فهرست مطالب

سلامت و محیط زیست - سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 47، بهار 1399)
  • سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 47، بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/06/16
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محسن انصاری، مهدی فرزادکیا* صفحات 1-14
    زمینه و هدف

    با توجه به سالانه حدود 900000 هزار مرگ ناشی از بیماری های اسهالی به دلیل آلودگی آب در جهان، سازمان بهداشت جهانی تاکید نموده تا کشورها با ارتقا سیستم های تصفیه فاضلاب این نرخ را کاهش دهند. لذا هدف از انجام این پژوهش بررسی کارایی سپتیک تانک اصلاحی بر مبنای با جریان رو به بالا در تصفیه فاضلاب سنتتیک است.

    روش بررسی

    در این مطالعه تجربی یک راکتور سپتیک تانک متعارف و یک راکتور سپتیک تانک اصلاحی بر مبنای با جریان رو به بالا طراحی، ساخته و بهره برداری شدند. جهت راه اندازی این سیستم ها، از فاضلاب خام شهری و جهت بهره برداری از آنها، از فاضلاب سنتتیک استفاده شد. شاخص های عمده کارایی سپتیک تانک ها شامل: میزان جامدات فرار (VS)، جامدات معلق فرار (VSS)، کل جامدات معلق (TSS) و میزان اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) با 3 بار تکرار در هر دو راکتور مطالعه و در زمان های ماند هیدرولیکی (HRT) 24، 48، و h 72 مورد اندازه گیری قرار گرفتند. نتایج مطالعه در نرم افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    یافته ها

    میانگین حذف TSS، VS، VSS و COD به ترتیب برای راکتور متعارف برابر است با 55/07، 27/36، 30/82 و 55/52 درصد در h 24 و برای راکتور اصلاح شده با جریان رو به بالا در HRT، h 24 به ترتیب برابر 66/57، 34/05 ،38/47 و 65/57 درصد بود.

    نتیجه گیری

    با تغییر جریان هیدرولیکی به صورت رو به بالا و ایجاد شکل استوانه ای در سپتیک تانک های متداول، کارایی سپتیک تانک متعارف در تصفیه فاضلاب شهری ارتقا یافته و بار آلودگی پساب کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: فاضلاب شهری، تصفیه فاضلاب، سپتیک تانک، رژیم هیدرولیکی، جریان رو به بالا
  • فاطمه محبیان، آزاده توکلی*، عبدالحسین پری زنگنه، یونس خسروی، عیسی اسکندری صفحات 15-32
    زمینه و هدف

    تبدیل واحدهای ویلایی به آپارتمانی و بلندمرتبه سازی در بافت فرسوده باعث افزایش تراکم جمعیت و در نتیجه مدارس در این نواحی با فضای محدود و تعدد دانش آموزان مواجه می شوند که منجر به آلودگی صوتی می شود. هدف این مطالعه، ارزیابی سطح ترازهای صوتی در نوبت های صبح و بعدازظهر دو مدرسه ابتدایی شهر زنجان است.

    روش بررسی

    اندازه گیری با استفاده از دستگاه ترازسنج صوتی، مدل KIMO DB100 انجام شد. تراز معادل صدا (Leq) در 10 ایستگاه، در طول سال تحصیلی 98-97 در سه فصل پاییز، زمستان و بهار، هر بار به مدت دو هفته اندازه گیری شد. با کمک داده ها، نمودارهایی برای هر دو مدرسه ترسیم و با نرم افزارArcGIS ، روش IDW پهنه بندی شد. به علاوه، پرسشنامه هایی بین معلمان و همسایگان مدرسه توزیع و داده ها با نرم افزار SPSS تجزیه و تحلیل شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد همه ایستگاه های مورد مطالعه آلودگی صوتی دارند و زمان تعویض نوبت و زنگ های تفریح بالاترین تراز صوتی را دارد. نوبت های صبح تراز معادل بالاتری نسبت به بعدازظهر دارند (به ترتیب 1/87 و dB 2/1 برای پسرانه و دخترانه) و تراز معادل دبستان پسرانه dB 2 بیشتر از دبستان دخترانه است. در طول سال تحصیلی، مدرسه سروصدایی معادل dB 72 ایجاد می کند که dB 17 بالاتر از استاندارد (dB 55) است.

    نتیجه گیری

    ساکنین تقریبا 10 ساعت شبانه روز در معرض سروصدای بلند قرار دارند و این می تواند بسیار آسیب رسان باشد. نقشه های پهنه بندی نشان داد جنوب غربی حیاط، سایه انداز و مجاور منازل مسکونی، بیشترین آلودگی صوتی را دارد. این مطالعه مکان یابی نامناسب مدرسه و لزوم به کارگیری فناوری های کنترل آلودگی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تراز صوتی معادل، آلودگی صوتی، مدرسه ابتدایی، سامانه اطلاعات جغرافیایی
  • محمد قلی زاده*، امید حیدری صفحات 33-48
    زمینه و هدف

    افزایش فاضلاب تصفیه نشده و توسعه ناپایدار کشاورزی در حریم رودخانه ها موجب کاهش کیفیت آب های سطحی شده است. هدف از این مطالعه بررسی تعیین کیفیت آب با شاخص های کیفی NSFWQI، IRWQISC و شاخص آلودگی Liou و مقایسه آنها با استانداردهای جهانی و پهنه بندی مسیر رودخانه گرگان رود با استفاده از نرم افزار GIS است.

    روش بررسی

    در این مطالعه 5 ایستگاه نمونه برداری براساس معیارهای استاندارد شامل نوع کاربری اراضی، دسترسی و پراکندگی در امتداد رودخانه انتخاب گردید. 12 پارامتر کیفی آب شامل اکسیژن محلول، کلیفرم مدفوعی، pH، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، اکسیژن خواهی شیمیایی، درجه حرارت، فسفات آلی، نیترات، آمونیوم، کدورت، کل مواد جامد محلول و هدایت الکتریکی در طول رودخانه به مدت یک سال از خرداد ماه 1397 تا اردیبهشت 1398 با استفاده از روش استاندارد در آزمایشگاه اندازه گیری شد.

