فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 75 (پاییز 1389)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 75 (پاییز 1389)

  • 120 صفحه، بهای روی جلد: 10,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1389/08/10
  • تعداد عناوین: 13
|
  • مقالات علمی
  • عباس علیزاده شوشتری، محمد مهدی امین، رامین نبی زاده نودهی، نعمت الله جعفرزاده، محمد قاسمیان صفحه 2
    هدف از این مطالعه، تعیین کارایی فرایند بستر لجن بی هوازی با جریان رو به بالا در تصفیه شیرابه زباله شهری اهواز، تحت شرایط گرمسیری بود. به این منظور، راکتور UASB در مقیاس پایلوت به حجم 30 لیتر، با استفاده از لجن بی هوازی صنایع نیشکر بذردهی شده و توسط شیرابه رقیق شده زباله شهری تغذیه گردید. طی مدت 230 روز، میزان بارگذاری آلی راکتور ازg COD/L.d 58/0 به g COD/L.d 15 رسانده شد. بالاترین میزان حذف COD در بارگذاری آلی COD/L.d g12 و به میزان 87 درصد به دست آمد. دمای راکتور در مدت زمان تحقیق بین 34 تا 39 درجه سلسیوس نگهداری شد. بالاترین دمای راکتور 39 درجه سلسیوس بود که تحت تاثیر دمای هوای محیط اطراف در راکتور ایجاد شد. همچنین بالاترین میزان حذف COD در بالاترین دمای راکتور یعنی 37 تا 39 درجه سلسیوس حاصل گردید. میانگین دمای شهر اهواز در 7 تا 8 ماه از سال 40 درجه سلسیوس است. با توجه به این شرایط آب و هوایی، برای تصفیه شیرابه زباله شهری اهواز، استفاده از راکتور UASB به دلیل توانایی در دریافت و تصفیه بارهای آلی زیاد و دستیابی به راندمان بالای حذف COD (87 درصد) مناسب و مؤثر است. لازم به ذکر است که در این روش برای رساندن میزان COD پساب خروجی به حد استانداردهای تعیین شده، لازم است از یک فرایند هوازی پس از راکتور UASB استفاده شود.
    کلیدواژگان: شیرابه زباله شهری، راکتور UASB، تصفیه بی هوازی، شرایط گرمسیری، اهواز
  • مجید کرمانی، بیژن بینا، حسین موحدیان، محمد مهدی امین، مهناز نیک آیین صفحه 9
    در این تحقیق، کارایی فرایند بیوفیلمی با بستر متحرک به منظور تصفیه بیولوژیکی فاضلابهای حاوی مواد مغذی بررسی شد. فرایند مذکور به صورت چهار راکتور جداگانه بی هوازی، آنوکسیک و هوازی ساخته شد که به صورت سری راهبری شدند. از بیوراکتورها به صورت پیوسته و در بارگذاری های مختلف ازت و فسفر و زمان های ماند هیدرولیکی مختلف بهره برداری شد. در ادامه برای مدل سازی بیولوژیکی فرایند از سه مدل حذف آلاینده مرتبه اول، مدل گراو و مدل استوور-کین کانن استفاده شد. بر اساس نتایج حاصله و در شرایط بهینه راهبری در راکتور هوازی، نیتریفیکاسیون تقریبا کاملی با متوسط راندمان حذف کل نیتروژن کلدال برابر با 72/99 درصد به وقوع پیوست. متوسط میزان نیتریفیکاسیون ویژه در این راکتور معادل با g NOx-N/kg VSS.h 92/1 بود. در طول مطالعه مشخص شد که میزان حذف فسفر در راکتور هوازی، از لحاظ آماری ارتباط معنی داری با میزان آزاد سازی فسفر در راکتور بی هوازی دارد. به طور کلی نتایج نشان داد که در شرایط بهینه، متوسط راندمان حذف نیتروژن کل و فسفر به ترتیب معادل با 9/80 و 8/95 درصد است. در نهایت و با توجه به تحلیل سینتیکی حذف ازت و فسفر، مدل استوور-کین کانن به عنوان مدل مناسب برای مدل سازی فرایند بیوفیلمی با بستر متحرک انتخاب شد
    کلیدواژگان: راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک، آکنه، حذف بیولوژیکی مواد مغذی، تصفیه فاضلاب، مدل استوور کین کانن
  • نادر مختاریان، امیررضا طلایی، نعمت الله جعفرزاده، محمدرضا طلایی، مسعود بهشتی صفحه 20
    آلودگی خاک با نفت خام منجر به ضایعات شدید زیست محیطی در اکوسیستم می گردد. از میان روش های گوناگونی که برای حذف نفت خام از خاک مورد بررسی قرار گرفته است، شستشوی خاک با کمک ترکیبات زیست فعال سطحی یک روش سریع و اقتصادی است که علاوه بر حذف ترکیبات نفتی از خاک، منجر به حذف فلزات سنگین نیز می گردد. در این مطالعه از پنج منطقه که مدتها در تماس با ترکیبات نفتی بوده اند برای به دست آوردن میکروارگانیسم هایی که توانایی زیستن در مجاورت نفت خام و تولید بیوسورفکتانت ها را دارا باشند، نمونه برداری شد. در این مطالعه 16 میکروارگانیسم، جداسازی و خالص سازی گردید. این میکروارگانیسم ها پس از افزایش تعداد و کشت در محیط معدنی، مورد آزمایش پراکندگی نفت و آزمون شاخص امولسیون سازی (E24) قرار گرفتند. میکروارگانیسمی که 12-A نامیده شد و یک باکتری گرم منفی میله ای بود دارای بیشترین شاخص امولسیون سازی معادل 36 درصد بود. در این مطالعه به ازای هر لیتر محیط کشت معدنی حاوی 356 میلی گرم میکروارگانیسم، 3 گرم پودر خشک بیوسورفکتانت از محیط کشت، خالص سازی گردید. از میکروارگانیسم مذکور به طور مستقیم و یا پس از تولید و خالص سازی بیوسورفکتانت تولیدی می توان برای تصفیه خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی استفاده نمود.
