وبلاگ

مخلوط­های دوتایی

محلول به ترکیب همگن دو یا چند ماده گفته می­‌شود منظور از ترکیب همگن این است که اجزای تشکیل دهنده مخلوط در یک فاز باشند و اجزاء آن قابل تفکیک از یکدیگر نیستند.. به­ طور معمول ماده­ای که به مقدار بیشتری در مخلوط موجود باشد، حلال نامیده می­ شود. حلال می ­تواند گاز، مایع و یا جامد باشد. به مواد دیگری که در محلول موجود هستند (به غیر از حلال) حل شونده می­گویند. حلال در هر فاز فیزیکی باشد، محلول هم در همان فاز خواهد بود. محلول­ها نقش بسیار مهمی در مطالعات علمی و تحقیقاتی دارند زیرا اکثر پدیده­های شیمیایی و بیوشیمیایی در فاز محلول انجام می­گیرد. سیستم های دوتایی از نقطه نظرهای متعددی حائز اهمیت می­باشند خواص شیمی فیزیکی مخلوط دوتایی از دو نقطه نظر نظری و عملی برای درک نظریه مایع اهمیت دارد ]1[. خواص ترمودینامیکی محلول­های مایع دوتایی اغلب براساس توابع اضافی هما­نند حجم مولار اضافی، آنتالپی اضافی و انرژی گیبس اضافی، مطرح می­شوند،­ مطالعه این خواص ترمودینامیکی و درجه انحراف آن از حالت ایده آل در درک طبیعت بر همکنش­های بین مولکولی میان دو محلول و همچنین به عنوان یک روش کمی و کیفی برای استنباط اطلاعات مربوط به ساختار مولکولی و نیروهای بین مولکولی بسیار مفید است [3,2].

از میان این خواص ترمودینامیکی، خواصی مانند چگالی، گرانروی، ضریب شکست، وخواص حجمی مرتبط با آن بیشتر مورد بررسی قرار می­گیرند زیرا این اطلاعات منعکس کننده رفتار واقعی حل شونده و میزان برهمکنش آن با حلال می­باشد که از این دانش می­توان در عملیات­های مهندسی مانند طراحی، کنترل و بهینه­سازی فرایندهای شیمیایی استفاده نمود [4].

اطلاعات چگالی، گرانروی مایعات خالص و مخلوط­ها به منظور اهداف نظری و عملی حائز اهمیت می‌باشند و از نظر کمی و کیفی در مطالعه جنبه­ های ترمودینامیک – انتقال مرتبط با جریان مایع و گرما مفید می­باشد [5].

سولفولان یک حلال آب­گریز دو قطبی، با فرمول مولکولی C4H8SO2 دارای جرم مولکولی 17/120 گرم بر مول می­باشد که به شکل مایع خالص بی­رنگ است اما در صنعت اغلب در رنگ زرد روشن به علت برهمکنش با هوا می باشد که که بطور وسیع در صنعت نفت برای

 بازیافت ترکیبات آروماتیک و دیگر ترکیبات آلی با روش استخراج مایع[1] بکار می­رود و همچنین در استخراج گاز  برای خالص­سازی و تصفیه بخار گاز طبیعی استفاده می­ شود و برای جزء جزء کردن اسید چرب به اجزای اشباع و غیر اشباع، به عنوان حلال واکنش برای تهیه  پیریدین، ایزوسیانات، تهیه دارو و همچنین فرایند پلیمریزاسیون کاربرد و اهمیت ویژه­ای دارد [7,6].

کلروبنزن، یک مولکول قطبی است و به عنوان یک ترکیب مهم در سینتیک شیمیایی، در فرایند دارویی و بیولوژیکی”ضد قارچ”، به عنوان ضدعفونی کننده و به طور گسترده­ای در تهیه حلال­های صنعتی به­کار می­رود [9,8].

برومو بنزن مایعی زرد رنگ با بویی معطر که یک هالو بنزن است و به عنوان یک ماده اولیه در ساخت فن سیکلیدین استفاده می­ شود و همچنین به عنوان حلال صنعتی و یک افزود­نی در روغن­های موتور به­کار می­رود و همچنین در تولید دارو کاربرد دارد [10].