    یافته ها

    مقدار فسفات و کدورت از ایستگاه 2 به سمت پایین دست رودخانه افزایش یافته که به علت وجود زه آب های کشاورزی و فاضلاب شهری است. اختلاف معنی داری در مقادیر BOD، کلیفرم مدفوعی و نیترات با مقادیر استاندارد وجود دارد. نتایج شاخص های کیفیت آب بیانگر تاثیرات بسیار زیاد خروجی فاضلاب های شهری و زباله های انسانی در حریم رودخانه است. بالاترین وضعیت کیفی مربوط به ایستگاه 1 (75، کیفیت خوب) که دسترسی کمتری برای توسعه فعالیت های انسانی وجود داشت، بود. براساس انطباق نتایج شاخص ها با واقعیت زمینی، نتایج شاخص کیفی آب های سطحی ایران به دلیل بهره گیری از متغیر های کیفی بیشتر و تطابق کامل تر، عملکرد بهتری نشان داد.

    نتیجه گیری

    وجود فاضلاب های شهری و زه آب های کشاورزی در محدوده شهر گنبدکاووس مهمترین دلایل کاهش کیفیت آب (طبقه کیفی بد) است. در این راستا، توجه به مدیریت جامع منابع آبی و ارزیابی اثرات محیط زیستی باید مورد توجه باشد.

    کلیدواژگان: کیفیت آب، رودخانه گرگان رود، شاخص های کیفی، شاخص آلودگی
  • امید لاهیجانی، میثم رستگاری مهر*، عطا شاکری، مینا یگانه فر صفحات 49-62
    زمینه و هدف

    آلودگی فلزات سنگین به ویژه در محیط های آبی از مسایل مهم است. با توجه به تامین آب شرب شهر مهاباد از سد، و نیز فروش ماهی های صید شده در منطقه، غلظت فلزات سنگین در رسوبات رودخانه و سد مهاباد و خطر سلامت ناشی از مصرف ماهی های موجود در منطقه بررسی شد.

    روش بررسی

    نمونه برداری رسوب  از 21 ایستگاه در رودخانه و سد مهاباد و 16 نمونه ماهی (دو گونهSander lucioperca و Abramis brama) انجام شد. نمونه ها بعد از آماده سازی به روش ICP-MS آنالیز شدند. برای تحلیل  داده ها از ضریب غنی شدگی (EF)، شاخص خطر بوم شناختی (RI)، شاخص های ریسک سلامت، تحلیل مولفه اصلی (PCA) و آزمون Mann-Whitney استفاده شد.

    یافته ها

    مقادیر EF و RI فلزات سنگین در رسوب پایین بود اما بیشینه غلظت سرب، روی، مس، آرسنیک و منگنز به ترتیب به 36، 162، 74، 22/8 و mg/kg 3221 می رسد. این امر به ویژه در نمونه های مربوط به رودخانه و در پایین دست سد مشهود است. با این وجود تجمع فلزات سنگین در بافت ماهی ها موجب شده است که مقادیر خارج قسمت خطر کل (THQ) به ویژه برای آرسنیک (1/19)، و شاخص خطر (بیش از 1) و مقدار میزان مصرف روزانه (EDI) برای مس (1/64) در منطقه بالا باشد.

    نتیجه گیری

    نتایج مطالعه حاضر نشان داد که شرایط فیزیکوشیمیایی مناسب برای تحرک عناصر در رودخانه و سد مهاباد فراهم است. بنابراین نیاز به بررسی تحرک و زیست دسترس پذیری فلزات سنگین در رسوب منطقه و پایش مستمر غلظت فلزات سنگین در آب، رسوب و ماهی منطقه وجود دارد.

    کلیدواژگان: رسوب، شاخص خطر، فلزات سنگین، ماهی، رودخانه مهاباد
  • مینا یگانه فر، عطا شاکری*، میثم رستگاری مهر، امید لاهیجانی صفحات 63-74
    زمینه و هدف

    آلودگی میکروپلاستیک در چند دهه گذشته با روند افزایشی، به عنوان یک معضل عمده زیست محیطی در مقیاس جهانی محسوب می شود. سدها می توانند مخزنی مهم برای تجمع میکروپلاستیک ها باشند از اینرو در این مطالعه، وجود میکروپلاستیک ها در رسوبات سد طالقان و رودخانه بالادست آن به منظور: 1) تعیین وضعیت محلی آلودگی میکروپلاستیک و 2) تعیین فراوانی و ویژگی های میکروپلاستیک های شناسایی شده، مورد بررسی قرار گرفته است.

    روش بررسی

    نمونه برداری از رسوبات در 15 ایستگاه در رودخانه بالادست و مخزن سد انجام شد. پس از آماده سازی نمونه ها از روش جداسازی براساس اختلاف چگالی برای جداسازی میکروپلاستیک ها از رسوب و برای شمارش تعداد میکروپلاستیک ها و بررسی خصوصیات آنها از استریو میکروسکوپ و SEM-EDX استفاده شده است.

    یافته ها

    براساس نتایج به دست آمده بیشینه و کمینه تعداد ذرات میکروپلاستیک شمارش شده به ترتیب در محدوده شهر طالقان با 2050 ذره در  g300 و مخزن سد با 478 ذره در  g300 نمونه رسوب مشاهده شد. شکل، رنگ و اندازه غالب در ذرات شمارش شده به ترتیب چند وجهی، بی رنگ (شفاف) و μm 250-100 است.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان می دهد میزان تمرکز میکروپلاستیک ها در ایستگاه های نزدیک به مناطق شهری و روستایی به دلیل ورود فاضلاب و رهاسازی انواع پسماندهای خانگی در آب، و همچنین در اسکله به دلیل تردد بیشتر افراد محلی و گردشگران و ریختن زباله در نوار ساحلی دریاچه، بیشتر از سایر ایستگاه ها است.