    کلیدواژگان: نفت خام، بیوسورفکتانت، بیوامولسیفایر، E24
  • حسین شیرانی، محمدعلی حاج عباسی، مجید افیونی، حسیندشتی صفحه 28
    لجن فاضلاب مقدار نسبتا زیادی مواد آلی و املاح دارد که بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر می گذارد و در صورت استفاده بهینه می تواند به عنوان یک کود ارزان قیمت مورد استفاده قرار گیرد. در ایران مطالعات در زمینه تاثیر لجن فاضلاب بر خواص شیمیایی خاک تا حدودی انجام گرفته است ولی تحقیقات بر روی خواص فیزیکی خاک اندک است. در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر تجمعی لجن فاضلاب بر هدایت هیدرولیکی، جرم مخصوص ظاهری، پایداری خاکدانه، نفوذ آب در خاک، EC و pH خاک، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با هفت تیمار (صفر، 5/22×1، 5/22×2، 5/22×3، 45×1، 45×2 و 45×3 تن در هکتار لجن فاضلاب) در سه تکرار به مدت سه سال انجام گرفت. پس از اعمال تیمار ها در سال سوم، خواص فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری گردید. با افزایش سطح لجن، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، نفوذپذیری، پایداری خاکدانه و EC خاک افزایش و وزن مخصوص ظاهری کاهش یافت. همبستگی معنی داری بین مقدار لجن و خصوصیات فیزیکی وجود داشت. در تجزیه به عاملها، مقدار لجن و کلیه خصوصیات فیزیکی خاک با ضرایب بالا در عامل اول یعنی عامل خواص فیزیکی که بیش از 71 درصد واریانس را توجیه می کند، حضور یافتند که نشان دهنده تاثیر زیاد لجن بر خواص فیزیکی خاک بود. در عامل دوم که عامل pH یا عامل خصوصیات شیمیایی خاک است، فقط pH دارای ضریب بالا بود. عامل دوم 17درصد از واریانس موجود را توجیه نمود و هیچ رابطه ای با خواص فیزیکی خاک نشان نداد.
    کلیدواژگان: اثر تجمعی، لجن فاضلاب، خواص فیزیکی و شیمایی خاک، تجزیه به عاملها
  • ابوالفضل توسلی، احمد قنبری، مصطفی حیدری، یوسف پای گذار، یاسر اسماعیلیان صفحه 37
    به منظور بررسی اثرات استفاده از پساب خروجی تصفیه خانه شهر زابل به همراه کودهای دامی و شیمیایی بر غلظت عناصر مختلف و عملکرد علوفه و دانه ذرت، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی86-1385 در پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل انجام گرفت. تیمار اصلی طرح شامل دو سطح W1: آبیاری با آب معمولی و W2: آبیاری با پساب خروجی تصفیه خانه شهر زابل بود. تیمار فرعی، پنج سطح کودی شامل F1: عدم کوددهی، F2: 100 درصد کود دامی، F3: 50 درصد کود دامی، F4: 100 درصد کود شیمیایی و F5: 50 درصد کود شیمیایی را در بر داشت. نتایج نشان داد استفاده از پساب به طور معنی داری سبب افزایش عملکرد علوفه تازه، خشک و دانه ذرت نسبت به آبیاری معمولی می گردد. همچنین تیمار پساب، تاثیر معنی داری بر غلظت عناصر N، P و K در علوفه گیاه ذرت داشت اما تاثیر آن بر غلظت Zn، Mn و Fe معنی دار نبود. در بین تیمارهای کودی نیز، بالاترین عملکرد علوفه تازه، علوفه خشک و دانه و همچنین غلظت عناصر N، P و K از تیمار 100 درصد کود شیمیایی حاصل شد. بالاترین میزان غلظت عناصر Zn، Mn و Fe نیز در علوفه ذرت از تیمار 100 درصد کود دامی به دست آمد
    کلیدواژگان: پساب تصفیه شده، کود دائمی، کود شیمیایی، عملکرد، عناصر ماکرو و میکرو، ذرت
  • زمان شامحمدی حیدری صفحه 45
    در این تحقیق حذف سرب از محیط آبی با استفاده از پوسته شلتوک، خاک اره و ساقه آفتابگردان مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا جاذبها تهیه شدند و سپس با استفاده از الک شماره 30 و 40، ذرات با اندازه متوسط 500 میکرون از هرکدام به دست آمد. محلول سرب با غلظت 25 میلی گرم در لیتر ساخته شد و آزمایش های جذب انجام گردید. نتایج نشان داد که زمان تعادل برای پوسته شلتوک 90 دقیقه و برای دو جاذب دیگر هر کدام 120 دقیقه است. pH بهینه جذب برای هرسه جاذب برابر 6 به دست آمد. همچنین نتایج آزمایش ها نشان داد که با کاهش غلظت ورودی سرب از 80 به 1 میلی گرم در لیتر، راندمان جذب برای هر سه جاذب افزایش می یابد. به طوری که منحنی راندمان جذب برای جاذبهای مختلف، همگرا می شود. راندمان جذب با افزایش جرم نیز زیاد می شود. آزمایش های ایزوترم جذب نشان داد که مدل تمکین از برازش بهتری نسبت به مدل های لانگمیر و فروندلیچ برخوردار است.