نیترو بنزن، یک حلال دو قطبی چند منظوره است که برای تحقیقات سینیتیکی و الکتروشیمیایی به­کار می­رود که 95% آن در تهیه آنیلین مصرف می­ شود و همچنین در تهیه لاستیک ، آفت­کشها، مواد منفجره، دارو و همچنین به عنوان یک عطر ارزان قیمت در تهیه صابون و موارد بسیار دیگر کاربرد دارد ]13,11[

مروری بر پژوهش­های انجام شده

کریشنا و همکارانش[2] در سال 2009 چگالی، گرانروی، مخلوط­ های دوتایی از سولفولان با آمین آلیفاتیک را در دمای15/308 درجه کلوین و در فشار اتمسفر اندازه ­گیری کردند و توابع اضافی مربوطه را محاسبه و علامت و بزرگی این کمیت­ها را در عبارتی از پیوند هیدروژنی و برهمکنش­های دو قطبی دو قطبی بین ترکیبات به بحث گذاشته و مشاهده کردند که حجم مولار اضافی، محلول دو تایی منفی می­باشد که ناشی از برهمکنش­های دوقطبی دوقطبی قوی بین ترکیبات می­باشد [6].

مطالعات انجام شده توسط پات واری[3] و همکارانش بر روی خواص ترمودینامیکی مخلوط­های دوتایی شامل اندازه گیری چگالی، گرانروی و سرعت صوت مخلوط­های دوتایی سولفولان با ایزومرهای استات (اتیل استات، n پروپیل استات و n بوتیل استات) در دماهای مختلف است در این تحقیق توابع اضافی مربوطه محاسبه و داده­های تجربی با معادله ردلیچ کیستر ارتباط داده شده و اثرات ساختاری از جمله تغییرات طول زنجیر در میزان برهمکنش بین مولکولی به بحث گذاشته شد ]14[.

بعلاوه مطالعات صورت گرفته شده توسط شوکلا[4] و همکارانش بر روی خواص ترمودینامیکی مخلوط­های دوتایی شامل اندازه گیری چگالی، گرانروی مخلوط­های دوتایی از متانول باکلروبنزن، برومو بنزن در دما­های مختلف که در آن توابع اضافی مربوطه محاسبه و برهمکنش­های بین مولکولی و اثرات ساختاری تشریح گردیدکه بر اساس آن این نتیجه حاصل شد مقادیر منفی حجم مولار اضافی مشاهده شده نشان دهنده برهمکنش دوقطبی دوقطبی قوی بین ترکیبات می­باشد [15].

در پژوهشی دیگر چگالی، گرانروی مخلوط­های دوتایی 2- اکتانول با برومو بنزن و کلرو بنزن در دما­های مختلف توسط باهاتیا[5] و همکارانش اندازه گیری شده است و توابع اضافی مربوطه تعیین و این نتیجه حاصل شد که مقادیر مثبت حجم مولار اضافی نا­شی از برهمکنش بین مولکولی ضعیف بین 2 -اکتانول و ترکیبات آروماتیک می­باشد [16].

گیاهان منبع غنی از ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی هستند که از مهمترین آنتی­اکسیدان­های طبیعی به شمار می­آیند. آنتی­اکسیدان­های موجود در رژیم غذایی به لحاظ محافظت بدن در مقابل استرس اکسیداتیو و حفظ سلامت حائز اهمیت هستند. در این تحقیق به بررسی تأثیر متیل جاسمونات بر محتوای فنلی و فلاونوئیدی و همچنین اثر آنتی­اکسیدانی و ضدرادیکالی گیاه نعنا فلفلی پرداخته می­ شود .

روش تحقیق: در این مطالعه نمونه­های گیاه نعنا  فلفلی به مدت 7 هفته نگهداری شده و سپس با محرک رشد متیل جاسمونات 50 و 100 میکرو مولار مورد تیمار قرار گرفته­اند. در ادامه میزان محتوای تام فنلی و فلاونوئیدی عصاره متانولی گیاه به روش اسپکتروفتومتری تعیین شده و در نهایت فعالیت آنتی­اکسیدانی عصاره گیاه در غلظت­های مختلف با بهره گرفتن از روش مهار رادیکال آزاد 2 و2 دی فنیل 1-پیکریل هیدرازیل DPPH)) اندازه ­گیری شد. تجزیه و تحلیل داده ­ها با نرم افزار SPSS نسخه 16 و روش آزمون آنالیز واریانس انجام شد.

