پایان نامه سلنیوم و اصلاح آلودگی آن در خاک

اختصاصی از فی گوو پایان نامه سلنیوم و اصلاح آلودگی آن در خاک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل:word  (قابل ویرایش)

تعداد صفحات :75

فهرست مطالب :

فصل اول- خصوصیات سلنیوم 1
مقدمه: 2
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی: سلینوم 3
خصوصیات و اشکال سلنیوم در طبیعت: 8
حضور و تولید سلنیوم در طبیعت 9
موارد استفاده سلنیوم در صنایع 13
فصل دوم تاثیرات و خطرات سلنیوم 14
تاثیرات سلنیوم جانداران 15
نقش سلنیوم در بدن انسان و بررسی نیاز روزانه به آن 15
نقش فیزیولوژیکی سلنیوم 16
خطرات مصرف بیش از حد سلنیوم 19
خطرات مصرف زیاد سلنیوم برای سلامتی 23
خطرات کمبود سلنیوم در بدن 31
روش اول: تزریق سلنیوم 35
روش دوم: د ادن سلنیوم خوراکی 35
نمونه هایی از خواراکیهای حاوی سلنیوم زیاد 37
فصل سوم- آلودگی سلنیوم و نحوه از بین بردن آن 39
نمونه هایی از خاکهای حاوی سلنیوم زیاد 40
غلظت سلنیوم در خاک 40
آلودگی سلنیوم در خاک 46
نحوه از بین بردن آلودگی به روش گیاه پالایی 48
معرفی برخی از گونه ها و گیاهان مفید در phytoremediation 52
بررسی و نتایج آزمایشهای مربوط به Phytoremediation 56
وارد شدن علم بیوتکنولوژی در phytoremediation 59
نتایج و بحث 61
منابع و ماخذ 63
پیشگفتار:
در این پروژه بر حسب نیاز به تحقیق و مطالعه این موضوع بنا به پیشنهاد و راهنمایی استاد محترم جناب آقای دکتر فتوت در ابتدا با بیان مقدمه ای کوتاه در مورد تاریخچه سلنیوم به بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و نیز اشکال سلنیوم در طبیعت برای آشنایی بیشتر پرداخته شده است. و پس از آن موارد مصرف این عنصر در صنایع مطرح گردیده و با دادن یک دید کلی راجع به ماهیت سلنیوم به بررسی تاثیرات آن بر جانداران از جهت خطرات مصرف زیاد و نیز مصرف کم آن پرداخته شده است و نهایتا به بررسی دقیق نقش سلنیوم در بدن انسان و نیاز روزانه به آن با توجه به سن و شرایط محیطی پرداخته شده در ادامه نیز به روشهای جبران کمبود سلنیوم در دام و همچنین از نمونه خوراکیهای حاوی سلنیوم زیاد یاد گردیده است در قسمت دوم این پروژه به بررسی خاکهای حاوی سلنیوم پرداخته شده و نیز بر آلودگی خاک توسط این عنصر تکیه گردیده است و در آخر به روش گیاه پالایی به عنوان راهی برای از بین بردن این آلودگی از محیط نگاه شده است و در این بین به معرفی برخی از گونه های گیاهی موثر در این روش و همچنین بررسی نتایج آزمایشهای مربوط به مفید بودن گیاه پالایی برای از بین بردن آلودگی سلنیوم از محیط آورده شده است. و در انتها به عنوان راهبردی مفید نتایج و اثرات ورود علم بیوتکنولوژی و مهندس ژنتیک و اصلاح نباتات را در گیاه پالایی معرفی
گردیده است.
امید به اینکه این مکتوب ناچیز آغازی برای ادامه راه مطالعه و تحقیق در این موضوع برای دیگر عزیزان باشد.