    کلیدواژگان: میکروپلاستیک، رسوب، سد طالقان، رودخانه، پسماند
  • اکرم فاطمی قمشه، ساره نظامی* صفحات 75-84
    زمینه و هدف

    بخش عمده ای از نیترات مصرفی توسط انسان از سبزی های مصرف شده در رژیم غذایی روزانه وارد بدن می شود. بالا بودن غلظت نیترات در اندام های قابل مصرف سبزی ها باعث انواع مسمومیت ها، تولید بیماری کم خونی در کودکان و تولید ماده سرطان زای نیتروز آمین در بزرگسالان می گردد. به منظور بررسی غلظت این ترکیب در تعدادی از سبزیجات پرمصرف شهر کرمانشاه، از چهار بازار اصلی تره بار این شهر نمونه هایی در تابستان 1398 جمع آوری شد.

    روش بررسی

    پس از آماده سازی نمونه ها در آزمایشگاه و تهیه عصاره آنها، غلظت نیترات با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج nm 410 تعیین گردید.

    یافته ها

    براساس نتایج، بین غلظت نیترات در سبزی های بازار های مختلف در تعدادی از سبزیجات اختلاف معنی دار آماری در سطح 5 درصد مشاهده شد. بیشترین غلظت نیترات به ترتیب در سبزیجات برگی، غده ای و بوته ای حاصل شد. در بین سبزیجات برگی شاهی با میانگین غلظت  mg/kg2052/14، در سبزیجات غده ای سیب زمینی با غلظت  mg/kg 127/01 و در سبزیجات بوته ای خیار با غلظت mg/kg  37/20 وزن تر بالا ترین غلظت نیترات را داشتند.

    نتیجه گیری

    براساس حدود مجاز استاندارد ملی ایران، غلظت نیترات کرفس و پیاز قرمز در بازار آزادی، نیترات برگ چغندر و سیب زمینی در بازار توپخانه، و غلظت نیترات شاهی در تمامی بازار ها بیش از حد مجاز تعیین شد. پیشنهاد می شود به منظور اطمینان از سالم بودن سبزیجات مصرفی، در فواصل زمانی معین و در فصول مختلف سال غلظت نیترات بررسی و کنترل شود.

    کلیدواژگان: نیترات، سبزیجات برگی، سبزیجات غده ای، سبزیجات بوته ای
  • بهاره قریشی، حسن اصلانی، محمد شاکر خطیبی، سپیده نعمتی منصور، محمد مسافری* صفحات 85-100
    زمینه و هدف

    لجن حاصل از تصفیه خانه های فاضلاب شهری در صورت آلودگی به فلزات سنگین و ورود به محیط می تواند باعث ایجاد ریسک بهداشتی و اکولوژیکی شود. هدف این پژوهش ارزیابی میزان آلودگی و ریسک اکولوژیکی فلزات سنگین در لجن های تصفیه خانه فاضلاب شهری استان آذربایجان شرقی است.

    روش بررسی

    9 نمونه لجن به صورت مرکب از بسترهای لجن خشک کن تصفیه خانه فاضلاب شهری استان آذربایجان شرقی جمع آوری و غلظت فلزات سنگین آنها اندازه گیری شد. شاخص تجمع زمینی، شاخص آلودگی و شاخص ریسک اکولوژیکی با استفاده از روابط مربوطه جهت تعیین ریسک اکولوژیکی فلزات سنگین در لجن فاضلاب محاسبه گردید.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که تغییرات روند غلظت فلزات به صورت Zn>Cu>Pb>Cr>Ni>As>Hg>Cd بود. براساس حداکثر مجاز استاندارد (MPS) و شاخص Muller، سطح آلودگی کادمیوم و مس پایین، روی متوسط، آرسنیک و سرب شدید و جیوه خیلی شدید ارزیابی می شود. بر اساس MPS، شاخص آلودگی تک فاکتوره و شاخص آلودگی سنتتیک به ترتیب کمتر از عدد 1 و 0/7 است که نشان دهنده عدم آلودگی لجن و ایمن بودن کاربرد آن در کشاورزی است. در مقایسه با غلظت های پوسته زمین، ریسک قابل توجه اکولوژیکی در مورد سرب، ریسک زیاد در مورد آرسنیک و کادمیوم و ریسک خیلی زیاد در مورد جیوه مشاهده می شود. تفاوت معنی داری بین مقادیر فلزات سنگین با حدود MPS مشاهده گردید (0/05< p).

    نتیجه گیری

    اگرچه غلظت های فلزات سنگین، زیر MPS ارایه شده توسط USEPA هستند، با این حال نمونه های لجن در مقایسه با غلظت متوسط پوسته زمین نشان دهنده درجه بالایی از ریسک اکولوژیکی بالقوه برای محیط هستند. پایش دوره ای کیفیت لجن قویا توصیه می شود.

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، ریسک اکولوژیکی، لجن، آلودگی خاک، آذربایجان شرقی
  • علیرضا محقق، مهدی ولیخان انارکی، سعید فرزین* صفحات 101-120
    زمینه و هدف

    رودخانه ها از مهمترین منابع آب هستند که آلودگی این منابع می تواند تاثیر مستقیم بر زندگی انسان ها و محیط زیست داشته باشد. در پژوهش حاضر، پارامترهای کیفی EC و TDS رودخانه کارون در سه ایستگاه آب سنجی ملاثانی، اهواز و فارسیات با استفاده از الگوریتم های مبتنی بر داده کاوی شامل LSSVM، ANFIS و ANN مدلسازی شده است.

    روش بررسی

    هشت سری داده مختلف شامل ترکیب Cl-1، Ca+2، Na+1، Mg+2، K+1، CO3، HCO3، SO4 با دبی جریان (Q) به عنوان ورودی الگوریتم ها، به روش کالیبراسیون غیرتصادفی  و تصادفی انتخاب شده است. نتایج دو روش، مورد مقایسه قرار گرفته است. در گام بعدی، مدلسازی EC و TDS براساس چهار پارامتر Na+1، Cl-1، Ca+2 و Q با تاخیرهای زمانی صفر تا سه ماهه انجام شده است.

