌ها در جهان عليرغم دارا بودن جنبه‌هاي مثبت فراوان آلودگي‌هاي نويني را به محيط‌زيست وارد كرد و توجه مسئولان محيط‌زيست كشورها را به خود جلب نمود. ورود شوينده‌ها به فاضلاب به لحاظ بروز مسائل و عوارض متعدد چون پديده مغذي‌شدن وتجزيه ناپذيري گروه سخت شوينده‌‌ها و ايجاد كف و… سبب آلودگي منابع آبي و محيط‌زيست مي‌شود. این ترکیبات دارای یک گروه قطبی آب دوست و یک شاخه هیدروکربنی غیرقطبی آب‌گریز است. شوینده‌ها به چهار گروه آنیونی، کاتیونی، غیریونی و امفرتریک تقسیم می‌گردد که شوینده‌های آنیونی کاربرد وسیعی دارد.

در اين پژوهش تركيب شيميايي شوينده‌ها، مشكلات زيست‌محيطي ناشي از شوينده‌ها و تأثيرات فسفات در محيط‌زيست و راهكارهاي مقابله با اين مشكلات نظير انتخاب مواد اوليه مناسب، تهيه محصولاتي با كارايي بيشتر، كاهش مواد پركننده، تجزيه‌پذيري شوينده‌ها و توليد محصولات شوينده كنسانتره بررسي و پيشنهادهايي به منظور كاهش اثرات مخرب شوينده‌ها در محيط‌زيست ارائه شده است.