یافته ها: نتایج بدست آمده نشان داد که میزان اسانس حاصل با افزایش غلظت تیمار بیشتر شده و در نمونه تیمار 100 میکرو مولارافزایش چشمگیر­تر بود. وهمچنین برای گروه­های شاهد با آب، شاهد با الکل، تیمار 50 میکرو مولارو تیمار 100 میکرو مولار محتوای تام ترکیبات فنلی عصاره متانولی گیاه برحسب میلی گرم­های گالیک اسید بر گرم نمونه به صورت  05/216،  75/224، 45/304 و 45/433 و محتوای تام ترکیبات فلاونوئیدی عصاره متانولی گیاه برحسب میلی گرمهای روتین به گرم نمونه به ترتیب 29/13، 84/13، 99/14 و 46/19میانگین غلظت عصاره در مهار 50 درصد IC50))± Std error به ترتیب 73/1±41/81 ، 46/1±05/77 ،11/2±81/64 و 55/0±13/58 حاصل گردید.

    نتیجه ­گیری: این نتایج نشان می­ دهند که محتوای تام فنلی وفلاونوئیدی و نیز قدرت عصاره گیاه در مهار رادیکال DPPH)) افزایش یافته

 است. بنابراین می­توان با در نظر گرفتن دیگر جنبه­ های سلامتی و زیست محیطی از متیل جاسمونات هنگام کشت گیاه نعنا فلفلی استفاده نمود.

کلید واژه ­ها: متیل جاسمونات، نعنا فلفلی، محتوای فنلی، محتوای فلاونوئیدی، اثر آنتی­اکسیدانی

فصل اول

کلیات

1-1 پیشگفتار

پیوند انسان با گیاهان همواره با رمز و رازهایی ناشناخته همراه بوده و همیشه انسان سعی نموده تا با بهره گرفتن از اطلاعات پیشینیان و تجربیات علمی وعملی خود رازهای دنیای اسرار آمیز گیاهان راکشف کند. از دوران کهن استفاده از گیاهان دارویی برای درمان بیماریها معمول بوده است و علم شناسایی و استفاده از گیاهان دارویی به قدمت عمر انسان می­رسد. انسان اولیه پس از ابتلا به بیماری در تلاش برای بهبود از محیط اطراف خود مدد می­جسته است و اولین وسیله­ای که به آن متوسل می­شده گیاهان بوده است. این امر سبب شد که در طی زمان های طولانی به طور تصادفی گیاهانی با اثرات درمانی جالب توجه کشف شوند.

پیشرفت سریع علوم مثل شیمی از یک طرف و ازیاد جمعیت و کمبود منابع طبیعی باعث گردید که از مصرف داروهای گیاهی کاسته شده و ترکیبات شیمیایی جدید جایگزین شود اما عوارضی جانبی اکثر داروهای شیمیایی سبب گردید تا دانشمندان دوباره به داروهای گیاهی روی آورند.

1-2 اهمیت موضوع

گیاهان گروه بزرگی از ترکبیات آلی به نام متابولیت­های ثانویه را تولید می­ کنند که توسط انسان به عنوان یک ترکیب دارویی مصرف می­شوند طبق برآوردهای صورت گرفته در سالهای اخیر توجه بازار جهانی به داروهای گیاهی که شامل گیاهان دارویی و فراورده­های آنهاست رو به افزایش بوده است. با توجه به این که بخش اعظم بازارهای گیاهان دارویی دنیا به تولید و عرضه متابولیت­های ثانویه مشتق از این گیاهان مربوط می­ شود لذا متابولیت­های ثانویه­ی گیاهان از ارزش اقتصادی و همچنین ارزش افزوده بسیار بالایی برخوردار هستند و سنتز