مقدمه:
اولین اطلاعات ثبت شده در این مورد توسط مارکو پولو در سال 1295 میلادی بوده است که در مناطق غربی چین ونزدیک تبت و مغولستان حیواناتش بعد از چرای گیاهان آن منطقه شروع به تلو خوردن می‌نمودند که امروزه می‌دانیم ناشی سمیت حاد سلنیومی‌بوده است.
برای اولین بار سلنیوم توسط Berzelius که در سال 1817 یا 1818 رسوبات و لجنهایی که از اکسیداسیون اکسید سولفور سنگ مس بدست می‌آمد را مورد بررسی قرار داد کشف شد وی متوجه شد که در بین آن عنصر جدیدی وجود دارد اما در آن هنگام آنرا با تلوریم اشتباه گرفتند بعد از گذشت ربع قرن Arnold به گوگرد قرمز توجه کرد و متوجه موادی در رسوبات آن شد و آنرا Sulfurrubeum نامید. به هر حال تا سال 1950 کسی متوجه وجود سلنیوم نبود فقط می‌دانستند که درجدول تناوبی عنصری وجود دارد که بار گوگرد (s) و عنصر تلوریم (Ti) هم خصوصیات است. و حتی خصوصیاتی به طور مشترک با هر یک از آنها دارد یعنی هم خصوصیات فلزی و هم غیر فلزی را داراست و در حالت سمیت،5 برابر خطرناک تر از آرسنیک می‌باشد؛ در نهایت آنرا سلنیوم نامیدند و بیان نمودند که این عنصر در محدوده خیلی کوچکی برای جانواران قابل استفاده می‌باشد.
در کل سلنیوم از عناصر کم مصرف می‌باشد که باعث سلامتی فرد یا گیاه یا حیوان می‌گردد، ولی همانطور که گفته شد مقدار نیاز به سلنیوم خیلی کم است.
سلنیوم اغلب در پروتئن ها موجب ساختن سلنوپروتئن ها می‌گردد که برای تولید آنزیمهای آنتی اکسیدان مهم هستند این آنتی اکسیدانها به کمک Se-Pt ها در حفظ سلامتی سلولها که مورد خطر رادیکالهای آزاد اکسیژن می‌باشند موثرند به صورت خلاصه باید گفت رادیکالهای آزاد بطور طبیعی در متابولیسم اکسیژن ساخته می‌شوند که ممکن است در ایجاد بیمارهای مزمن مثل سرطان و بیمار قلبی و عروقی و یا حتی در انجام فعالیتهای منظم غده تیروئید و سیستم دفاعی بدن نقش داشته باشند.
یکی از راههای مطمئن جذب سلنیوم خوردن غذاهای گوشتی وگیاهانی است که در مناطقی با خاکهای سرشار از سلنیوم می‌رویند که در ادامه بطور مفصل راجع به آن بحث خواهد شد. و در نهایت نتجه گیری می‌گردد که کمبود یا سمیت سلنیوم در بدن انسان تحت تاثیر مقدار سلینوم در بدن دامها و حیواناتی است که انسان از آن تغذیه می‌کند و آنها هم به نوبه خود متاثر از گیاهان منطقه و خاک آن نواحی اند البته در این میان عواملی چون اقلیم و pH هم موثر خواهند بود.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی: سلینوم
همانطور که در جدول شماره یک نشان داده شد سلنیوم عنصری با عدد اتمی‌34 و وزن اتمی‌78.96 و چگالی 79/4 گرم بر سانتیمتر مکعب در 20 درجه سانتگراد است. حجم اتم آن 45/16 سانتیمتر مکعب بر مول می‌باشد و جزء عناصر غیر فلزی و از گروه شش جدول تناوبی است که معروف به chalcogen می‌باشد.
 