کلمات کلیدی : آلودگی آب، شوینده‌ها، فسفات، محصولات کنسانتره و…

                                                            فهرست مطالب

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………….۱

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………۲

فصل اول : کلیات

۱-۱- تعريف آلودگي آب………………………………………………………………………………………………………….۵

۱-۱-۲- تاریخچه آلودگی آب……………………………………………………………………………………………………۵

۱-۱-۳- پارامترهاي مشخص کننده آب سالم……………………………………………………………………………….۶

۱-۱-۴- طبقه‌بندی آلودگی آب………………………………………………………………………………………………….۸

۱-۱-۵- رابطه تامين انرژي و غذا و آلودگي آب………………………………………………………………………..۱۰

۱-۱-۶- کیفیت آب………………………………………………………………………………………………………………..۱۱

۱-۱-۷- علل آلودگی آب………………………………………………………………………………………………………..۱۱

۱-۲- انواع اصلي آلاينده‌ها………………………………………………………………………………………………………۱۲

۱-۲-۱- منابع آلودگي آب……………………………………………………………………………………………………….۱۶

۱-۲-۲- منابع شیمیایی آلودگی آب…………………………………………………………………………………………..۱۷

۱-۲-۳- طبقه‌بندي آلوده كننده‌هاي آب……………………………………………………………………………………..۲۰

۱-۲-۴- راه هاي كنترل آلودگی آب………………………………………………………………………………………….۲۳

۱-۳- استاندارد خروجی فاضلابها برای شوینده‌ها……………………………………………………………………….۲۵

۱-۴- شوينده‌ها و محيط‌زيست………………………………………………………………………………………………..۲۶

۱-۴-۱-  مشکلات زيست‌محيطي ناشي از شوينده‌ها…………………………………………………………………..۲۶

۱-۴-۲- سرانه مصرف شوينده‌ها در ايران و جهان……………………………………………………………………..۲۷

۱-۴-۳- اجزاي شيميايي يك پاك كننده…………………………………………………………………………………….۲۷

۱-۴-۴- بر اساس خصوصيات قطب هيدروفيل شوینده‌ها به ۳ گروه تقسيم مي‌شوند………………………۲۸

۱-۵- انواع مواد پاک کننده………………………………………………………………………………………………………۲۹

۱-۵-۱- صابون……………………………………………………………………………………………………………………..۲۹

۱-۵-۲- پاک کننده‌های سنتزی…………………………………………………………………………………………………۳۰

۱-۵-۲-۱- صابون مایع…………………………………………………………………………………………………………..۳۱

۱-۵-۲-۲- شامپو…………………………………………………………………………………………………………………..۳۱

۱-۵-۲-۳- پودرهای لباسشویی……………………………………………………………………………………………….۳۱

۱-۵-۲-۴- سفیدکننده‌ها و رنگ برها………………………………………………………………………………………..۳۲

۱-۵-۳- قیاس صابون و پاک‌کننده‌های سنتزی……………………………………………………………………………۳۲

۱-۵-۴- پسماندهای صنعت مواد شوینده و صابون…………………………………………………………………….۳۳

۱-۶- طبقه‌بندی سورفکتانت‌ها…………………………………………………………………………………………………۳۴

۱-۶-۱- سورفکتانت‌های آنیونی………………………………………………………………………………………………۳۴

۱-۶-۲- سورفکتانت‌های کاتیونی…………………………………………………………………………………………….۳۵

۱-۶-۳- سورفکتانت‌های غیریونی……………………………………………………………………………………………۳۵

۱-۶-۴- سورفکتانت‌های آمفوتریک…………………………………………………………………………………………۳۵

۱-۷- منابع شوینده‌ها در آبها و فاضلابها……………………………………………………………………………………۳۶

۱-۷-۱- مشکلات و تجزیه زیستی…………………………………………………………………………………………..۳۶

۱-۷-۲- برخورد تولید و مصرف شوینده‌ها………………………………………………………………………………..۳۷

۱-۷-۳- بازخورد در رودخانه ها………………………………………………………………………………………………۳۷

۱-۷-۴- بازخورد با سلامت عمومی………………………………………………………………………………………….۳۸

۱-۷-۵- بازخورد با تجزیه زیستی مواد آلی……………………………………………………………………………….۳۸

فصل دوم : مواد و روش‌ها

۲-۱- روش شناسایی تحقیق…………………………………………………………………………………………………….۴۰

فصل سوم : یافته‌ها

۳-۱- اثرات زيست‌محيطي شوينده‌ها و راهكارهاي مقابله با آن ها………………………………………………..۴۲

۳-۱-۱- آثار سوء حياتي شوينده‌ها بر محيط‌زيست…………………………………………………………………….۴۳

۳-۱-۲- بررسي برخي از مهمترين آثار سوء شوينده‌ها و راهكارهاي مقابله با آن ها………………………..۴۴

۳-۲- تصفیه پیشرفته فاضلاب………………………………………………………………………………………………….۴۸

۳-۲-۱- منابع ورود فسفر به فاضلاب……………………………………………………………………………………….۴۸

۳-۲-۲- استراتژی انتخاب سیستم مناسب در حذف فسفات………………………………………………………..۴۹

۳-۲-۲-۱- توصیف استراتژی………………………………………………………………………………………………….۴۹

۳-۲-۲-۲- مهمترین فاکتورها در انتخاب سیستم مناسب حذف……………………………………………………۴۹

۳-۲-۲-۳- داده‌های مربوط به پایش و اطلاعات مورد نیاز…………………………………………………………..۵۰

 ۳-۲-۲-۴- راهکارهای قابل اجرا در حذف فسفر……………………………………………………………………..۵۳

۳-۳- روشهای بیولوژیکی حذف فسفر……………………………………………………………………………………..۶۰

۳-۳-۱- مکانیزم حذف بیولوژیکی فسفر……………………………………………………………………………………۶۱

۳-۳-۲- روشهای بیولوژیکی حذف فسفر………………………………………………………………………………….۶۲

۳-۴- حذف فسفات از فاضلاب……………………………………………………………………………………………….۶۵

۳-۴-۱- اثر عمده فسفر موجود در فاضلابها در محیط‌زیست……………………………………………………….۶۵

۳-۴-۲- راههای پیشگیری از اتریفیکاسیون………………………………………………………………………………..۶۷

فصل چهارم : بحث، نتیجه‌گیری، پیشنهادات

۴-۱- بحث و نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………………..۷۱

۴-۲- پيشنهاد…………………………………………………………………………………………………………………….۷۲

منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………..۷۳

 

 فهرست تصاویر

شکل۱-۱- آلودگی جهانی آب…………………………………………………………………………………………………..۵

شکل۱-۲- آلودگی جهانی آب…………………………………………………………………………………………………..۶

شکل۱-۳- منابع اصلي آلودگي آب…………………………………………………………………………………………….۸

شکل۱-۴- آلودگی آب به‌وسیله زباله‌ها…………………………………………………………………………………..۱۰

شکل۱-۵- آلودگی آب با زباله‌ها……………………………………………………………………………………………..۱۲

 

مقدمه

شوینده‌ها ترکیباتی‌اند که علاوه بر انحلال و پخش در‌ آب قدرت پاک کنندگی آن را نیز افزایش ‌دهند. انواع طبیعی پاک کننده‌ها مثل صابون، گل سرشور و غیره از زمان های قدیم مورد استفاده قرار گرفته‌اند. آخرین دستگاه های صابون کشف شده ، مربوط به ۲۰۰۰ سال پیش است کف کردن صابونها در آبی که املاح کلسیم و پتاسیم داشته باشد به تأخیر می‌افتد در نتیجه این املاح باعث کاهش قدرت پاک کنندگی می‌شوند. در حالی که این مشکل به علت فرمول خاص شوینده‌ها تا حدود زیادی برطرف شده است شوینده‌ها بصورت سنتیک (تولید شده به صورت مصنوعی) می‌باشد. ورود این مواد در زندگی انسان به سرعت باعث کاهش کاربرد انواع طبیعی پاک کننده‌ها شده است.

مصارف عمومی واژه صابون، مشخص کننده یک نمک فلز قلیایی یا آمونیوم یک اسید کربوکسیلیک راست زنجیر با تعداد ۱۰-۱۸ اتم کربن است و نام مواد شوینده یا پاک کننده به مواد صناعی با ساختمان مشابه اتلاق می‌شود. از این مواد، در مصارف عدیده‌ای از جمله برای پاک کردن، شستشو و در فرایندهای نساجی و غیره استفاده می‌گردد.

