فهرست مطالب

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 140 (امرداد و شهریور 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حسین حیدری، حسین پیمان*، حمیده روشنفکر صفحات 1-14
    یکی از پرکاربردترین پلیمرها در تصفیه و جذب آلاینده، پلی اتیلن ترفتالات است که با تصفیه منابع آبی، مصرف آنها را بهینه و از محیط زیست محافظت می کند. مشکل این پلیمر عدم وجود گروه عاملی در سطح، برای اتصال نانوذرات است. بنابراین در این پژوهش، در دو مرحله ابتدا پلیمر، با گروه کربوکسیلیک به روش سنتز شیمیایی عامل دار شد، سپس نانوذره نقره به کمک روش اولتراسونیک بر روی آنها سنتز شد. شرایط بهینه سنتز نانوذرات به دست آمد (pH معادل 9 و غلظت 2/0 مولار). در این شرایط، میانگین اندازه ذرات 64 نانومتر بود. در بخش دوم، پلیمر اصلاح شده برای حذف رنگ متیل اورانژ استفاده شد. پارامترهای بهینه برای حذف بررسی شد (pH معادل 9، دمای 35 درجه سیلسیوس و نسبت غلظت رنگ به جاذب 5 میکرومولار در 1/0 گرم). بیشترین درصد حذف رنگ در شرایط بهینه، 92 درصد پس از 120 دقیقه بود. اثر ضد باکتری پلیمر PET-AgNPs بر روی دو نوع باکتری استافیلوکوکوس اوریوس و اشرشیاکلی گرم مثبت و گرم منفی مشاهده شد. در بخش دوم، الکترود طلا را با ترکیبی از پلیمر PET-AgNPs و نانولوله کربنی اصلاح کرده و برای تشخیص رنگ متیل اورانژ استفاده شد. دامنه خطی 6-10×5 تا 8-10×2 مولار و حد تشخیص 9-10×6/7 مولار به دست آمد. پارامترهای موثر بر حذف و ایزوترم و سینتیک حذف بررسی شد. پلیمر عامل دار و اصلاح شده به خوبی قادر به اندازه گیری و حذف رنگ آلاینده بوده و علاوه بر آن، اثر ضد باکتریایی دارد.
    کلیدواژگان: عامل دار کردن، اولتراسونیک، پلی اتیلن ترفتالات، حذف، جاذب، نانوذرات نقره، رنگ متیل اورانژ
  • شکرالله لاری، داریوش عمادزاده، سید ابوطالب موسوی پارسا*، سمیه اکبری صفحات 15-26

    استفاده از نانوذرات آبدوست برای اصلاح سطح غشا، از جمله روش های مناسب به منظور بهبود خواص غشاهای فیلم نازک کامپوزیتی به ویژه در زمینه حذف فلزات سنگین از محیط های آبی است. در این پژوهش غشای نانوفیلتراسیون پلی آمیدی فیلم نازک با زیرلایه متخلخل پلی سولفون به روش پلیمریزاسیون بین سطحی تری مسویل کلراید و پیپرازین تهیه شد. به منظور اصلاح سطح غشاها و ساخت غشای جدید نانوکامپوزیت فیلم نازک به روش پوشش دهی، نانوذرات اکسید گرافن اصلاح شده با 3- آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان درون محلول 1- اتیل 3 - (3 - دی متیل آمینو پروپیل کربودی ایمید هیدرو کلراید) به عنوان فعال کننده گروه های عاملی پراکنده و سپس به روش پوشش دهی بر روی سطح غشای پلی آمیدی لایه نشانی شد. ویژگی های فیزیکوشیمیایی با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز، زاویه تماس آب و آبدوستی به منظور بررسی ساختار، مورفولوژی و همچنین تست های اندازه گیری شار آب و میزان پس زنی برای بررسی عملکرد و کارایی غشاهای سنتز شده در سیستم فیلتراسیون، ارزیابی شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت نانوذرات منجر به بهبود خاصیت آبدوستی سطح غشاهای نانوکامپوزیت نسبت به غشای خالص می شود. نتایج عملکردی و فیلتراسیون غشایی نشان داد که مقدار شار آب خالص غشاهای ساخته شده، با افزایش غلظت نانوذرات اکسید گرافن افزایش می یابد، به طوری که مقدار آن از حدود L/m2.h 42 برای غشای خالص تا L/m2.h 95 برای غشای محتوی 1/0درصد وزنی اکسید گرافن افزایش یافت. این روند نشان دهنده اثر مثبت نانوذرات بر گذردهی آب غشاها بود. علاوه بر این میزان پس زنی فلز سنگین کبالت با تغییر pH از 3 تا 8 برای همه نمونه های غشایی روند صعودی داشت، به طوری که غشایTFN3، بیشترین میزان پس زنی (98 درصد) فلز سنگین را نسبت به غشاهای دیگر داشت. این درحالی است که مقدار شار عبوری با تغییر pH و افزایش غلظت نانوذرات، روند کاهشی داشت. از این رو می توان، این روش را به عنوان یک روش جدید و موثر در زمینه حذف فلزات سنگین، استفاده کرد.