    کلیدواژگان: پوسته شلتوک، خاک اره، ساقه آفتابگردان، ایزوترم جذب تمکین، راندمان جذب، سرب
  • جهانگیر عابدی کوپایی، سیدفرهاد موسوی*، آرتمیس معتمدی صفحه 51

    آبشویی مواد مغذی کودی و سموم موجود در زهاب اراضی کشاورزی، از عوامل مهم تغییر کیفیت آبهای سطحی و زیرزمینی است. در تولید محصولات کشاورزی، قسمت اعظم نیتروژن مورد نیاز گیاهان از طریق کودها تامین می شود. بررسی ها نشان داده است که درصدی از کودهای نیتروژنه از دسترس ریشه گیاهان خارج شده و به آبهای زیرزمینی یا رودخانه ها می پیوندد. استفاده از فناوری های نوین در مدیریت کشت، آبیاری، کوددهی و نیز تغییر در ساختار کودها و آفت کشها، می تواند نتایج مثبتی را در کاهش آبشویی نیتروژن داشته باشد. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر کاربرد زئولیت کلینوپتی لولایت بر کاهش آبشویی اوره از خاک بود. در این مطالعه گلخانه ای، چهار سطح زئولیت صفر، 5، 10 و 15 درصد اضافه شده به یک خاک لوم رسی سیلتی، یک سطح آبشویی 25 درصد عمق خالص آبیاری، یک سطح کوددهی اوره با غلظت 60 میلی گرم در لیتر و دو زئولیت میانه (مش 50 و 200) و زئولیت مشهد (مش 200)، در چهار بار آبیاری در نظر گرفته شد. نتایج به دست آمده تاثیر مثبت کارایی زئولیت را در کاهش آبشویی اوره نشان داد. میزان غلظت نیتروژن خروجی تیمار بدون زئولیت (خاک معمولی) از 1337 میلی گرم در لیتر پس از آبیاری اول به 316 میلی گرم در لیتر پس از آبیاری چهارم رسید. ولی در مورد کاربرد 15درصد زئولیت میانه با مش 50، این اعداد به ترتیب 427 و 54 میلی گرم در لیتر بودند. مقایسه زئولیت های مش 200 میانه و مشهد نشان داد که زئولیت مشهد در نگهداری کود اوره موثرتر است. زئولیت، علاوه بر کاهش ورود اوره به آبهای زیرزمینی، قادر است سرعت انتقال آلودگی را نیز کاهش دهد. دانه بندی زئولیت می تواند بر کاهش آبشویی مواد آلاینده تاثیر معنی داری داشته باشد به طوری که ذرات ریزتر قدرت بیشتری در جذب و نگهداری اوره دارند.

    کلیدواژگان: زئولیت، آبشویی، کود اوره، آلودگی آبهای زیرزمینی
  • مهناز نیک آئین، افسانه پژهان، محمد جلالی، اکبر حسن زاده صفحه 58
    به منظور طراحی صحیح و ارزیابی کارایی واحدهای تصفیه آب لازم است پایش میکربی آبهای سطحی که به عنوان منابع آب آشامیدنی تلقی می شوند، مورد توجه قرار گیرد. سنجش آنزیمی رویکردی است که به منظور ارزیابی سریع کیفیت میکربی منابع آبی به کار می رود. در این مطالعه برای بررسی کیفیت میکربی آب رودخانه کارون، روش سنجش آنزیمی با استفاده از محیط مایع LMX با روش متداول تخمیر چند لوله ای MTF مقایسه گردید. میانگین شمارش شده کلیفرم های کل به روش LMX و MTF به ترتیب برابر با MPN/100ml 9928 و 7564 و برای اشریشیاکلی MPN/100ml 6684 و 6546 بود. آنالیز آماری، این اختلاف را برای برآورد کلیفرم های کل، معنی دار نشان داد اما در مورد اشریشیاکلی اختلاف معنی داری حاصل نگردید. با توجه به یافته های این مطالعه به نظر می رسد که LMX روش مناسبی برای ارزیابی و شمارش کلیفرم های کل و اشریشیاکلی در آبهای سطحی است. سرعت، سادگی و شمارش همزمان کلیفرم های کل و اشریشیاکلی از مزایای این روش محسوب می گردد.
