تحقیق مقاله تصفیه فاضلاب

مقدمه

آبی که اهمیت وجود آن شاید بر هیچیک پوشیده نباشد، متاسفانه از طریق تخلیه فاضلاب ها، پسابها و کلیه زواید حاصل از فعالیتهای انسان به شدت در معرض آلودگی قرار گرفته . پیشرفتهای صنعتی باعث شده که پسابهای غلیظ‌تر و با ترکیبات متنوع‌تر در جریان‌های آب تخلیه شدند.(2)

در حال حاضر بسیاری از منابع آبی دنیا گرفتار مشکلات ناشی از تخلیه فاضلابهای مختلف می‌باشند که بهسازی آنها و بازگشت به حالت طبیعی هزینه‌های هنگفتی را می طلبد. (1)

به منظور تصفیه فاضلاب در اجتماعات کوچک، استفاده از سیستم‌های گیاهی آبزی نظیر لاگونهای پوشیده شده با DW (گیاهان آبزی شناور) به دلیل راهبری آسان، همیشه پائین و اثر بخشی بالا مورد توجه قرار گرفته است.(4)

امروزه تمایل برای استفاده از گیاهان آبزی شناور بخاطر فواید گوناگونشان نظیر میزان رشد بالا، عمل حذف نوترینت در سطوح بالا، غنی بودن این گیاهان از پروتئین که باعث با ارزش شدن آنها به عنوان خوراک دام می گردد، بهره برداری و برداشت آسان آنها و تحمل بالای گیاه و قدرت سرکوب کنندگی جلبکی گیاه، تثبیت بالای نیتروژن (4) ، منبع غذایی برای انسان، کنترل حشرات آبزی ناقل بیماریهای خطرناک (به دلیل ایجاد پوشش متراکم در سطح آب که مانع خروج این حشرات می‌گردد). در داروسازی جهت ساخت داروهای آنتی بیوتیک، افزایش مواد آلی خاک و بهبود ساختمان و ترکیب شیمیایی خاک و . . . .  (3) و همچنین استفاده از آنها به عنوان گیاه آلایش زا و مورد توجه قرار گرفته است. (4)

ولی تاکنون مطالعاتی در زمینه اینکه مواد آلی گلوکز و لاکتوز تا چه میزان می توانند در رشد آزولا و عدسک آبی مؤثر واقع شوند یافت نشده است.

لذا در این تحقیق از دو گونه گیاهان آبزی شناور (لمنامینور و آزولا) به منظور حذف مواد آلی محلول در محیطهای کشت حاوی گلوگز و لاکتوز استفاده شده است.

فصل اول

کلیات

1-1- مواد آلی

مواد آلی موجود در آب می‌تواند از منابع گوناگونی چون گیاهان ، جانوران، فاضلاب های خانگی کاملاً تصفیه نشده و فاضلاب های صنعتی ناشی می‌شود.(13)

آبهای سطحی بیشتر از سایر منابع در معرض آلودگی می باشند. در پی بارندگی های کم و یا خصوصاً شدید که باعث حمل ذرات مختلف گیاهی، حیوانی و حتی صنعتی و سمی می‌شود آبها شدیداً آلوده می‌گردند. انسان خود با ریختن آبهای آلوده حاصل از زندگی روزمره و صنایع به جریانهای آب باعث آلودگی آنها می‌شود. اغلب آبهای زاید کارخانه های صنایع مختلف بدون توجه، رودخانه‌ها و دریاچه‌های مجاور آن ریخته می‌شوند.(15)

مواد آلی در آب از سه منبع سرچشمه میگیرند که عبارتند از: 1- تجزیه و تخریب مواد آلی طبیعی 2- فعالیتهای شهری تجاری و صنعتی)، کشاورزی و 3- واکنشهایی که به هنگام تصفیه و انتقال آب اتفاق می افتد. در این بین مورد اول دارای اهمیت بیشتری است که خود شامل: مواد هیومیک (Humic Substances) ، بقایای میکروارگانیسم‌ها، هیدروکربورهای آروماتیک و آلیفاتیک با منشأ نفتی و با وزنهای ملکولی بالا ، میباشد. با اینکه این مواد معمولا بی‌خطر می‌باشند، ولی در پاره‌ای از موارد نظیر  وجود متابولیتهای بدبوی حاصل از جلبکهای سبز- آبی، (مانند متیل ایزویورنیول (Methylisoborneol) مزاحم و دردسر آفرین هستند. تعداد معدودی از محصولات نفتی میتوانند دارای اثراث سوء بهداشتی باشند. مواد هیومیک نیز میتوانند بعنوان پیش سازها (precursors) در تشکیل تری هالومتان‌ها و دیگر مواد آلی هالوژنه در اثر اکسیده شدن، طی فرایند گندزدایی آب دارای نش مهمی باشند. (16)