شیمیایی این متابولیت­ها معمولاً پیچیده و پرهزینه است. بنابراین تولید متابولیت­ها به روش های مختلف زیست فناوری از جهت کشت سلولی گیاه یا راه جایگزین مناسب استفاده از الیسیتورهای افزایش دهنده متابولیت ثانویه گیاه نقش بسیار مهّمی برعهده دارد. (91و119)همچنین در راستای حذف ویا کاهش ترکیبات شیمیایی وسنتزی در مواد غذایی تحقیقات زیادی برای جایگزین کردن مواد طبیعی به جای ترکیبات شیمیایی انجام شده است. در همین زمینه تلاش­ های زیادی در یافتن آنتی اکسیدان­های طبیعی از منابع گیاهی صورت گرفته است، چون آنتی اکسیدان­های صنعتی که برای به تاخیر انداختن اکسیداسیون چربی­ها استفاده می­ شود، به دلیل اثرات بد تغذیه­ای و سرطان­زا بودن این ترکیبات استفاده از آنتی­اکسیدان­ها طبیعی مورد توّجه محققین قرار گرفته است.(33و52)

:

امروزه نفت و مشتقات آن تقریباً 37 درصد مصرف انرژی جهان و 90 درصد سوخت وسایل حمل و نقل بزرگراه ها مانند (اتومبیل ها، اتوبوس ها و کامیون ها) و سیستم های حمل و نقل غیر جاده ای مانند( قطارها، کشتی ها و تجهیزات کشاورزی) را تامین می کنند. با این وجود این سیستم ها سبب انتشار ذرات آلاینده[1] و همچنین انتشار گازهای آلاینده ای چون SOx و NOx می گردند که معضلات زیست محیطی را به همراه دارند. گوگرد یکی از آلودگی های اصلی در نفت و فرآورده های آن مخصوصاً دیزل و یا گازوئیل به شمار می رود که سبب ایجاد آلاینده های جامد دوده و آلاینده ی گازی SOx به هنگام احتراق می گردد. دوده عامل اصلی دود و بخارات سیاه رنگ و مضر خروجی از اگزوز است که سهم عظیمی در آلودگی هوا دارد. همچنین حضور مقادیر اندکی گوگرد در سوخت موتورها منجر به از کار افتادن و غیر فعال شدن مبدل های کاتالیستی شده و کارایی و توانایی آن ها را در اکسید کردن ترکیبات مضری چون مونواکسید کربن، هیدروکربن ها و مواد آلی فرار کاهش می دهد. در همین راستا به منظور کاهش اثرات زیان بار این آلاینده ها، قوانین و مقررات زیست محیطی در بسیاری از کشورهای جهان برای کاهش میزان گوگرد فرآورده های نفتی مخصوصاً دیزل و گازوئیل و تبدیل آن ها به فرآورده های با مقدار گوگرد بسیار پایین[2] ( برای مثال ppm15- 10  در مورد گازوئیل)وضع شده و هر روز سخت گیرانه تر نیز می گردد ]1[
به منظور کاستن از میزان انتشار ذرات معلق (دوده) و اکسیدهای گوگرد سازمان های بین المللی مقرراتی به منظور محدود نمودن میزان گوگرد موجود در سوخت دیزل وضع نمودند. در نوامبر سال 1990آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا[3]  (US-EPA) تمامی وسایل نقلیه موتوری را که از سوخت های دیزلی استفاده می کردند را موظف نمود تا از اکتبر سال 1993 سوخت دیزل با میزان حداکثر گوگرد ppmW 500 را استفاده نمایند که به سوخت دیزل با گوگرد پایین[4] (LSD) شناخته می شود. درژانویه سال 2001 ، این شرایط به صورت سخت گیرانه تری اعلام گردید. در اوایل ژوئن سال 2006  سازمان بین المللی ،پالایشگاه ها را موظف نموده اند تا میزان گوگرد سوخت وسایل نقلیه موتوری را  تا حد ppmW 15  کاهش دهند که به سوخت دیزل با گوگرد بسیار پایین (ULSD) شناخته می شود. در اوایل دسامبر سال 2010 ، تمامی سوخت های دیزل مورد استفاده در بزرگراه ها می بایستی از نوع ULSD باشد. نوع دیگری از سوخت دیزل در سامانه حمل و نقل غیر جاده ای، ریلی و دریایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. پیش از سال 2004 محدودیت خاصی توسط EPA برای