    یافته ها

    پارامترهای Na+1، Cl-1 و Ca+2 دارای بیشترین تاثیر در مدلسازی پارامترهای EC و TDS هستند. الگوریتم LSSVM در مدلسازی هر دو پارامتر EC و TDS دارای بیشترین دقت است. در میان ایستگاه های بررسی شده، بیشترین دقت برای مدلسازی EC، مربوط به ایستگاه اهواز و برای TDS، مربوط به ایستگاه ملاثانی است که به ترتیب 16 و 36 درصد ضریب تعیین بیشتری داشته اند. الگوریتم LSSVM در مدلسازی نوسانات و حداکثر پارامترهای EC و TDS در طول تغییرات زمان نیز، بیشترین دقت را دارد.

    نتیجه گیری

    روش ها و مدل های استفاده شده در پژوهش حاضر به ویژه الگوریتم LSSVM می توانند ابزار مفید تصمیم گیری برای پیش بینی و مدیریت کیفی رودخانه ها از جمله رودخانه های حوضه آبریز کارون باشند. نتایج مدلسازی پارامترهای کیفی رودخانه ها با بهره گیری از هر دو روش کالیبراسیون غیرتصادفی و تصادفی، قابل اعتماد و استفاده است. البته دقت روش کالیبراسیون تصادفی، اندکی بیشتر است.

    کلیدواژگان: شوری آب، داده کاوی، حوضه کارون، کالیبراسیون تصادفی، کالیبراسیون غیرتصادفی
  • هادی انتظاری زارچ، محمدجواد ذوقی*، محمدرضا دوستی، سمیه رحمانی صفحات 121-132
    زمینه و هدف

    رنگ راکتیو قرمز 198 متعلق به رنگ مونو آزو است که به طور گسترده ای در صنایع نساجی کشور استفاده می شود. میزان سمیت رنگ های راکتیو در مقایسه با دیگر رنگ ها بیشتر است و موجب عواملی مانند تحریک، سرطان و جهش در انسان می شوند. هدف کلی این تحقیق، تعیین کارایی سیستم پایلوت تالاب مصنوعی با جریان افقی زیرسطحی متعارف و بافل دار جهت حذف رنگ راکتیو قرمز 198 است.

    روش بررسی

    به منظور حذف رنگ راکتیو قرمز 198 تعداد دو سلول به صورت موازی به ابعاد m 2×0/5×0/6 ساخته شد. در سلول متعارف و بافل دار از نی بومی Phragmites australis استفاده شده است. در روند تحقیق، غلظت COD و رنگ راکتیو بررسی و اثر زمان ماند و گیاه در میزان راندمان بررسی شده است.

    یافته ها

    نتایج حاصل شده نشان داد که حداکثر راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198، در غلظت آلاینده ورودی mg/L 100 و زمان ماند 3/5 روز به دست آمده که مربوط به سلول بافل دار است. همچنین وجود بافل در سیستم تالاب مصنوعی باعث افزایش راندمان حذف می شود. وجود گیاه نی در هر دو سلول با راندمان حذف رابطه مستقیم دارد. زمان ماند در سلول متعارف موثرتر از سلول بافل دار، در راندمان حذف عمل کرد. همچنین غلظت ورودی آلاینده با راندمان حذف رابطه معکوس داشت.

    نتیجه گیری

    مطابق با نتایج، تالاب مصنوعی زیر سطحی افقی بافل دار و متعارف می توانند در غلظت و زمان ماند پایین به عنوان سیستمی با عملکرد مناسب در حذف رنگ راکتیو قرمز 198 به کار برده شوند.

    کلیدواژگان: رنگ راکتیو قرمز 198، تالاب مصنوعی زیر سطحی افقی متعارف، تالاب مصنوعی زیر سطحی افقی بافل دار، گیاه نی
  • رضا نظرپور، معصومه فراستی*، ابوالحسن فتح آبادی، محمد قلی زاده صفحات 133-146
    زمینه و هدف

    تالاب های مصنوعی سیستم های مهندسی هستند که از گیاهان طبیعی، خاک و ارگانیسم ها برای تصفیه آب های آلوده شهری و حذف نیترات استفاده می کنند.

    روش بررسی

    در این پژوهش، سه سامانه به صورت کشت در خاک، سه سامانه به صورت کشت گیاه روی صفحات شناور و سه سامانه دیگر بدون گیاه و بستر متخلخل به منزله شاهد در نظر گرفته شد. زمان ماندهای هیدرولیکی انتخاب شده 1، 3 و 5 روز بود و برای هر زمان ماند این آزمایش در سه مرحله، به مدت شش ماه، تکرار شد. غلظت نیترات ورودی به سامانه ها و خروجی از آنها اندازه گیری شد.

    یافته ها

    متوسط راندمان حذف نیترات سامانه های حاوی گیاه (سامانه کشت در خاک و شناور) و بستر شاهد (بدون گیاه) با زمان ماند 1 روز به ترتیب 14/34، 12/09 و 10/51 درصد و با زمان ماند 3 روز به ترتیب 17/62، 15/76 و 13/54 درصد و با زمان ماند 5 روز به ترتیب 17/75، 17/66 و 16/08 درصد به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد راندمان حذف نیترات به طور معنی دار به زمان ماند وابسته بوده و بهترین زمان ماند با بیشترین راندمان حذف 17/66 درصد برای زمان ماند 5 روز به دست آمد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده، تالاب سطحی کشت در خاک دارای قابلیت بیشتری در حذف نیترات بوده، همچنین گیاه نخل مرداب دارای توان گیاه پالایی نیترات است.

    کلیدواژگان: تالاب مصنوعی، حذف نیترات، نخل مرداب، جریان سطحی
  • علیرضا حاجی قاسمخان، لعبت تقوی*، الهام منیری، امیرحسام حسنی، همایون احمدپناهی صفحات 147-164
    زمینه و هدف

    استفاده روز افزون از سم و کود شیمیایی در کشاورزی به منظور بهره وری بیشتر از زمین های حاصلخیز، منجر به آلودگی منابع آب به انواع آلاینده ها از جمله علف کش ها شده است. در این پژوهش، یک نانوجاذب مغناطیسی پلیمردار جدید به نام PV/S-g-3D-GO/N سنتز و برای حذف علف کش های  2و4 دی کلرو فنوکسی استیک اسید (2,4-D) و متیل کلرو فنوکسی استیک اسید (MCPA) به کار گرفته شده است.