آلاینده‌ های ناشی از فعالیتهای شهری و تجاری شامل مواد موجود در فاضلابهای خانگی، صنعتی، پساب های کشاورزی، سیلابهای شهری و نشت آبهای مناطق آلوده میباشد. اکثر مواد آلی شناخته شده در آب که دارای اثرات سوء بهداشتی هستند در این گروه قرار می یگرند. این مواد شامل آفت کشها (نظیر کلردان، کریوفوران)، حلالها (همچون تری کلروینزن و تتراکلرواتیلن)، مواد چربی‌زا از سطح فلزات (مانند تری کلرواتیین و تری کلرواتان) و مواد مورد استفاده در ساخت پلاستیک و مونومرها (نظیر ترکیبات بیفنل پلی کلرینه (PCBs) می‌باشند، (14)

بسیاری از مواد آلی در آب قابل حل بوده و در آبهای طبیعی ممکن است ناشی از منابع طبیعی یا در نتیجه فعالیتهای انسان باشند. اکثر مواد آلی طبیعی ، شکل از تولیدات ناشی از فساد مواد جامد آلی هستند در صورتیکه مواد آلی مصنوعی معمولاً منتج از تخلیه فاضلاب یا عملیات کشاورزی می باشند. (14)

مواد آلی محلول در آب معمولاً به دو دسته وسیع تقسیم می شوند:

مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی

مواد آلی غیر قبل تجزیه بیولوژیکی (دیرپا) (14)

1-1-1- اندازه‌‌گیری مواد آلی

مواد آلی غیر قابل تجزیه بیولوژیکی معمولاً به وسیله آزمایش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) اندازه‌گیری می شوند. همچنین ممکن است این مواد بوسیله آنالیز (TOC) تخمین زده شوند. (14)

1-2- گیاهان

گیاهان در هر تالاب مکان ویژه‌ای را به عنوان زیستگاه خویش انتخاب و اشغال می نمایند که میتواند از نظر مساحت و ساختار، همانند خود گونه‌های با یکدیگر تفاوتهای کلی داشته باشد. برخی از مهمترین گونه‌های گیاهان سبز آنچنان که کوکند که نمی‌توان بدون استفاده از میکروسکوپ آنها را مشاهده نمود و بعضی دیگر در سطح آب پراکنده و به سهولت دیده می‌شوند. اما کلیه آنها احتیاجات اولیه‌ای از نظر تأمین نور خورشید، آب ، دی اکسید کرن، اکسیژن و مواد معدنی داشته و این نیازها را بطرق مختلف حاصل می‌نمایند.

گیاهان ریشه‌دار، غوطه‌ور و یا شناور دارای برگ در سطح و یا غوطه‌ور در آب بوده (و یا هر دو )و جایگاه خاصی بر حسب اجتماعات خود اشتغال مینمایند و طبقه‌بندی خاصی را شامل می‌شوند. گیاهان آبزی ریشه‌دار در خدمت سخت پوستان، حشرات و ماهیها بوده و به این جانوران امکان دفع حمله دشمنان طبیعی را داده و به عنوان پناهگاهی جهت حفظ حیات آنها بشمار میروند. این گیاهان، مهیا کننده اکسیژن و مواد مغذی بوده و حتی پس از مرگ و عمل و تجزیه پذیری (بوسیله ارگانیسمهای تجزیه کننده) مواد غذایی برای موجودات دیگر فراهم می کند.