آشنايي با صابون به عنوان اولين شوينده به قرن‌ها پيش برمي‌گردد. اما رشد جمعيت و توجه انسان به بهداشت موجب شد كه توليد صابون با منشأ طبيعي، جوابگوي مصرف نباشد. در نتيجه از اوايل قرن نوزدهم ميلادي مواد شوينده مصنوعي به نام شوینده وارد بازار شد و استفاده از شوینده‌ها پس از جنگ جهاني دوم گسترش يافت. به طور کلي به تركيباتي كه علاوه بر انحلال و پخش در‌ آب، قدرت پاك‌كنندگي آن را افزايش ‌دهند شوینده گفته مي‌شود.شوينده‌ها بر اساس مواد فعال سطحي به دو دسته سخت و نرم تقسيم مي‌شوند؛ شوينده‌هاي نرم تجزيه‌پذير هستند اما شوينده‌هاي سخت در محيط‌زيست تجزيه نمي‌شوند و آلودگي محيط‌زيست را به همراه دارند و شوینده‌ها در اين گروه قرار مي‌گيرند. شوینده‌ها پس از مصرف به همراه پساب به درياچه‌ها يا رودخانه‌ها ريخته مي‌شوند و روي محيط‌زيست تأثير مخرب مي‌گذارند. در اين بين، تجمع كف روي آب‌هاي سطحي و جلوگيري از عمل اكسيژن‌گيري آب، توليد بو و طعم نامطبوع در آب، اثرات سمي بر موجودات زنده مانند انسان، موجودات آبي و گياهان، تخريب و انهدام اكوسيستم، اختلال در حذف و كاهش مواد معلق آب در حضور شوينده‌ها، جذب ميكروب‌هاي بيماري‌زا و مساعد نمودن شرايط محيطي در جهت شيوع بيماري‌ها، اشكال در امر انعقاد و ته‌نشيني و صاف كردن آب و ايجاد واكنش فيزيولوژيكي در مصرف كننده آب آلوده از آثار سوء حياتي شوينده‌ها بر محيط زيست محسوب مي‌شوند.

وجود كف در حوض‌هاي هوادهي در تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب، ميزان انتقال اكسيژن به فاضلاب را به شدت کاهش مي‌دهد، به طوري كه گاهي تقليل راندمان تصفيه در اثر كف شوینده‌ها به ۸۰ درصد مي‌رسد. در حوض‌هاي ته‌نشيني اوليه وجود ماده مؤثر شوینده مانع ته‌نشيني كامل مواد معلق مي‌شود و چربي موجود در فاضلاب در اثر كف زياد به ساير قسمت‌هاي تصفيه خانه نيز راه مي‌يابد. ماهيان و آبزيان نيز از آثار سوء شوينده‌ها بي‌بهره نيستند زيرا شوينده‌ها باعث كاهش ميزان اكسيژن‌گيري آب مي‌شوند. در آب سالم مواد معدنى مختلفي وجود دارد كه هم براى انسان مفيد است و هم به رشد و نمو گياهان كمك زيادى مى‌كند. با وارد شدن مواد آلاينده، تركيب و مقدار اين مواد به هم مى‌خورد و آب حالت سالم و طبيعى خود را از دست مى‌دهد. وجود شوينده‌ها در فاضلاب، نفوذپذيري خاك را افزايش مي‌دهد و ميكروارگانيسم‌ها و حتي مولكول‌هايي كه به‌طور معمول نمي‌توانند از صافي‌هاي خاك عبور كنند در حضور شوينده‌ها قادر خواهند بود از خلل و فرج لايه‌هاي متوالي و مختلف خاك عبور كنند و موجب آلودگي ميكروبي آب‌هايي شوند كه در فاصله زياد نسبت به سطح زمين قرار دارند.

آمارها نشان مي‌دهد که سرانه مصرف مواد شوينده در ايران حدود ۷/۵ کيلوگرم در سال است، در حالي که متوسط مصرف جهاني ۸ کيلوگرم برآورد مي‌شود اما در کشورهايي مانند آلمان، فرانسه، ايتاليا، آمريکا و سوريه اين رقم به ترتيب به ۸/۱۱، ۵/۵،۱۱/۸، ۱۲ و ۵ کيلوگرم در سال مي‌رسد. بر اين اساس، مصرف سرانه پودرهاي شوينده در کشور ما تقريبا نصف مصرف ديگر کشورها است و بسياري از کارشناسان علت اين موضوع را توسعه و ترويج کالاهايي مانند ماشين‌ لباسشويي، قرص‌هاي شوینده و… مي‌دانند اما نکته مهم اين است که گروه بسياري از هموطنان در مصرف اين شوينده‌ها زياده‌روي مي‌کنند و در آستانه عيد نوروز، سلامت خود را به خطر مي‌اندازند.