    کلیدواژگان: کیفیت میکروبی، آبهای سطحی، کارون، تخمیر چندلوله ای، سنجش آنزیمی، LMX
  • بهناز خدابخشی، حمیدرضا جعفری صفحه 64
    تعیین اهمیت اثرات زیست محیطی، یکی از مهم ترین مسائل و دغدغه های موجود در فرایند ارزیابی اثرات زیست محیطی (EIA) طرحها و پروژه ها است که عمدتا به ماهیت چند معیاره بودن آن بستگی دارد. اهمیت یک اثر زیست محیطی تنها مبتنی بر شدت آن اثر نیست و لازم است معیارهای دیگری نیز در تعریف اهمیت اثر لحاظ گردند. در این تحقیق برای نخستین بار در فرایند ارزیابی اثرات زیست محیطی (EIA) در ایران، از مدل Electre_TRI به عنوان یکی از معتبرترین تکنیک های طبقه بندی تصمیم گیری چند معیاره به منظور تعیین اهمیت اثرات زیست محیطی طرحهای توسعه منابع آب، استفاده شد. نتایج حاصل از کاربرد این مدل، با یکی از روش های ارزیابی در کشور که در ارزیابی اثرات زیست محیطی سد و شبکه آبیاری- زهکشی اردبیل به کارگرفته شده است و همچنین با روش جمع وزنی به عنوان یکی از روش های موجود ارزیابی اثرات زیست محیطی در تجربیات جهانی، مقایسه گردید. تعیین معیارهای برآورد اهمیت اثر، براساس بررسی مراجع ملی و بین المللی از دیگر فعالیتهای انجام یافته در این تحقیق بود. لازم به ذکر است که از جمله ورودی های مدل Electre_TRI، علاوه بر ارزش کمی معیارهای اثر زیست محیطی، وزن معیارها است. با توجه به عدم وجود متدولوژی مدون برای تعیین وزن معیارها در روش های موجود ارزیابی اثرات زیست محیطی در ایران، در این تحقیق وزن معیارها بر اساس روش جمع وزنی، تعیین شد. تحقیق حاضر گامی در جهت معرفی روش های جدید ارزیابی اثرات زیست محیطی در سطح جهانی و امکان کاربرد آن در فرایند EIA در ایران بود. این تحقیق می تواند راهگشای انجام تحقیقات بیشتر در خصوص متدولوژی های موجود ارزیابی اثرات زیست محیطی در سطح جهانی و ارتقاء روش های موجود در کشور باشد.
    کلیدواژگان: ارزیابی اثرات زیست محیطی، تصمیم گیری چند معیاره، مدل Electre، TRI، روش جمع وزنی
  • سعید علیمحمدی، حجت حسین زاده صفحه 75
    بهره برداری تلفیقی منابع آبهای سطحی و زیرزمینی در مقایسه با بهره برداری جداگانه این منابع، منجر به افزایش اعتمادپذیری و کاهش کمبودها و هزینه های بهره برداری می گردد. در این تحقیق دو گزینه بهره برداری از آب زیرزمینی و بهره برداری تلفیقی منابع آب حوضه ابهر مورد توجه قرار گرفت. به این منظور دو مدل بهینه سازی پارامتر گسترده به نامهای GWOpt و CONJ به ترتیب برای بهره برداری آب زیرزمینی و بهره برداری تلفیقی آبهای سطحی و زیرزمینی، هر دو با هدف حداقل سازی افت تراز آبخوان ارائه شد. بالا بودن حجم محاسبات مدل های بهینه سازی گسترده در سیستم های واقعی، محدودیتهای مختلفی در پی داشته است. در این راستا، به منظور توسعه مدل ها از رویکرد ماتریس پاسخ واحد استفاده شد. مدل های بالا در قالب برنامه ریزی خطی تهیه گردید. در این رویکرد ابتدا رفتار آب زیرزمینی به کمک مدل شبیه سازی MODFLOW در قالب ماتریس های پاسخ واحد مشخص شد و این مقادیر در مدل بهینه سازی قرار گرفت. نتیجه حل مدل بهینه سازی نشان داد که میزان افت تراز میانگین برای مدل CONJ از مدل GWOpt کمتر است. همچنین در مقایسه با مدل شبیه سازی که بیانگر شرایط بهره برداری واقعی است، با لحاظ نمودن محدودیتهای مختلف، در مجموع شش درصد کاهش افت به دست آمد. به منظور کاربرد عملی مدل پیشنهادی، یک نرم افزار که در حکم یک سیستم تصمیم یار بود، توسعه یافت.