    کلیدواژگان: غشای TFC، غشای TFN، اصلاح سطح، اکسیدگرافن
  • مهیار پاکان، مریم میرابی*، علیرضا ولی پور صفحات 27-43

    گرفتگی بیولوژیکی در غشاهای اولترافیلتراسیون پلیمری یکی از معضلات اساسی فرایندهای غشایی است. در این راستا، نانوذرات CuO با ویژگی هایی مانند مقاومت زیاد در برابر عوامل فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و همچنین خواص ضدباکتریایی می تواند به عنوان یکی از افزودنی های موثر در ساخت غشاهای اولترافیلتراسیون کامپوزیتی و کاهش پدیده گرفتی بیولوژیکی محسوب شود. در این پژوهش، به منظور افزایش خواص آبدوستی، عدم تمایل به گرفتگی در سطح غشا و بهبود عملکرد تصفیه گیری غشای اولترافیلتراسیون از پلیمر PVDF (16 درصد wt)، نانوذره صفحه ای شکلCuO  (1 درصد wt) و پلیمرPVP (1 درصد wt) در ساخت غشا به روش وارونگی فاز استفاده شد. برای ارزیابی خواص فیزیکی و شیمیایی نانوذره CuO سنتز شده به روش هیدروترمال و غشاهای ساخته شده از آنالیز XRD و FTIR، همچنین برای بررسی مورفولوژی غشا و نانوذره CuO از آنالیز FESEM و TEM استفاده شد. ترکیب نانوذره CuO با ساختار نیمه کریستالی پلیمر PVDF سبب بهبود خواص آبدوستی و فاز β در ساختار غشا شد. نتایج ارزیابی ها نشان داد که میزان آبدهی و پس زنی غشای نانوکامپوزیت CuO به ترتیبLMH  357 و 96 درصد بوده است. زاویه تماس در سطح غشای اصلاح شده 59 درجه بود که نسبت به نمونه شاهد 25 درصد خواص آبدوستی سطح آن افزایش داشته است. همچنین، میزان ریکاوری غشای نانوکامپوزیت CuO در حدود 83 درصد بود که نشان دهنده تاثیر خواص ضدباکتری این نانوذره بوده است. در نهایت به منظور بررسی عملکرد غشای نانوکامپوزیت PVDF/CuO از محلول سنتتیک BSA و نمونه فاضلاب شهری در فیلتراسیون استفاده شد. غشای کامپوزیت PVDF/CuO در گندزدایی و تصفیه فاضلاب کارایی عملکردی بالایی داشت؛ به طوری که میزان COD پساب تصفیه شده آن کمتر از mg/L 5 و میزان حذف کدورت و TSS در حدود 99 درصد بوده است و هیچ کلیفرم مدفوعی در آن شناسایی نشد.