 میزان گوگرد در سوخت دیزل غیر جاده ای وضع نشده بود. البته کاربردهای صنعتی این نوع دیزل مستثنی گردیده بود و محدودیتی تا سقف 5/0 درصدppmW) 5000(درنظر گرفته شده بود.در ژوئن سال  2004، EPA استانداردهای جدیدی را برای این سوخت دیزل وضع نمود. فرایند دو مرحله ای جهت کاستن از میزان گوگرد برای سوخت دیزل غیر جاده ای به صورت زیر وضع گردید:

الف) تا سقف ppmW 500 از ژوئن سال 2007
ب)تا سقفppmW  15از ژوئن سال 2010
به طور مشابه میزان گوگرد برای سوخت های مصرفی در سامانه های ریلی و دریایی به سقف ppmW 500از تاریخ ژوئن 2007محدود گردید و این در حالی است که این میزان برای تاریخ ژوئن 2012 در سقف  ppmW 15تعیین گردیده است.[1]
نفت کوره اساساً در کشتی ها و نیروگاه ها برای تولید برق و همچنین در برخی از سازه های صنعتی و تجاری برای
ایجاد گرما و دیگر مقاصد فرایندی استفاده می گردد. با توجه به کاربردهای خاص نفت کوره خصوصیات آن عموماً بر

جدول(1-1)استانداردهای میزان گوگرد برای سوخت دیزل (U.S.EPA,2004 )
پایه مشخصات فنی و نه مسائل محیط زیستی تعیین می گردد.در ایالات متحده آمریکا، هیچ محدودیتی برای میزان گوگرد در نفت سنگین یا نفت کوره برای کاربردهای غیرجاده ای خشکی از قبیل واحدهای تولید برق که از سوخت های فسیلی برای تولید برق استفاده می کنند، وجود ندارد. در عوض برای انتشار دی اکسید گوگرد توسط آژانس حافظت از محیط زیست قوانینی وضع گردید.از آن جایی که کاربرد دیگر نفت کوره در ناوگان حمل و نقل دریایی است، از این رو قوانین و مقرراتی بوسیله کمیته حفاظت ازمحیط زیست دریایی1   (MEPC) وابسته به سازمان ناوگان بین المللی2 (IMO) وضع گردید که به طور کلی برای نفت کورهقابل اجراست.
پروتکل سال 1997 (MARPOL* Annex VI) قوانین برای جلوگیری از آلودگی هوا  ناشی از کشتی ها اولین توافقنامه بین المللی است که میزان گوگرد محتوی در سوخت های نفتی از جمله نفت کوره را به مقدار 5/4 درصد وزنی محدود می کند. میزان گوگرد محتوی در سوخت های نفتی در مناطق کنترل انتشار گوگرد SECA) ها( باید کمتر از5/1 درصد وزنی باشد. قوانین SECA ها تنها در دریای بالتیک (لازم الاجرا در سال 2991 )، دریای شمال و کانال انگلیس (لازم الاجرا در سال 2007 ) به اجرا در آمد. پروتکل از 19 مه سال 2005 فعال است ( MEPC,1997). MARPOL Annex 13 ، که به عنوان نسخه ویرایش شده   MARPOL Annex VI  نیز شناخته می شود، در دهم اکتبر سال2008 پذیرفته گردید.

:

کربن ( واژه لاتین  carbo به معنی زغال چوب) بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده‌ است و در ساخت ترکیبات مهم شیمیایی بسیاری شرکت دارد تا آنجا که می‌دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت. پیوند کوالانسی هر اتم کربن با انواع دیگر اتم ها یا اتم های کربن دیگر، ساختارهای نامحدود و بسیار متنوع را ایجاد می نماید از این رو ده ها میلیون ترکیب کربنی که برای جهان شناخته شده‌است در جهان هستی وجود دارد که هزاران نوع آنها در فرایندهای حیاتی و واکنشهای آلی و بسیار مهم اقتصادی، نقش دارند. .ﻛﺮﺑﻦ ﭼﻬﺎرﻣﻴﻦ ﻋﻨﺼﺮ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ از ﻧﻈﺮ ﻓﺮاواﻧﻲ در ﺟﻬﺎن ﺑﻌﺪ از ﻫﻴﺪروژن، ﻫﻠﻴﻮم و اﻛﺴﻴﮋن به شمار میرود و تا کنون هشت آلوتروپ آن شناخته شده است.(1) اوربیتال های کربن طبق الگوی 2s2 2p2 1s2پر شده  و دارای چهار اوربیتال خالی و چهار الکترون آزاد می باشد که امکان