    روش بررسی

    جهت بررسی ساختار نانوجاذب سنتز شده از تکنیک های FTIR، FESEM، TEM، XRD، VSM و TGA استفاده و اثر پارامترهای pH، دما، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اولیه بر جذب بهینه علف کش ها، مطالعه شد. همچنین مطالعات سینتیکی، ایزوترمی و ترمودینامیکی جذب نیز مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد در شرایط بهینه جذب، شامل pH برابر با 3 برای هر دو علف کش مذکور، زمان تماس min 180 برای علف کش 2,4-D و min 300 برای علف کش MCPA، دوز جاذب برابر با g/L 5 و دما برابر با °C 50 برای هر دو علف کش مورد مطالعه، ماکزیمم ظرفیت جذب (qmax) در مورد 2,4-D بهmg/g  5/62 و درمورد علف کش MCPA به mg/g 4/94 می رسد. همچنین نانوجاذب سنتز شده برای حذف علف کش های 2,4-D و MCPA از نمونه های واقعی با موفقیت کامل (راندمان حذف 100 درصد) به کار گرفته شد. شایان ذکر است برای هر دو علف کش مورد تحقیق، داده های ایزوترم به دست آمده از مدل لانگمویر تبعیت کرد و سینتیک فرایند جذب منطبق بر مدل شبه درجه دوم بود.

    نتیجه گیری

    نتایج پژوهش گویای آن است که نانوجاذب سنتز شده می تواند برای حذف علف کش های فنوکسی از زه آب های بخش کشاورزی و همچنین منابع آب آلوده به آلاینده های مورد مطالعه به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: نانوجاذب مغناطیسی پلیمردار، 2و4 دی کلروفنوکسی استیک اسید، متیل کلرو فنوکسی استیک اسید، نانوجاذب حساس به دما
  • آزاده مدیری، شاداب شهسواری*، علی وزیری یزدی، علی اکبر سیف کردی صفحات 165-180
    زمینه و هدف

    آرسنیک به دلیل داشتن پتانسیل آسیب به سلامت انسان و محیط، به عنوان فلزی سنگین و آلاینده ای سمی از دیرباز مورد توجه است. یکی از مکانیزم های حذف آرسنیک از محیط های آبی فرایند جذب است. از این رو هدف از این تحقیق بررسی امکان ساخت نانوالیاف مغناطیسی بر پایه کیتوسان - زیرکنیوم جهت جذب آرسنیک از پساب و بررسی سینتیک و ایزوترم جذب آن است.

    روش بررسی

    پس از طراحی آزمایش، سنتز نانو الیاف به روش الکتروریسی انجام شد و فرمولاسیون بهینه تعیین گردید و سپس به بررسی سینتیک و ایزوترم جذب آن پرداخته شد. نانو الیاف سنتز شده با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز، پراش پرتو ایکس و مغناطیس سنجی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    یافته ها

    فرمولاسیون بهینه شامل کیتوسان 2/84 درصد، نانوزیرکنیوم 0/97 درصد و نانوآهن 0/94 درصد به دست آمد و مشخص شد الیاف سنتزی از سینتیک شبه درجه اول و ایزوترم فروندلیچ پیروی می کند. تاثیر پارامترهای غلظت اولیه آلاینده، زمان تماس و pH بر مقدار جذب مورد بررسی قرار گرفت. همچنین غلظت بهینه نیترات آرسنیک برابر با mg/L 70 ، زمان بهینهmin  45 و pH بهینه برابر با 3 به دست آمد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج می توان نتیجه گرفت که شکل گیری نانوالیاف به صورت شبکه منظم بوده و حضور ذرات نانو آهن نیز در بین الیاف سنتزی قابل مشاهده است. همچنین با توجه به شکل آنالیز مغناطیس سنجی، مشخص شد که نانو الیاف مغناطیسی کیتوسان-نانوزیرکنیوم به خوبی مغناطیسی شده و به صورت فری مغناطیس است. درنهایت می توان نتیجه گرفت که نانوجاذب سنتز شده، پتانسیل بالایی جهت حذف آرسنیک از پساب صنایع دارد.

    کلیدواژگان: آرسنیک، نانوالیاف مغناطیسی، جذب سطحی، تصفیه پساب، ایزوترم فروندلیچ
|
  • Mohsen Ansari, Mahdi Farzadkia* Pages 1-14
    Background and Objective

    Considering 829000 annual diarrhoeal deaths due to water pollution worldwide, the World Health Organization has emphasized that countries should reduce this rate by upgrading their wastewater treatment systems. The purpose of this study was to evaluate the performance of a modified up flow septic tanks reactor for treatment of synthetic wastewater.

    Materials and Methods

    In this experimental study, a modified septic tank system based on the upstream hydraulic regime, and also a conventional septic tank system was designed, manufactured, and operated. The municipal wastewater was used to operate, and synthetic wastewater was used to maintain. The major performance indicators of septic tanks include: volatile solids (VS), volatile suspended solids (VSS), total suspended solids (TSS) and chemical oxygen demand (COD) were sampled and measured in triplicates. The experiments were done in three hydraulic retention times of 24, 48, and 72 hr. Finally, the results of the study were analyzed by statistical tests in the SPSS software.

    Results

    The average removal of TSS, VS, VSS, and COD in HRT 24 h for the conventional reactor were 55.07, 27.36, 30.82, and 55.52%, respectively, and for the upstream-modified reactor at HRT 24 h were 66.57%, 34.05%, 38.47%, and 65.57%, respectively.

    Conclusion

    Changing septic tanks to up flow regimes and creating a cylindrical shape in conventional septic tanks, the removal efficiency of conventional septic tanks was improved, and the effluent contamination load was reduced.

    Keywords: Municipal wastewater, Wastewater treatment, Septic tank, Hydraulic regime, Up stream flow
  • Fatemeh Mohebbian, Azadeh Tavakoli*, Abdolhossein Parizanganeh, Younes Khosravi, Isa Eskandari Pages 15-32
    Background and Objective

    Conversion of houses into residential towers in worn-out urban textures increases population. Schools of the vicinity would face with multiplicity and limited space for students, leading to noise pollution. The purpose of this study was to evaluate the noise levels during morning and afternoon shifts among two primary schools in Zanjan.