    کلیدواژگان: بهره برداری تلفیقی، ماتریس پاسخ واحد، بهینه سازی پارامتر گسترده، شبیه سازی
  • فاطمه رستگاری پور، محمود صبوحی صابونی صفحه 88
    در مطالعه حاضر مدیریت آب سد کارده با استفاده از روش برنامه ریزی تصادفی بازه ای چند مرحله ای در شرایط عدم قطعیت مورد بررسی قرار گرفت. برنامه ریزی بازه ای چند مرحله ای از ترکیب دو برنامه ریزی پویا و بازه ای در چارچوب بهینه سازی تصادفی تشکیل می شود. پویایی مدل، به کارگیری خط مشی از پیش تعریف شده در طی فرایند بهینه سازی و استفاده از پارامترهای بازه ای و احتمالات در شرایط عدم قطعیت از مزیتهای این تکنیک است. این روش، سناریوهای تصمیم گیری تحت مقادیر مختلف کمبود آب را ارائه می دهد. داده های مطالعه از سازمان آب منطقه ای و شرکت آب و فاضلاب استان خراسان رضوی و برای سالهای 67 تا 86 جمع آوری شد. نتایج نشان داد در بدترین شرایط، طی سه سال آینده (تا سال 90) به ترتیب 9/1، 55/2 و 1/3 میلیون مترمکعب کمبود آب در بخش شهری و 22/0، 32/0 و 75/0 در بخش کشاورزی رخ خواهد داد. کاهش 5/0، 7/0 و 1 مترمکعب در الگوی مصرف ماهانه بخش شهری و افزایش 6، 11 و 20 درصد در راندمان آبیاری بخش کشاورزی تحت پوشش سد کارده، راهکارهای مناسبی برای رویارویی با بحران کم آبی در سه سال آینده است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی تصادفی، روش چند مرحله ای، پارامترهای بازه ای، عدم قطعیت، سد کارده
  • عباس اکبرزاده، روح الله نوری، اشکان فرخ نیا، امیر خاکپور، محمد سلمان صباحی صفحه 99
    پیش بینی دقیق ضریب انتشار طولی در رودخانه های طبیعی تا حد بسیار زیادی در تعیین توزیع غلظت آلاینده ها در چنین محیط هایی مؤثر است. عدم قطعیت موجود در نتایج به دست آمده از مدل های پیش بینی می تواند در تصمیم گیری های مناسب برای برخورد با مواد آلاینده در رودخانه ها تاثیر منفی داشته باشد. به همین دلیل، تحلیل و تعیین عدم قطعیت مدل های مورد استفاده برای پیش بینی این پارامتر بسیار مفید است. در این تحقیق با توجه به اهمیت این امر، با استفاده از مدل های شبکه عصبی (ANN) و نروفازی تطبیقی (ANFIS)، ابتدا مدل مناسب برای پیش بینی ضریب انتشار طولی در رودخانه های طبیعی ارائه گردید و در ادامه تحلیل عدم قطعیت دو مدل مذکور بر مبنای روش مونت-کارلو انجام شد. برای این منظور از اطلاعات هیدرولیکی و هندسه جریان استفاده گردید. نتایج این تحقیق بیانگر این مطلب بود که اگرچه مدل ANN در پیش بینی ضریب انتشار طولی دارای عملکرد خوبی است، اما نتایج این مدل با عدم قطعیت زیادی همراه است. با مقایسه نتایج به دست آمده از تحلیل عدم قطعیت دو مدل ANN و ANFIS مشخص گردید که مدلANFIS نسبت به مدل ANN از عدم قطعیت کمتری برخوردار است و از این لحاظ بر مدل ANN برتری دارد.
    کلیدواژگان: مونت کارلو، ضریب انتشار طولی، شبکه عصبی، سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی، شاخص عرض باند
  • یادداشت فنی
  • گشتاسب مردانی، مهربان صادقی، مریم آهنکوب صفحه 108
    حضور فلزات سنگین در غلظتهای بالا در خاک برای گیاهان، حیوانات و انسان سمی است. در این تحقیق مناطق جنوبی تهران و آب آبیاری این منطقه که همواره تحت تاثیر عوامل آلوده کننده و روانابهای عبوری این شهر قرار می گیرد، مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های خاک از 18 ایستگاه نمونه برداری جمع آوری و پس از استخراج فلزات سنگین به روش عصاره گیری، با استفاده از جذب اتمی، تعیین غلظت گردید. در این مطالعه غلظت برخی فلزات سنگین از جمله سرب، کادمیم، روی، مس و نیکل در بافت خاکهای منطقه جنوب تهران تعیین شد تا در صورت نزدیک بودن و یا افزون شدن غلظت از سطح با پتانسیل خطرزایی برای منطقه، بتوان تدابیر حفاظتی به منظور جلوگیری از گسترش آلودگی را اندیشید. نتایج نشان داد که گرادیان غلظت کلیه پارامترهای مورد مطالعه از شمال به جنوب و از غرب به شرق منطقه رو به افزایش بود. میانگین غلظت سرب، کادمیم، روی، مس و نیکل در ایستگاه های شمالی منطقه به ترتیب 12/61، 42/1، 07/61، 85/25 و 22/29 میلی گرم بر کیلوگرم و در ایستگاه های جنوبی به ترتیب معادل 40/76، 62/2، 05/172، 85/69 و 40/37 میلی گرم بر کیلوگرم محاسبه شد. در منطقه مورد مطالعه نواحی جنوبی در مقایسه با نواحی شمالی در تماس بیشتری با روانابهای سطحی قرار داشتند و این احتمالا می تواند باعث پراکندگی غلظتی بیشتر در نواحی شمالی شود. ممکن است عبور کلیه روانابها در خط القعر محدوده مورد مطالعه یعنی جنوب منطقه و کاربرد وسیع این روانابها برای آبیاری زمین های کشاورزی این منطقه یکی از دلایل تجمع فلزات در بافت خاکهای منطقه باشد. بنابراین مطالعه حاضر لزوم توجه بیشتر به استفاده از روش هایی مثل تصفیه روانابها و عدم کاربرد آنها بر روی زمین به منظور جلوگیری از گسترش آلودگی در محیط را نشان داد.