 تشکیل چهار پیوند را برای این اتم‏ها مهیا می‏ سازد. پیوندهایی که این اتم‏ها تشکیل می ‏دهند، در ترکیبات گوناگون به شکل های متفاوتی دیده می‏شود و بنابراین خواص متفاوتی نیز ایجاد می‏ کند شکل 1-1

شکل1-1: نمودار فازی کربن

آلوتروپ گرافن ورقه ای دو بعدی (d2) از اتم های کربن در یک پیکربندی شش ضلعی (لانه زنبوری) می باشد که اتم ها با هیبرید sP2 به هم متصل شده اند.گرافن جدید ترین عضو خانواده مواد کربنی گرافیتی چند بعدی می باشد. صفحات گرافن با کنار هم قرار گرفتن اتم‏های کربن تشکیل می‏شوند. در یک صفحه گرافن، هر اتم کربن با ۳ اتم کربن دیگر پیوند داده است. این سه پیوند در یک صفحه قرار دارند و زوایای بین آن‏ها با یکدیگر مساوی و برابر ۱۲۰ درجه است. در این حالت، اتم‏های کربن در وضعیتی قرار می‏گیرند که شبکه‏‌ای از شش ضلعی‏های منتظم را در حالت ایده آل ایجاد می‏کنند. طول پیوند کربن-کربن در گرافن در حدود ۱۴۲نانومتر است. ﺷﻬﺮت ﮔﺮاﻓﻦ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ وﻳﮋﮔﻴﻬﺎی ﻣﻨﺤﺼﺮ به فرد آن اﺳﺖ ﭼﺮا ﻛﻪ اوﻟﻴﻦ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻳﻚ ﺑﻠﻮر دو ﺑﻌﺪی اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﻟﺤﺎظ ﺗﺮﻣﻮدﻳﻨﺎﻣﻴﻜﻲ ﺧﻮاص ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﻮاد ﺳﻪ ﺑﻌﺪی دارد .ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﭘﺲ از اﺻﻼح ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ آن، ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ به عنوان ﻳﻚ ﻣﻮﻟﻜﻮل ﺑﺰرگ در زﻣﻴﻨﻪ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻚ، ﻣﻮاد ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ و ﺳﺎﻳﺮ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﻣﻴﺎن رﺷﺘﻪ ای ﺑﻪ ﻛﺎر ﺑﺮده ﺷﻮد.(2) شکل ۲-۱

شکل 2-1:ساختار اتمی صفحه گرافن؛در این شکل اتم‏ های کربن با نقاط سیاه و پیوندها با نقطه چین نمایش داده شده‏ اند

ابداع و استفاده از روش­های اکسایش پیشرفته تحول عظیمی را در حذف آلاینده‌های محیط زیست بوجود آورده است، چنانچه فعالیت­های علمی و صنعتی انجام شده در این زمینه و تلاش برای كارآمدتر كردن این روش بیانگر این موضوع خواهد بود و مطالعه در مورد استفاده از این فرایندها می ­تواند گامی موثر در این نوآوری­ها باشد.

آب

آب مهم­ترین منبع طبیعی در جهان است به طوریكه بدون آن حیات نمی‌تواند وجود داشته باشد و اكثر صنایع نیز قادر به ادامه كار نیستند، با توجه به اینكه وجود منابع مطمئن و ایمن آب، از شرایط ضروری تشكیل یک جامعه پایدار است، آب به عنوان یک منبع طبیعی، نیازمند مدیریت و نگهداری دقیق می‌باشد كه باید در سطح جهانی به رسمیت شناخته شود با وجود اینكه طبیعت، در اغلب موارد قابلیت زیادی برای جبران لطمات زیست محیطی دارد اما افزایش نیاز به منابع آب این ضرورت را پیش می‌آورد كه با به كارگیری علوم مربوطه، در چرخه آب، از كیفیت و كمیت آن نگهداری و مراقبت گردد.