    Materials and Methods

    Measurements had been done using sound level meter, KIMO DB100. The equivalent noise level (Leq) measured during school year (2018-2019) in 10 stations. The measurements were done in three seasons (autumn, winter and spring) and in each season for two weeks. The data of the two schools were used for drawing charts and zoning by ArcGIS using IDW method. In addition, questionnaires were distributed among the teachers and school’ neighbors. The data were analyzed by SPSS software.

    Results

    The results showed that all the stations were tackled with noise pollution. The highest levels were related to school’s shift change and break times. The morning shift schools experienced higher levels of noise in comparison to the afternoon ones (1.87 and 2.1 dB, respectively for boys and girls). Leq values for boys’ school was 2 dB higher than that of the girls’. The noise level in the schools were 72 dB, which is 17 dB higher than the standard level 55 dB.

    Conclusion

    The residents living close to the schools were exposed to noise pollution for almost 10 hours a day. This could be regarded as harmful. The zoning maps showed that southwest side of the yard, adjacent to the neighboring residential buildings, had the highest levels of noise. This study demonstrated the site selection for the schools were not properly done.  Having a control strategy is needed.

    Keywords: Equivalent noise level, Noise pollution, Elementary School, Geographic Information System
  • Mohammad Gholizadeh*, Omid Heydari Pages 33-48
    Background and Objective

    Increased untreated wastewater and unsustainable development of agriculture has deteriorated water quality of rivers. The aim of this study was to determine the quality of water in Gorganrud River basin using NSFWQI IRWQISC and Liou Pollution Index and compare them with the global standards. To do this, GIS software.was used

    Materials and Methods

    In this study, 5 sampling stations were selected based on standard criteria including land use type, accessibility and standard distributions along the river. 12 water quality parameters including dissolved oxygen, fecal coliform, pH, biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, temperature, organic phosphate, nitrate, ammonium, turbidity, total dissolved solids and electrical conductivity in river for one year were measured from June 2019 to May 2019 follwoing standard methods.

    Results

    The amount of phosphate and turbidity was increased along the river from station 2 to the mouth of the river. This was due to the presence of agricultural and municipal sewage. There was a significant difference in BOD, fecal coliforms and nitrates with those of the standard values. Water quality indicators showed the great effects of urban wastewater and human waste in the river area. The best quality was observed in Station 1 (75; Good Quality), which was less exposed to human activity and development. Based on the conformity of the results of the indicators with the terrestrial reality, the results of the IRWQIsc index (Iranian surface water quality) showed the best results due to compatibility to the land uses and the trend of variables.

    Conclusion

    The presence of urban sewage and unsustainable agricultural in the city of Gonbad Kavous is the most important reason for the decline in water quality (poor quality class). In this regard, a comprehensive management in water resources and environmental impact assessment is needed.

    Keywords: Water quality, Gorganrud River, Qualitative indices, Pollution index
  • Omid Lahijani, Meisam Rastegari Mehr*, Ata Shakeri, Mina Yeganeh Far Pages 49-62
    Background and Objective

    Heavy metals contamination, particularly in aquatic environments, is an important concern.  Since Mahbad river is the source for supplying drinking water to the city and the dam established on it is used for catching fish and sale in the market, heavy metals concentrations in the sediments of Mahabad River and the Dam, and the possible health risk of the fish consumption were investigated.

    Materials and Methods

    Sediment samples from 21 sites in Mahabad dam, and river, and 16 fish samples (Sander lucioperca and bramis brama species) were collected. After preparation, the samples were analyzed using ICP-MS method. For data analysis, enrichment factor (EF), potential ecological risk index (RI), health risk indices, principal component analysis (PCA) and Mann-Whitney test were used.

    Results

    The EF and RI values of the studied heavy metals in the sediments were low. The max concentrations of lead, zinc, copper, arsenic and manganese were 36, 162, 74, 22.8 and 3221 mg/kg, respectively. This was more obvious in the samples taken from the downstream of the dam. However, accumulation of the heavy metals in fish tissues resulted in high values for total hazard quotients (THQ), particularly for As (1.19); high hazard index (above 1); and high estimated daily intake (EDI) for copper (1.64) in the study area.

    Conclusion

    The results of this study revealed that the conditions for elements’ mobility and bioavailability was suitable in the river and Mahabad Dam. Therefore, assessing the mobility and bioavailability of the heavy metals in the sediments of the region, and measurement and continuous monitoring of the heavy metals concentrations in the water, sediment and fish of the study area are needed.

    Keywords: Sediment, Risk index, Heavy metals, Fish, Mahabad River
  • Mina Yeganeh Far, Ata Shakeri*, Meisam Rastegari Mehr, Omid Lahijani Pages 63-74
    Background and Objective

    Microplastics (MPs) pollution are considered as a major growing global environmental problem in the past few decades. Dams could be an important reservoir for microplastics accumulation, therefore, in this study the presence of microplastics in sediments of Taleqan Dam and its upstream river was investigated in order to: 1) determine the local status of microplastic pollution and 2) determine the abundance and characteristics of the identified microplastics.

    Materials and Methods

    Sediment sampling was performed at 15 stations in the upstream of the river and the dam reservoir. After the sample preparation, separation method based on density difference was used for separation of the microplastics from the sediment, and stereo microscope and SEM-EDX were used for counting microplastics and investigation of their characteristics.

    Results

    Based on the results, maximum of the counted microplastic particles were observed in Taleqan City area with 2050 particles/300 g and minimum number was observed in the dam reservoir with 478 particles/300 g of sediment. The dominant shape, color, and size of the counted particles were polyhedral, colorless (transparent), and 100-250 μm, respectively.

    Conclusion

    The results showed that the concentration of microplastics in the stations near the urban and rural areas were higher due to the entry of sewage and the release of municipal solid wastes. Also, their concentrations were high in the stations close to the dock area of the dam due to the greater traffic of the locals and tourists and dumping of wastes in the shoreline of the lake.