    کلیدواژگان: اولترافیلتراسیون، غشا، CuO، PVDF، تصفیه فاضلاب شهری
  • پریسا یوسفیان، حسن اقدسی نیا*، محمدسعید حجازی، احمدرضا محمدیان سودمند صفحات 44-57

    ترکیبات دارویی به طور گسترده در درمان بیماری ها استفاده می شوند و از این میان، آنتی بیوتیک ها پرمصرف ترین گروه دارویی هستند. حضور این ترکیبات در محیط زیست، خطر جدی برای سلامت جهانی محسوب می شود. هدف از این پژوهش، دستیابی به نرخ حذف بالای آنتی بیوتیک تتراسایکلین از محلول آبی، با استفاده از کک پیرولیزی اصلاح شده توسط اوره به عنوان پسماند جامد کربنی صنایع پتروشیمی و بهینه سازی فرایند جذب بود. خصوصیات و مشخصه های جاذب توسط آنالیزهای SEM، XRD، FTIR، BET و EDX تعیین شد. در دمای محیط (25 درجه سلسیوس)، تاثیر عوامل موثر بر جذب سطحی از جمله مقدار جاذب، pH محلول، زمان تماس و غلظت اولیه آلاینده بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل، مشخص شد که میزان بهینه و بیشینه جذب داروی تتراسایکلین در pH برابر با 5، مقدار جاذب 3 گرم در لیتر، غلظت اولیه آلاینده 50 میلی گرم در لیتر و زمان تماس 90 دقیقه رخ می دهد و این مقدار بهینه برابر 32/96 درصد به دست آمد. بر اساس نتایج آنالیز SEM و BET، مشخص شد مرحله فعال سازی باعث افزایش تخلخل و ایجاد حفره های فراوان در سطح جاذب می شود. نتایج آنالیز FTIR مشخص کرد که جذب آنتی بیوتیک تتراسایکلین توسط گروه های آمینی مثبت کننده NH درسطح جاذب افزایش یافته است. همچنین فرایند جذب تتراسایکلین توسط جاذب اصلاح شده از مدل ایزوترم جذب تمکین و مدل سینتیک جذب شبه مرتبه دوم پیروی کرد.

    کلیدواژگان: کک پیرولیزی، تتراسایکلین، جذب سطحی، محلول آبی، کک اصلاح شده
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، مسعود یزدان پناه، محمد امین رئوف، طاهره زبیدی صفحات 58-76

    اگرچه تشویق خانوارها به پذیرش رفتارهای حفاظت از آب، به عنوان یک استراتژی موثر در تامین آب پایدار، توجه مدیریت تقاضای آب را به خود جلب کرده، اما موفقیت در چنین سیاست هایی به پذیرش داوطلبانه افراد وابسته است. با توجه به نقش مهم روانشناسی در تبیین رفتار انسان، این پژوهش به بررسی عوامل اساسی اجتماعی- روانشناختی موثر بر پذیرش رفتارهای حفاظت از آب خانگی و چگونگی تبیین این رفتارها به کمک توسعه تیوری رفتار، برنامه ریزی شده و با اضافه کردن متغیر عادت، به مدل اصلی این تیوری پرداخت. در این پژوهش که صرفا بر روی رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب (حفاظت رفتاری) متمرکز بود، 343 نفر از شهروندان شهر اصفهان شرکت کردند. در این راستا، یک پژوهش پیمایشی به کمک یک پرسش نامه ساختاریافته به عنوان ابزار پژوهش، انجام و از روش مدل سازی معادلات ساختاری نیز برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شد. نتایج نشان داد که با اضافه کردن متغیر عادت به تیوری رفتار برنامه ریزی شده، مدل توسعه یافته قادر است به ترتیب 75 و 51 درصد از واریانس تمایل به انجام رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب و نیز رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب را پیش بینی کند. بر اساس یافته ها، متغیرهای نگرش و کنترل رفتاری درک شده، رابطه مثبت معنی داری با تمایل داشتند که از این بین نگرش، دارای بیشترین قدرت پیش بینی تمایل به انجام رفتارهای حفاظت از آب خانگی بود. علاوه بر این، متغیرهای عادت و تمایل، رابطه مثبت معنی داری با رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب داشتند که متغیر عادت، مهم ترین عامل تعیین کننده رفتار بود. این در حالی است که متغیر هنجار ذهنی، بر تمایل و متغیر کنترل رفتاری درک شده، بر رفتار تاثیر معنی داری نداشت. در نهایت، به سیاست گذاران پیشنهاد می شود که کمپین های آگاهی بخشی و آموزشی با هدف (1) ایجاد نگرش مثبت نسبت به رفتارهای حفاظت از آب در میان خانوارها، (2) افزایش خودکارآمدی و اعتماد به نفس آنها در انجام این گونه رفتارها و (3) بهبود و یا تغییر عادات رفتاری حفاظت از آب آنها، طراحی و پیاده سازی کنند تا بتوانند تمایلات و رفتارهای حفاظت از آب را در بین خانوارها ارتقا بخشند.