    کلیدواژگان: رواناب، فلزات سنگین، آلودگی خاک، منطقه جنوب تهران
|
  • Abbas Alizadeh Shooshtari, Mohammad Mehdi Amin, Ramin Nabizadeh Nodehi, Nematollah Jafarzadeh, Mohammad Ghasemian Page 2
    This study was conducted to determine the efficiency of the up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) process in treating the leachate from the municipal solid waste (MSW) in the city of Ahvaz, Iran, under tropical conditions. A pilot scale UASB reactor with a total volume of 30 L was seeded with anaerobic sludge from the sugarcane plant to which diluted municipal leachate was introduced as influent feed. The organic loading rate (OLR) of the reactor was increased from 0.58 to 15 g COD/L.d over a period of 230 days. A maximum COD removal efficiency of 87% was obtained for an organic loading rate of 12 g COD/L.d. The temperature of the reactor was maintained in the range 34-39 ºC during the study period. The maximum reactor temperature (39 ºC) highest reactor temperature (37-39 ºC). The results reveal that the UASB reactor is a feasible one for treating reached was due to the effect of ambient temperature. The highest COD removal efficiency was obtained at the MSW leachates as witnessed by its successful operation in the hot climate of Ahvaz (with an average temperature of 40 ºC over about 7-8 months of the year) and by its potential for receiving and treating high organic loading rates with a high COD removal efficiency (87%). However, an aerobic system must be used after the UASB reactor for the effluent to meet the standards defined for the proposed disposal method.
  • Majid Kermani, Bijan Bina, Hossein Movahedian, Mohammad Mehdi Amin, Mahnaz Nikaeen Page 9
    In this study, experiments have been conducted to evaluate the removal of nutrients from synthetic wastewater using a moving bed biofilm process. For this purpose, the process was applied in series with anaerobic, anoxic, and aerobic units in four separate reactors. Moving bed biofilm reactors were operated continuously at different loading rates of nitrogen and phosphorus and different hydraulic retention times. In addition, for kinetic analysis,first-order substrate removal, Grau, and Stover-Kincannon models were tested with the experimental data. Based on the results obtained, a close to complete nitrification with an average Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) removal efficiency of 99.72% was obtained in the aerobic reactor under optimum conditions. In this reactor, the average specific nitrification rate was 1.92 g NOx-N/kg VSS.h. During the study, statistically significant correlation was observed between the aerobic phosphorus removal rate and the anaerobic phosphorus release rate. Under optimum conditions, the average total nitrogen and phosphorus removal efficiencies were 80.9% and 95.8%, respectively. Finally, based on the kinetic analysis and with regard to nitrogen and phosphorus removals, the Stover-Kincannon model was selected as suitable for analyzing the experimental data and modelling of the moving bed biofilm process.
  • Nader Mokhtarian, Amir Reza Talaie, Nematolah Jaafarzadeh, Mohammad Reza Talai, Masoud Beheshti Page 20
    Contamination of soil by crude oil can pose serious problems to ecosystems. Soil washing by solutions containing biosurfactants is one of the most efficient methods for the remediation of contaminated soil by crude oil because it removes not only the crude oil but also heavy metals. In this study, five soil samples were taken from fields exposed to oil compounds over the years in order to produce biosurfactants from microorganisms that were capable of degrading oil compounds. Sixteen such microorganisms were isolated. After cultivation, their emulsification strength was examined using E24 test. From among the experimental microorganisms, a gram-negative and rod-shape microorganism called A-12 showed the greatest value of the E24 test index (36%). For each liter of the culture medium containing 365 mg of microorganisms, 3 gr of the biosurfactant compound was produced and separated as dried powder. The purified biosurfactant was used in the soil washing process. Also, the insulated microorganisms were capable of degrading crude oil floating on wastewaters.
  • Hossein Shirani, Mohammadali Hajabbasi, Majid Afyouni Hossein Dashti Page 28
    Wastewater sludge has relatively high amounts of organic matter and salts which favorably affect the physical and chemical characteristics of the receiving soil. Hence, it can be used as a cheap fertilizer if properly utilized. A number of studies have been reported in Iran on the effects of sludge on soil chemical properties but few studies have been conducted to investigate its effects on soil physical characteristics. In order to study the cumulative effects of sludge on hydraulic conductivity, bulk density, MWD, soil infiltration, EC, and soil pH, an experiment was conducted in a complete randomized design with 7 treatments (1 × 22.5, 2 × 22.5, 3 × 22.5, 1 × 45, 2 × 45 and 3 × 45 ton/ha wastewater sludge) in three replications over three years. The above mentioned traits were measured after the third year of the experiment period. Results showed that increasing amounts of sludge enhanced saturated hydraulic conductivity, soil infiltration, MWD, and EC but decreased bulk density. A significant correlation was observed between the amount of sludge and soil physical characteristics. Factor analysis showed that the amount of sludge and all soil physical characteristics were in first order (physical characteristic factor) which explained 71% of the total variance, indicating the high impact of sludge on soil physical characteristics. The second factor was pH (a chemical characteristic) that explained only 17% of the total variance. Finally, no relationship was found between pH and soil physical characteristics.