    Keywords: Microplastic, Sediment, Taleqan Dam, River, Waste
  • Akram Fatemi Ghomsheh, Sareh Nezami* Pages 75-84
    Background and Objective

    Much of the nitrate consumption by humans in the daily diet comes from vegetables. The high concentration of nitrate in edible parts of vegetables causes toxicity, anemia for children and nitrous amine production in adults. Nitrous amine may results in cancer. Samples were collected from four main vegetable markets in Kermanshah city in summer 2019 to investigate the concentrations of these compounds in edible vegetables with high consumption.

    Materials and Methods

    After preparation of the samples in a laboratory, the nitrate were extracted and its concentration was determined by a spectrophotometer at wavelength 410 nm.

    Results

    The results showed significant differences in nitrate concentrations for the vegetable samples taken from the different markets (p>0.05). The highest concentration of nitrate were observed in the leafy, tuberous, and fruit-bearing vegetables. The highest nitrate concentration among the leafy vegetables was observed in cress with an average of 2052.14 mg/kg Fresh Weight; among tuberous vegetables was potato with an average of 127.01 mg/kg Fresh Weight; and among fruit-bearing vegetables was cucumber with an average of 37.20 mg/kg Fresh Weight.

    Conclusion

    The nitrate concentrations for celery, and red onion at the Azadi market were higher than the permissible limit, according to the national standard. Also, the nitrate concentrations in sugar beet leave and potato at the Toopkhaneh Market and nitrate concentration in cress at all the markets were higher than the permissible limit. It is recommended that the concentration of nitrate of edible vegetables should be determined at regular time intervals as well as during different seasons.

    Keywords: Nitrate, Leafy vegetables, Tuberous vegetables, Fruit-bearing vegetables
  • Bahareh Ghoreishi, Hassan Aslani, Mohammad Shaker Khatibi, Sepideh Nemati Mansur, Mohammad Mosaferi* Pages 85-100
    Background and Objective

    Application of sewage sludge contaminated with heavy metals may cause health and ecological concern. Ecological risk and heavy metals content of sewage sludge from wastewater treatment plants of East Azerbaijan province were evaluated in the present study.

    Materials and Methods

    Nine composite samples were taken and analyzed for heavy metals. The geo-accumulation index (Igeo), contamination factor(CF) , and potential ecological risk index were calculated.

    Results

    Variation of the heavy metals concentrations were in the following order: Zn>Cu>Pb>Cr>Ni>As>Hg>Cd. The contents of some heavy metals were several order of magnitude higher than the crustal average (CA) values. Considering the Maximum Permissible Standards (MPS) and the Mullerchr('39')s index, the Cd, Cu, and Zn pollution were found to be in the moderate range, whereas As and Pb were in strongly polluted category; and Hg was in extremely polluted category. Considering MPS, the single-factor pollution index (PI) and the Nemerow’s synthetic pollution index (PN) were lower than 1 and 0.7 respectively. This indicated that the sludges were unpolluted with most heavy metals and could be safely applied for agricultural uses. However, a high potential ecological risk for As and Cd; very high risk for Pb; and extremely high risk for Hg were calculated when considering the CA values. There were significant differences between the levels of heavy metals and MPS (p <0.05).

    Conclusion

    Although the metal concentrations were below the MPS according to the US EPA regulations, sludge samples showed a high degree of potential ecological risk for the environment in comparision with the CA values,. Periodic monitoring of sludge quality are strongly recommended.

    Keywords: Heavy metals, Ecological risk, Sludge, Soil pollution, East Azerbaijan
  • Alireza Mohaghegh, Mahdi Valikhan Anaraki, Saeed Farzin* Pages 101-120
    Background and Objective

    In the present study, EC and TDS quality parameters of Karun River were modeled using data-mining algorithms including LSSVM, ANFIS, and ANN, at Mollasani, Ahvaz and Farsiat hydrometric stations.

    Material and Methods

    Eight different inputs including the combination of Cl-1, Ca+2, Na+1, Mg+2, K+1, CO32-, HCO3, and SO42- with discharge flow (Q) were selected as non-random and random calibration inputs for these algorithms. Then, in order to guarantee the accuracy of the results, the simulation was performed by random calibration and the results of the two methods were compared. In the next step, the EC and TDS parameters were modeled based on the four parameters of Na+1, Cl-1, Ca+2, and Q and a lag time of zero to three months.

    Results

    Modeling results indicated that Na+1, Cl-1, and Ca+2 have the highest influence on modeling of EC and TDS parameters. The LSSVM algorithm was the most accurate in modeling EC and TDS parameters. Among the studied stations, the highest precision for EC and TDS modeling belongs to Ahvaz and Mollasani station, which has 16% and 36% higher coefficient of determination. LSSVM has highest accuracy in modeling the oscillation and peak EC and TDS parameters in during times.

    Conclusion

    The methods and models applied in the present study especially the LSSVM algorithm, can be a useful decision-making tool for predicting and qualitative management of rivers, including rivers in the Karun catchment area. The results of modeling the quality parameters of the rivers were reliable and usable by using both non-random and random calibration methods. However, the accuracy of the random calibration method was slightly higher.

    Keywords: Water salinity, Data mining, Karun basin, Random calibration, Non-random calibration
  • Hadi Entezari Zarch, Mohamad Javad Zoqi*, Mohamad Reza Doosti, Somayeh Rahmani Pages 121-132
    Background and Objective

    Reactive Red 198 is a mono azo dye widely used in the textile industry of Iran. The toxicity of reactive dyes is higher than other dyes and causes disorders such as irritation, cancer and mutation in humans. The overall objective of this study was to determine the efficiency of a Constructed Wetland pilot system with conventional and baffled horizontal subsurface flow to remove reactive red 198.

    Materials and Methods

    In order to remove Reactive Red 198, two cells were constructed in parallel with 2 × 0.6 × 0.5 m. In the conventional and baffled cell, native straw of Phragmites australis was used. In the research process, COD concentration and reactive dye concentration were investigated. The effect of retention time and type of plant on the efficiency were also investigated.

