وبلاگ

1-1- پیشگفتار ……………………………………………

 

2

 

 

1-2- معرفی کادمیوم ………………………………………………

 

3

 

 

1-2-1- خواص فیزیکی کادمیوم …………………………………

 

3

 

 

1-2-2- کاربردهای کادمیوم …………………………………………..

 

4

 

 

1-2-3- منابع آلوده­کننده آب ………………………………………….

 

4

 

 

1-2-4- مواجهه انسان با آلودگی کادمیوم ………………………………………………………………….

 

5

 

 

1-2-5- اثرات کادمیوم بر روی سلامتی ……………………………

 

7

 

 

1-3- کربنات کلسیم ……………………………………………………………

 

8

 

 

1-3-1- شکل­های کریستالی کربنات کلسیم ……………………

 

9

 

 

1-4- کریستالیزاسیون …………………………………………………….

 

15

 

 

1-4-1- فوق اشباعیت ………………………………………………..

 

15

 

 

1-4-2- مکانیسم تشکیل بلور ……………………………………..

 

18

 

 

1-4-3- مکانیسم رشد بلور ……………………………………………

 

21

 

 

1-4-4- عوامل تجربی تعیین کننده اندازه ذرات …………………………………….

 

22

 

 

1-4-5- اثر اختلاط بر فرایند تبلور ……………………………………………….

 

23

 

 

1-4-6- ترسیب ……………………………………………………………………….

 

24

 

 

1-4-7-  صاف کردن و شستشوی رسوب ……………………………………….

 

25

 

 

 

 

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته

 

 

 

عنوان   

 

صفحه

 

 

 

 

2-1- پیشگفتار ……………………………………………………

 

27

 

 

2-2- تکنیک­های حذف کادمیوم …………………………………….

 

28

 

 

2-2-1- روش­های شیمیایی …………………………………….

 

28

 

 

2-2-2- همرسوبی ……………………………………………………

 

34

 

 

2-2-3- تکنیک جداسازی غشا ………………………………………..

 

37

 

 

2-2-4- تکنیک تبادل یونی ……………………………………..

 

39

 

 

2-2-5- تکنیک استخراج با حلال ………………………………………………

 

43

 

 

2-2-6- تکنیک جذب ……………………………………………………………..

 

62

 

 

2-3- نتایج ……………………………………………………………………..

 

80

 

 

 

 

فصل سوم: آزمایشگاهی

 

 

 

3-1- شرح دستگاه آزمایش …………………………………………..

 

84

 

 

3-2- روش تهیه محلول­های آزمایش ………………………………………..

 

87

 

 

3-3- روش آزمایش ………………………………………….

 

87

 

 

3-4- دستگاه­های آنالیز استفاده شده در آزمایشات …………………………………………………………..

 

90

 

 

3-4-1- دستگاه جذب اتمی …………………………………………………

 

90

 

 

3-4-2-  میکروسکوپ الکترونی روبشی …………………….

 

93

 

 

3-4-3- طیف سنج پراش اشعه ایکس ………………………………..

 

94

 

 

 

 

فصل چهارم: بحث و نتیجه­ گیری

 

 

 

4-1- تاثیر pH ………………………………………………………

 

97

 

 

4-2- تاثیر شدت جریان تزریق ………………………………………

 

99

 

 

4-3- تاثیر شدت همزدن ………………………………………………………………….

 

100

 

 

4-4- تاثیر غلظت واکنشگرها …………………………………………….

 

101

 

 

4-5- تاثیر غلظت اولیه کادمیوم …………………………………………

 

102

 

 

4-6- تاثیر دما ……………………………………………………

 

103

 

 

4-7- تاثیر جابجایی واکنشگرها ……………………………………………..

 

 

 

105

 

 

عنوان   

 

صفحه

 

 

 

 

4-8- تاثیر حضور و عدم حضور دانه­ های اولیه ……………………………………………………………………

 

106

 

 

4-9- اثر افزایش کربنات آمونیوم به جای کربنات سدیم …………………………………………………..

 

107

 

 

4-10- اثر استفاده از پساب یک واحد صنعتی …………………………………………………………………..

 

108

 

 

4-11- تعیین مکانیسم همرسوبی …………………………………………….

 

109

 

 

4-12- ضریب توزیع …………………………………………………….

 

110

 

 

4-13- سختی آب ………………………………………………………………..

 

112

 

 

4-14- حذف کادمیوم از نمونه واقعی ……………………………….

 

113

 

 

4-15- عکس­برداری SEM ………………………………………………

 

114

 

 

4-16- آنالیز XRD ………………………………………………………..

 

117

 

 

4-17- درصد خطا آزمایش­ها ………………………………………..

 

119

 

 

 

 

فصل پنجم: نتیجه ­گیری و پیشنهادات

 

 

 

5-1- نتیجه ­گیری کلی ………………………………………………………………

 

121

 

 

5-2- پیشنهادات …………………………………………………………………

 

123

 

 

 

 

فهرست منابع و مآخذ

 

 

 

منابع فارسی ……………………………………………………………..

 

124

 

 

منابع انگلیسی ………………………………………………………..