جدول 1: خصوصیات عمومی‌سلینوم
همانطور که در جدول شماره دو نشان داده شده است دمای ذوب این عنصر 490.2 درجه کلوین و دمای جوش آن 958 درجه کلوین برابر با 685 درجه سانتیگراد می‌باشد و همچنین انرژی ویژه ذوب آن 6.694 کیلو ژول بر مول است و گرمای ویژه تبخیر آن 37.7 همچنین فشار بخار این عنصر در 494 درجه کلوین برابر 0.695 پاسکال است می‌باشد.

جدول 2: خصوصیات فیزیکی سلینوم
همانطور که در جدول (شماره-3) انرژیهای یونش عنصر سلنیوم نشان داده شده است.
اولین انرژی یونش این عنصر490.9 کیلو ژول بر مول و دومین انرژی یونش آن 2044.5 کیلوژول بر مول و سومین انرژی یونش آن 2973.7 کیلو ژول بر مول و چهارمین یونش آن 4144 کیلو ژول بر مول می‌باشد و با توجه به اینکه
گرمای یونیزاسیون آن 227 کیلوژول بر مول اتم است دارای الکترونگاتیوی 2.55 می‌باشد.
جدول 3: انرژی یونش سلنیوم
حضور و تولید سلنیوم در طبیعت
سلنیوم در تعداد کانیهای کمی‌یافت می‌گردد مثل .calusthalite, crooksite که بعد از چند سال در اثر هوازدگی به صورت گرد و غبار وارد محیط می‌گردد. البته انفجارهای آتشفشانی نیز ممکن است سلنیوم را وارد هوا کند اما اغلب مقادیر موجود سلنیوم در محیط حاصل از فعالیتهای بشری مثل سوختن زغال سنگ و نفت و دیگر سوختهای فسیلی می‌باشد سلینوم موجود در این سوختها هنگام سوختن با اکسیژن ترکیب شده که در هنگام برخورد با محیط آبی آنرا به صورت محلول در می‌آورد.
در کل ذرات سلنیوم معلق در هوا مثل آنهایی که در ash وجود دارد می‌توانند در سطح خاک یا آب نشست کنند. این روند در مناطق صنعتی که سلنیوم از طریق دود به هدر می‌رود موجب افزایش مقدار سلنیوم در خاک می‌گردد و این نکته را یاد آور می‌شود که سرنوشت سلنیوم در خاک به pH محیط و واکنش با اکسیژن آن جدا مربوط می‌گردد. اما در روش تولید مصنوعی سلنیوم امروزه آنرا از کنار الکترود آند الکترولیت استخراج مس از سنگ مس بدست می‌آورند و قیمت تجاری آن حدودا 300 دلار برای هر پوند (معادل 456 گرم) می‌باشد و در درجات خلوص بالاتر قیمت آن بیشتر نیز می‌گردد. همانطور که گفته شد یکی از مطمئن ترین منابع سلنیوم سنگهای آتشفشانی، رسوبات آتشفشانی گوگردی، رسوبات گرمابی، رسوبات مس و سنگهای رسوبی از قبیل carboonaceous siltstone, sandstone و سنگهای فسفری و limestone کربن دار سنگ آهن و زغال سنگ هستند.
سلنیوم این سنگها بعد از هوازدگی آزاد شده و به روشهای مختلف به داخل خاک وارد می‌شود و در بین ذرات خاک نفوذ می‌کند تا جایی که توسط ذرات رس یا هیدروکسیدهای آهن و یا ذرات آلی خاک جذب سطحی گردند و در اثر عوامل فرسایشی در سطح خاک تجمع پیدا کند سلنیوم بعد از این شاید وارد چرخه فعالیتهای بیولوژیکی نیز گردد و از طریق قارچها و باکتریها این مناطق اکسید شود.
در همین مورد Sara thchandra & watkinson (1980) گزارش دادند که قدرت باکتریها در طبیعت در حد ایزوله کردن سلنیوم است ولی در آزمایشگاه آنها توانایی اکسید کردن عنصر سلنیوم به سلنیت و سلنات را دارند.
مقدار سلنیوم در پوسته زمین در حدود ppm0.05-ppm0.02 است. سلنیوم یک عنصر chalcophil می‌باشد ومقدار آن در شیلهای سیاه بیشتر از ppm675 می‌باشد. البته مقداری سلنیوم در carbonaceous debris از sandstone ها ممکن است در شرایط احیا آزاد شود.
بطور کلی مقدار سلنیوم خاک مناطق مربوط به سنگهایی است که خاک از آنها تولید شده است مثلا خاکهای مناطقی مثل شمال غربی و جنوب شرقی آمریکا و مناطقی که قبلا دریاچه های بزرگ داشته اند دارای مقادیر کمتر از ppm0.5 سلنیوم هستند ومناطقی که خاک آنها از سنگهای ولکانیک و خاکهایی که از رسوبات شسته شده انباشته شده باشد و نیز خاکهایی که سر منشاء آنها شیلهای حاوی گچ فراوانند مثل داکوتا، مونتانا، نبراسکا و کانزاس دارای مقادیر زیاد تری از سلنیوم هستند که بعدا مفصل راجع به آن بحث
خواهد شد.
در مورد حضور اشکال مختلف سلنیوم در طبیعت باید گفت در خاکهای قلیایی سلنیوم عموما به صورت سلنات و سلنیت دیده می‌شود و در خاکهای اسیدی و خاکهایی با تهویه نامناسب به صورت سلنید و سلنیوم عنصری وجود دارد که این دو فرم دارای حلالیت کمتری نسبت به دو فرم شرایط قلیایی هستند.
غلظت سلنیوم در آبهای زیر زمینی، چشمه ها، رودها و دریاچه ها عموما کم است و به عنوان منابع معنی دار برای تامین سلنیوم یا افزایش غلظت آن در ارگانیزمها و ایجاد سمیت در آنها محسوب نمی‌گردد حتی آبهای مناطق سلنیومی‌که حاوی مقادیر بیشتری از سلنیوم هستند هم نمی‌توانند تامین کننده این خواسته باشد. در جدول (شماره- 11)غلظت سلنیوم در آبهای مختلف نشان داده شده است.
جدول 11: غلظت سلنیوم در آب و ارگانهای مربوط به آن