    Results

    The results showed that the maximum removal efficiency of the reactive red dye 198 was obtained at 100 mg/L inlet pollutant concentration and 3.5 days retention time, which was related to the baffled cells. Also, the presence of the baffles in the constructed wetland system increased the removal efficiency. The presence of straw in both cells was directly affected the removal efficiency. The effect of the retention time in the conventional cell was more effective in removal efficiency than the baffled cell. The pollutant inlet concentration was also inversely correlated with the removal efficiency.

    Conclusion

    According to the results, it can be concluded that the baffled and conventional horizontal subsurface constructed wetland can be used for low concentrations and at low retention time as a well-functioning system in the removal of reactive Red 198.

    Keywords: Reactive Red 198, Conventional horizontal subsurface constructed wetland, Baffled horizontal constructed wetland, Phragmites australis straw
  • Reza Nazarpoor, Masumeh Farasati*, Hasan Fathaabadi, Mohamad Gholizadeh Pages 133-146
    Background and Objective

    Synthetic wetlands are engineering systems that use natural plants, soils and organisms to purify municipal polluted water and remove nitrate.

    Materials and Methods

    In this study, three systems were considerd as soil culture, three systems as plant cultivation on floating plates and three other systems without plant and porous bed as. The experiments were done three times within six months. The hydraulic retention times were 1, 3 and 5 days. The experimental design consisted of a factorial split-plot design. The analysis of variance showed that the efficiency of nitrate removal was affected by the type of constructed wetland, HRT, and temperature changes (p≤0.01).

    Results

    At the HRT of 1 day, the average efficiency of nitrate removal by the soil culture, plant cultivation on floating plates and control  were 14.34%, 12.09% and 10.51%, respectively. At the HRT of 3 days, the average efficiencies were 17.62%, 15.76% and 13.54%, respectively. At the HRT of 5 days, the efficiencies were increased and they were 17.75%, 17.66% and 16.08%, respectively.

    Conclusion

    The results showed that the soil culture were more efficinet in removing nitrate .Also, the Cyperus alternifolius plant has the potential of nitrate phytoremediation.

    Keywords: Constructed wetland, Nitrate removal, Cyperus alternifolius, Surface flow
  • Alireza Hajighasemkhan, Lobat Taghavi*, Elham Moniri, Amir Hessam Hassani, Homayon Ahmad Panahi Pages 147-164
    Background and Objective

    Increased use of pesticides and chemical fertilizers in agriculture in order to increase the productivity of fertile lands has led to pollution of water resources with a variety of pollutants, including herbicides. In this study, a new polymer magnetic nanoadsorbent named PV/S-g-3D-GO/N was synthesized and used to remove 2,4-D and MCPA herbicides from aquatic environment.

    Materials and Methods

    To investigate the synthesized nanoadsorbent structure FTIR, FESEM, TEM, XRD, VSM and TGA techniques were used and the effect of parameters affecting the optimal removal of herbicides by the adsorbent, including pH, temperature, contact time, adsorption dose and initial herbicide concentration was investigated. The kinetic, isotherm and thermodynamic studies of adsorption were also investigated.

    Results

    The results showed that in the optimal adsorption conditions including pH 3 for both herbicides, contact time of 180 min for 2.4-D herbicide and 300 min for MCPA herbicide, absorption dose 5 g/L and temperature 50°C for both herbicides, the maximum absorption capacity (qmax) was 5.62 mg/g for 2.4-D and 4.94 mg/g for MCPA. The synthesized nanoparticles that were used to remove 2,4-D and MCPA herbicides from real samples were totally successful (100% removal efficiency). For both herbicides studied, the isothermal data followed the Longmuir model (2,4-D: R2 = 0.995; MCPA: R2 = 0.998), and the kinetics of the adsorption process was a pseudo-second-order model (2,4-D: R2 = 0.991; MCPA: R2 = 0.999).

    Conclusion

    The results of the present study indicate that the synthesized nano-adsorbent can be used to remove phenoxic herbicides from agricultural runoff as well as water sources contaminated with the studied herbicides.

    Keywords: Polymer nanomagnetic adsorbent, 2, 4 dichlorophenoxyacetic acid, Metylchlorophenoxyacetic acid, Thermosensitive adsorbent
  • Azadeh Modiri, Shadab Shahsavari*, Ali Vaziri Yazdi, Ali Akbar Seifkordi Pages 165-180
    Background and Objective

      Arsenic has long been considered as a heavy metal and toxic pollutant due to its potential to harm the human health and the environment. Adsorption is one of the mechanisms for arsenic removal from wastewater. Therefore, the purpose of this research was to investigate the feasibility of synthesized chitosan-zirconium magnetic nano fiber on arsenic adsorption from wastewater and to evaluate its kinetic and isotherm models.

    Materials and Methods

    Synthesis of nanofibers was performed by electrospinning method and the optimal formulation was determined following the experimental design. Then, kinetics and isotherms of arsenic adsorption on the as synthesized nanofibers were investigated. The prepared nanofiber was characterized using X-ray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopes (FESEM), Infrared Fourier Transform (FT-IR) and Vibrational Sampler Magnetic Meter (VSM).

    Results

    The optimal formulation was obtained: 2.84% chitosan, 0.97% nano-zirconium and 0.94% nano-iron. The adsorption of arsenic on synthetic fibers was found to follow quasi-first-order kinetics and the Freundlich isotherm. Furthermore, the effect of initial concentrations of arsenic, contact time, temperature and pH on arsenic adsorption were surveyed. The optimal condition for nitrate arsenic adsorption was obtained at initial concentration of 70 mg/L, 45 min contact time and at pH 3.

    Conclusion

    According to the results, the synthesized nanofiber displayed a regular network structure with the distribution of the Zr-nanoparticles in its shape. Also, according to the form of magnetometric analysis, it was found that chitosan-nanosirconium magnetic nanofibers are well magnetized and are free magnetic.  Finally, it can be concluded that the synthesized nanosorbent has a high potential for arsenic removal from industrial effluents.

    Keywords: Arsenic, Magnetic nanofibres, Adsorption, Wastewater treatment, Freundlich isotherm