 

125

 

– پیشگفتار
حفاظت از محیط زیست که نسل امروز و نسل­های آینده باید در آن حیات اجتماعی رو به رشد داشته باشند یک وظیفه عمومی تلقی می­گردد. انواعی از آلودگی­ها در آب خروجی از کارخانه­ها، نیروگاه­ها و پالایشگاه­ها وجود دارد. به همین دلیل باید نسبت به سیستم­های آبی، انواع منابع آلوده­کننده، اثرات آلودگی، روش­های دفع آلودگی و روش­های پیشگیری از آلودگی اطلاع کافی در دسترس جامعه باشد (Manahan, 2004).
امروزه آلودگی آب­های طبیعی با فلزات سنگین اثرات بالقوه سمی بر موجودات زنده می­گذارد. شهرنشینی و توسعه کشت و صنعت منجر به آلودگی آب با فلزات سنگین می­ شود (Ghaedi et al., 2010; Silva et al., 2009).
چگالی فلزات سنگین بیشتر از 5 گرم بر سانتی­متر مکعب یا 5 برابر چگالی آب است. برای مثال چگالی کادمیوم 7/8 گرم بر سانتی­متر مکعب می­باشد در حالی که چگالی کلسیم و باریم به ترتیب 55/1 و 6/2 گرم بر سانتی­متر مکعب­ است. محدودیت منابع آبی، کمبود بارندگی، خطر بحران کم آبی و اهمیت بازیابی مجدد آب از یک سو و افزایش آلودگی آب­های سطحی و زیرزمینی به وسیله فلزات سنگین از سوی دیگر، یافتن راه حل­های قابل قبول زیست محیطی را در جهت حذف این مواد از منابع آبی ضروری می­سازد (Mohammad and Shashi, 2001).
کادمیوم برای انسان مضر است و به اندام­هایی مثل کلیه­ها، کبد و ریه­ها آسیب می­رساند (Pourreza and Ghanemi, 2010). پساب­های صنعتی مهم‌ترین منابع آلوده­کننده­ محیط زیست هستند، به عنوان مثال باتری­ها، رنگ‌دانه‌ها، پوشش فلزات، پلاستیک، کودهای شیمیایی و خالص­سازی سنگ معدن روی، سرب یا مس از جمله آلوده­کننده­ های محیط زیست است (Chamjangali et al., 2010).
1-2- معرفی کادمیوم
کادمیوم فلزی با عدد اتمی 48، عدد جرمی 41/112، حالت اکسیداسیون 2+ و از نظر شیمیایی شبیه به فلز روی (Zn) است (WHO, 2011). کادمیوم معمولا در محیط زیست به صورت خالص وجود ندارد بلکه به صورت یک ماده معدنی در ترکیب با سایر عناصر مانند اکسیژن (اکسید کادمیوم)، کلر (کلرید کادمیوم) و گوگرد (سولفید کادمیوم و سولفات کادمیوم) وجود دارد. کادمیوم اغلب در طبیعت به صورت کمپلکس­های اکسیدی، سولفیدی و کربناتی در سنگ­های معدن مس، سرب و روی وجود دارد. ترکیبات کلریدی و سولفیدی کادمیوم به راحتی در آب حل می­شوند. شناسایی نوع ترکیب کادمیوم برای پیشگیری از خطر ابتلا به عوارض نامطلوب بهداشتی حائز اهمیت است (Taylor et al., 1999).
1-2-1- خواص فیزیکی کادمیوم
کادمیوم فلزی سفید رنگ و نرم با دانسیته­ی 64/8 گرم بر سانتی­متر مکعب، نقطه­ی ذوب 9/320 درجه سانتی ­گراد، نقطه­­ی جوش 765 درجه سانتی ­گراد در فشار 100 کیلو پاسکال و محلول در اسید نیتریک رقیق و اسید سولفوریک غلیظ است .(WHO, 2011)
1-2-2- کاربردهای کادمیوم
فلز کادمیوم بیشتر به عنوان ضد زنگ و آبکاری فولاد به کار می­رود. سولفید کادمیوم (CdS) و سلمید کادمیوم (CdSe) به عنوان رنگینه در پلاستیک مورد استفاده قرار می­گیرد. ترکیبات کادمیوم در باتری­های الکتریکی، ترکیبات الکترونیکی و راکتورهای هسته­ای نیز کاربرد دارد (WHO, 2011).
1-2-3- منابع آلوده­کننده­ آب
آب آشامیدنی آبی است که ویژگی­های فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و رادیواکتیو آن در حدی باشد که مصرف آن جهت آشامیدن عارضه سوئی در کوتاه مدت یا دراز مدت برای سلامت انسان ایجاد نکند (موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، 1388(. آلودگی آب عبارت است از تغییر مواد محلول یا معلق، تغییر درجه حرارت و دیگر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی در حدی که برای مصرف آب مقرر شده است غیر مفید سازد (ماده 1 آیین نامه جلوگیری از آلودگی آب، 1373(. منابع مستقیم کادمیوم موجود در آب عبارتند از فاضلاب­ها، ذرات معلق موجود در هوا و منابع غیر مستقیم عبارتند از شستشوی کانی­هایی که در اثر هوازدگی به وجود آمده­اند، لجن فاضلاب­ها، محل­های تخلیه مواد زائد همراه آب­های زیر زمینی و سطحی (Merian, 1991).
کودهای شیمیایی تولید شده از سنگ‌های فسفات یک منبع مهم پخش کننده­ آلودگی کادمیوم به شمار می­رود. حلالیت کادمیوم در آب تا حد زیادی به اسیدی بودن محلول بستگی دارد و با افزایش خاصیت اسیدی آب، ترکیبات کادمیوم به شکل رسوب و معلق در آب به راحتی حل می­شوند .(WHO, 2011)