عملیات تصفیه و آماده‌سازی در مورد آب بستگی به محل مصرف آن دارد. بعلاوه امروزه، تصفیه پساب حاصل شده در صنعت یكی از موضوعات قابل توجه زیست محیطی به شمار می­رود. مناسب­ترین پساب در هر صنعت آن است كه هزینه تصفیه آن كمتر از مخارج آثار عواقب زیان­بخش ناخالصی‌های آن باشد [1].

به نظر می‌رسد كه تقسیم پساب­ها بر اساس منشأ تولید، ممكن است كمك موثری در جهت تقسیم‌بندی آن­ها باشد كه دارای ماهیت متفاوتی هستند. تقسیم‌بندی مزبور را می­توان به این صورت ارائه نمود  فاضلاب­های خانگی، فاضلاب­های شهری (مجموع فاضلاب­های خانگی، تجاری و تولیدی­ها)، فاضلاب­های سطحی، فاضلاب­های صنعتی، مخلوط فاضلاب­ها، آب­های خنك كننده، آب­های آلوده معادن و شیرابه‌های محل­های دفن زباله[2].

آلودگی آب

تمام آبهای طبیعی حاوی انواع آلودگی‌هایی هستند كه از فرایندهای فرسایش، شستشو و هوا­زدگی ناشی می‌شوند. به این آلودگی‌های طبیعی، آلاینده‌های دیگری كه ناشی از تخلیه فاضلابهای خانگی و صنعتی است نیز اضافه می‌گردد. آلاینده‌های آب انواع مختلفی دارند: آلاینده‌های غیرمقاوم شامل اکثر مواد آلی، بعضی مواد معدنی و برخی میكرو­ارگانیسم ها هستند كه توسط فرایندهای خودپالایی طبیعی تجزیه می‌شوند بطوریكه غلظت آنها با زمان كاهش می‌یابد. سرعت تجزیه این مواد تابعی از نوع آلاینده، كیفیت آب پذیرنده، دما و دیگر عوامل زیست محیطی است. بسیاری از مواد معدنی و برخی از مواد آلی تحت تأثیر فرایندهای تصفیه طبیعی قرار نمی‌گیرند، بطوریكه غلظت این آلاینده‌های مقاوم تنها با رقیق شدن كاهش می‌یابد]3[. علاوه بر طبقه بندی آلاینده‌ها به مقاوم و غیرمقاوم، خصوصیات زیر نیز باید در مورد انواع آلاینده‌ها در نظر گرفته شود:

1- مواد سمی كه مانع فعالیتهای بیولوژیكی در آب می‌شوند. منشاء این مواد از پساب های صنعتی است و شامل موارد زیر می‌باشد:

فلزات سنگین موجود در پساب واحدهای آبكاری، آفت كش‌ها و حشره‌كش‌ها، پساب كارخانجات نساجی، صنایع رنگرزی و غیره.

2- موادی كه بر مقدار اكسیژن آب اثر می‌گذارند:

الف- موادی كه اكسیژن آب را مصرف می‌كنند: شامل مواد آلی كه به صورت بیوشیمیایی اكسید می‌شوند و یا مواد معدنی احیاء كننده.

ب- موادی كه در فصل مشترك هوا- آب مانع انتقال اكسیژن  می‌شوند. به عنوان نمونه روغنها، شوینده‌ها و انواع رنگها می‌توانند با تشكیل لایه‌ای بر روی آب، سرعت انتقال اكسیژن را كاهش دهند و تأثیر مواد مصرف كننده­ی اكسیژن را تشدید نمایند.

ج- آلودگی حرارتی: غلظت اكسیژن محلول در آب با افزایش دما كاهش می‌یابد.

3- مواد معلق یا جامدات حل شده در غلظت های بالا باعث بروز مشكلاتی می‌شوند. به عنوان مثال، خاك رس با كشیدن پوششی بر بستر جریان از رشد خوراك ماهی ها جلوگیری می‌كند ] 6-4[.