در نگرشی به نقش مهم و حیاتی این گیاهان در تلاب، اهمیت آنها افزایش بیشتری نشان می‌دهد بطور یکه تداوم زندگی حیاتی موجودات تالاب، سبب حضور بیشتر جانوران شده و به تجمع آنها بویژه پرندگان آبزی کمک می نماید. این گیاهان بدلیل فراهم نمودن غذای پرندگانی از خانواده مرغابیان، در حدی که هر گونه گیاهی مورد تغذیه یکی از آنان قرار میگیرد، از خطر نابود شدن مصون مانده و به نقش حیاتی خود ادامه میدهد. اما ازدیاد رویش‌های گیاهی در تالابها، آنها را همواره به عنوان مهمترین منبع اصلی مرگ این اکوسیستم‌ها مطرح نموده است بطوریکه طبق قرائن آشکار در مورد تالاب انزلی، یکی از علل پیری زودرس آن، افزایش فوق العاده کم و کیفی گیاهان آبزی است. این گیاهان زیستگاههای خاص خود داشته و در تطابق با محیط آبی، از نظر فیزیولوژیکی تفاوتهای بسیاری با دیگر گیاهان نشان میدهند. به نحوئی که املاح موجود در آب مورد تغذیه آنها قرار میگیرد. گیاهان آبزی (هیدورفیت) بر حسب قرار گرفتن در سواحل (از جهت آب به خشکی) از تقسیمات رویشی زیر پیروی می‌کنند: 1- گیاهان غوطه ور 2- گیاهان شناور  3- گیاهان از آب خارج شونده (حاشیه‌ای) 4- بوته‌ها و علفهای آبزی 5- درختان مانده‌ابی 6- جنگلهای نواحی مرطوب رویش گیاهان آبزی در تالاب ، امری طبیعی بشمار رفته و در حالت مخصوص شرایط تالایی، بعلت ورود رسوبات ریز دانه و مواد معلق در آب رودخانه سفید رود از شبکه آبیاری و شسته شدن کودهای حاصلخیز داخل مزارع در مواقع باران‌های شدید فصلی و وارد شدن این مواد با زهکشی طبیعی و شبکه آبیاری بداخل تالاب به رویش آنان توان بیشتری می‌دهد.

بر اساس تحقیقات و لادیمیراسکایا کارمند علمی اتحاد جماهیر شوروی در سال (1345)  1964 ، تعداد 19 گونه گیاهان آبی عمده در تالاب انزلی شناسایی گردیده است که ذیلاً به همراه تعدادی دیگر از گونه‌های گیاهی آبزی موجود معرفی میگردند.

1-2-1- گیاهان غوطه ور (با شاخ و برگ شناور ) Submerged plants

شامل کلیه گیاهان غوطه‌ور در آب است که بخش اعظم رویشی و تولید مثلی این گیاهان بحالت غوطه ور بوده و میتوان قلمرو آنها را مستقیماً به قلمروی (فراگماتیس) متصل دانست. این گیاهان عموماً در سطح آب گل میدهند بنحوی که در خارج از آب قرار میگیرد.

عمده‌ترین گیاهان از این نوع عبارتند از:

1- جلبک سبز آبزی                                            1- Cbara sp. (Stonewort)

2- جلبک سبز                                         2-Nitela Sp. (Stonewort)

3- گوشاب شانه‌ای                                              3- Potamogeton Pectinatus

4- والیس نریای پیچیده                                        4- Vallisneria spiralis

5- هیدری لاورتیسیلانا                               5- Hydrillaverticillata sct

(هزار برگ)

6- سراتوفیلوم شناور

6- Caeratophylum demersum (hornwor t)

7- میریوفیلوم (هزار برگ سنبله‌ای)

7- Myriophylum spicatum

8- ناجس مینور (پریوس کوچک)                                                8- Najas minor

1-2-2- گیاهان شناور             Floating plants

گیاهان شناور در اکثر نقاط تالاب به صورت پوشش یکپارچه‌ای سطح آب را پوشانده و شامل گیاهانی است که ریشه آنها در داخل آب قرار داشته و ساقه و برگها ، بویژه برگها و گل در خارج از آب ولی در تماس با آن یعنی به شکل شناور در سطح آب مشاهده میگردند. محل تجمع گیاهان شناور غالباً در سمت باد پناه و یا به طور کلی در قسمت های آرام آب میباشد.