  • Abolfazal Tavassoli, Ahmad Ghanbari, Mostafa Heydari, Yousef Paygozar, Yaser Esmaeelian Page 37
    In order to study the effects of treated wastewater combined with manure and chemical fertilizers on the nutrients content and forage yield in corn, field experiments were conducted in 2007. The experiments were conducted in a split plot design with three replications. The treatments were comprised of two levels of irrigation water (W1= well water and W2= wastewater) in the main plot and five levels of fertilizer (F1= unfertilized, F2 = 100% manure, F3= 50% manure, F4= 100% fertilizer, and F5= 50% fertilizer) in the subplot. Results showed that, compared to ordinary water, irrigation with treated wastewater significantly increased fresh and dry forage yield of corn. The treatment using treated wastewater also had a significant effect on N, P, and K contents in corn forage. However, wastewater had no significant effect on plant Fe, Mn, and Zn contents. Among the fertilizer treatments, the highest fresh and dry forage yields and the highest N, P and K contents belonged to the treatments using 100% fertilizer. The highest Fe, Mn, and Zn contents were observed in plants in the treatment with 100% manure.
  • Zaman Shamohammadi Heidari Page 45
    This study examines the removal of lead from an aqueous medium using rice husk, sawdust, and sunflower stem. For this purpose, sieves No. 30 and 40 were used to obtain particles with a mean size of 500 microns from each of the absorbents. The Pb(II) solution was prepared with a concentration of 25 mg/liter before absorption tests were conducted. The results showed that the equilibrium time for rice husk was 90 min. while the same parameter for each of the other two absorbents was 120 min. An optimal absorption pH of 6 hours was obtained for each absorbent. The tests also showed that the absorption efficiency for each absorbent increased as the input lead concentration was reduced from 80 to 1mg/liter, so that the absorption efficiencies for different absorbents converged. Absorption efficiency also increased with mass. Isothermal absorption tests showed that the Tomkin model had a better fitness than the Langmuir and Freundlich models.
  • Jahangir Abedi-Koupai, Sayed-Farhad Mousavi, Artmis Motamedi Page 51

    Nutrients and insecticides in runoff or drainage water from the agricultural lands have of long posed a great challenge to surface and ground water quality. In agricultural production, fertilizers supply the main source of nitrogen required for plant growth. Investigations have shown that part of the nitrogen fertilizers are excluded from the root zone and leached into the groundwater or rivers. Modern technologies employed cultivation, irrigation, and fertigation management s well as changes in the structure of fertilizers and insecticides could have positive effects on reducing the leaching of nitrogen. The objective of this research was to study the effect of clinoptilolite zeolite application on reduing urea leaching from soil. In this greenhouse experiment, four levels of zeolite (0, 5, 10, and 15% added to a silty clay loam soil), one level of leaching (25% of net irrigation depth), one level of fertilizer application (60 mg/L), two sizes of Mianeh zeolite (50 and 200 mesh), and one size of Mashhad zeolite (200 mesh) were used in four irrigation events. The results showed positive effects of zeolite on reducing urea leaching. The nitrogen concentration in the 0% zeolite treatment was reduced from 1337 mg/L (after the first irrigation) to 16 mg/L (after the fourth irrigation event). But, for 15% Mianeh zeolite (50 mesh), these values were 427 and 54 mg/L. Comparison of zeolite types showed that Mashhad zeolite was more effective in adsorbing urea than Mianeh zeolite (both 200 mesh). Zeolite, in addition to reducing the urea potential for groundwater pollution, was able to decrease the rate of solute transport. It was found that zeolite size can have significant effects on the leaching of contaminants. Finer zeolite particles absorb and hold more urea.

  • Mahnaz Nikaeen, Afsaneh Pejhan, Mohammad Jalali, Akbar Hassan Zadeh Page 58
    Microbiological monitoring of surface waters designated for use as drinking water is essential by water utilities for the design and operation of drinking water treatment plants. Enzymatic assays have been applied as a rapid alternative approach to assess the microbiological quality of freshwater. In this study, the LMX broth (LMX) as an enzymatic assay was compared with the standard method of multiple tube fermentation technique (MTF) for the microbial monitoring of the Karoon River. Enumeration of total coliforms and E. coli averaged 9928 and 6684 MPN/ 100 ml by the LMX and 7564 and 6546 MPN/ 100 ml for the MTF, respectively. This difference was statistically significant for TC but the overall analysis revealed no difference between E. coli recoveries on LMX and MTF. In conclusion, LMX can be used for the enumeration of coliforms and E. coli in surface waters as it is less lobar-intensive, yields faster result, and simultaneously detects both total coliforms and E. coli.
  • Behnaz Khodabakhshi, Hamid Reza Jafari Page 64
    Large-scale water resource development projects have been in many cases known to have a multitude of complex environmental impacts. The proper assessment of these impacts not only requires novel approaches to deal with the multiple aspects of these impacts but also needs rather quantitative techniques to make more reliable and less uncertain synthesis of the overall consequences of the project activities on both the integrity and health of the surrounding environment. Analysis of the significance of the environmental impacts is a multi-criteria decision making problem and makes the core of the conventional environmental impact assessment methods. However, these conventional measures of significance analyses are proved to be inadequate for dealing with the imprecise, vague, and uncertain nature of the linguistic assessments of the ecological, social, and cultural impacts. A new numerical method called the fuzzy outranking sorting technique for ELECTRE TRI (ELimination Et Choix Traduisant la REalite) is proposed and applied in this research for the purpose of environmental impact significance assessment of the Ardebil Reservoir, Drainage and Irrigation Development Project in Northwestern Iran. The basic idea behind the research was to develop a methodological framework to assist the environmental impact analysts in reducing, as much as possible, the intrinsic imprecise and uncertain traits of the multi-expert judgment based methods currently used in the analysis of environmental impacts of theCompared to the compensatory MCDM techniques, ELECTRE TRI provides the advantage of using a fuzzy approach in the analysis of the vague and poorly determined set of judgment data and helps in more credible assignment of values to a set of predefined categories with respect to a set of impact criteria. Results of the Fuzzy ELECTRE TRI based analyses are compared with the weighted sum method, which is one of the current methods in environmental impact assessment process. It is argued that due to its multiple criteria and fuzzy characteristics, the ELECTRE TRI method is capable of producing more reliable inputs for the decision making process compared to the conventional additive techniques.
  • Saeid Alimohammadi, Hojjat Hosseinzadeh Page 75
    Conjunctive use of surface and ground-water resources, compared to disjunctive operation of these systems, increases system reliability and decreases water deficits and operational costs. In this study, the two alternatives of groundwater (GWOpt model) operation and conjunctive use of surface and groundwater resources (CONJ model) are considered for Abhar river basin in Iran. In both models, the objective function is minimization of mean groundwater drawdown. The vast amount of calculations needed for distributed parameter optimization models is a major limitation in real systems. However, the above two models are linear and the unit response matrix approach is utilized. The first step in this approach is to calculate the unit response matrices (as the behavior of the groundwater system) using a simulation model, such as MODFLOW. The next step involves incorporating these matrices into the optimization model. The results obtained from the solution of the optimization model indicate that the mean drawdown in the CONJ model is less than that in the GWOpt model. In addition, a decrease of only 6% decrease was observed in the mean drawdown when compared to the simulation model. A decision support system has also been developed that enables the model to be used in real situations.
  • Fatemeh Rastegaripour, Mahmood Sabouhi Sabouni Page 88
    The present study investigates water allocation of Kardeh Reservoir to domestic and agricultural users using an Interval Parameter, Multi-stage, Stochastic Programming (IMSLP) under uncertainty. The advantages of the method include its dynamics nature, use of a pre-defined policy in its optimization process, and the use of interval parameter and probability under uncertainty conditions. Additionally, it offers different decision-making alternatives for different scenarios of water shortage. The required data were collected from Khorasan Razavi Regional Water Organization and from the Water and Wastewater Co. for the period 1988-2007. Results showed that, under the worst conditions, the water deficits expected to occur for each of the next 3 years will be 1.9, 2.55, and 3.11 million cubic meters for the domestic use and 0.22, 0.32, 0.75 million cubic meters for irrigation. Approximate reductions of 0.5, 0.7, and 1 million cubic meters in the monthly consumption of the urban community and enhanced irrigation efficiencies of about 6, 11, and 20% in the agricultural sector are recommended as approaches for combating the water shortage over the next 3 years.
  • Abbas Akbarzadeh, Roohollah Noori, Ashkan Farokhnia, Amir Khakpour, Mohammad Salman Sabahi Page 99
    Accurate prediction of longitudinal dispersion coefficient (LDC) can be useful for the determination of pollutants concentration distribution in natural rivers. However, the uncertainty associated with the results obtained from forecasting models has a negative effect on pollutant management in water resources. In this research, appropriate models are first developed using ANN and ANFIS techniques to predict the LDC in natural streams. Then, an uncertainty analysis is performed for ANN and ANFIS models based on Monte-Carlo simulation. The input parameters of the models are related to hydraulic variables and stream geometry. Results indicate that ANN is a suitable model for predicting the LDC, but it is also associated with a high level of uncertainty. However, results of uncertainty analysis show that ANFIS model has less uncertainty; i.e. it is the best model for forecasting satisfactorily the LDC in natural streams.
  • Gashtasb Mardani, Mehraban Sadeghi, Maryam Ahankoob Page 108
    High concentrations of heavy metals in soil are toxic to plants, animals, and human beings. The present study was performed in the region in the south of Tehran, which is exposed to pollutants and where the runoff from urban areas is being extensively used for irrigation. Soil samples were collected from 8 stations. The soil distillation method was used to extract heavy metals from the samples and their concentrations were determined using atomic absorption to decide whether the concentrations of such heavy metals as Pb, Cd, Zn, Cu, and Ni exceeded hazardous limits requiring protective measures to be taken. Results showed that the concentration gradients of all the parameters studied increased in the north-south and west-east directions. The average concentrations of Pb, Ca, Zn, Cu, and Ni were 61.12, 1.42, 61.07, 25.85 and 29.22 mg/kg, respectively, in the northern stations, and 76.40, 2.62, 172.05, 69.85 and 37.40 respectively, in the southern stations. Comparison of±43.7, respectively, in the southern stations. Comparison of the two northern and southern areas revealed that the two northern and southern areas revealed that the northern areas were in contact with more surface runoff, which might have been the cause for the wider distribution of heavy metal concentrations in this region. Moreover, the runoff passing through the deepest parts of the southern region and the extensive application of the flow for irrigation could have caused the higher accumulation of heavy metals in this region. Our findings also indicated that it is necessary to treat surface runoff and to avoid runoff application for irrigation as measures for preventing environmental pollution.