    کلیدواژگان: حفاظت از آب، تئوری رفتار برنامه ریزی شده، عادت، مدل سازی معادلات ساختاری، روانشناسی محیط زیستی، مدیریت تقاضای آب
  • محمد پرورش، ناصر مهردادی، عبدالرضا کریمی*، محمد طلائی صفحات 77-100

    امروزه حکمرانی آب یکی از مهم ترین مسایل چالش برانگیز در جهان محسوب می شود که حکومت های شهری را تحت تاثیر قرار می دهد. این امر منجر به ظهور مجموعه ای از مدل های حکمرانی آب شده که گستره ای از سازمان های دولتی، دولتی-خصوصی و خصوصی را در بر می گیرد. در این پژوهش سعی شد، با استفاده از یک مدل توصیفی، مدل نقش آفرینی شرکت های آب و فاضلاب در مدیریت یکپارچه شهری سناریوبندی شده و سپس نوع بهینه حکمرانی آب در ایران معرفی شود. در این راستا، کلیه پارامترها و متغیرهای موثر در مدیریت به هم پیوسته منابع آب ایران و نیز مجموعه قوانین و مقررات بالادستی و حدود اختیارات سازمان های درگیر ارزیابی و بررسی شد. سپس با به کارگیری ابزاری تحت عنوان نگاشت نهادی، 4 سناریوی محتمل برای تقسیم وظایف بین دولت، شهرداری و بخش خصوصی در حکمرانی آب شامل 1) حکمرانی متمرکز مبتنی بر نقش آفرینی دولت مرکزی، 2) حکمرانی نیمه متمرکز با محوریت دولت مرکزی، 3) حکمرانی نیمه متمرکز با محوریت دولت محلی (شهرداری ها) و 4) حکمرانی غیرمتمرکز مبتنی بر نقش آفرینی دولت محلی (شهرداری ها) ارایه شد. با مقایسه سناریوهای پیشنهادی بر اساس ملاحظات، مزایا و معایب هر یک از سناریوها، سناریوی 2 به عنوان بهترین سناریو از حیث مطلوبیت به کارگیری با توجه به شرایط و اقتضایات کشور معرفی شد.

    کلیدواژگان: نقش آفرینی، نگاشت نهادی، مدیریت یکپارچه شهری، حکمرانی آب
  • سیمین زمانی، رویا مافی غلامی* صفحات 101-114

    تخلیه فاضلاب صنعت داروسازی با حضور ترکیبات آلی مانند ترکیبات دارویی به ویژه آنتی بیوتیک ها به محیط های آبی، به عنوان یکی از مشکلات محیط زیستی مطرح است. فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته مانند فرایند فوتوکالیتیکی یکی از روش های مورد توجه است. هدف از این پژوهش، بهینه سازی کارایی فرایند اکسیداسیون پیشرفته فوتوکاتالیتی در حضور کاتالیست NH2-MIL125(Ti) در تصفیه پساب صنعت داروسازی بود. در این پژوهش، کاتالیست NH2-MIL125(Ti) با روش سولوترمال سنتز شده و مشخصات آن توسط آنالیزهای SEM، EDAX، FTIR و XRD بررسی شد. در مرحله بهینه سازی، بر اساس طراحی ترکیبی مرکزی، تاثیر متغیرهای pH، دوز نانوکامپوزیت و زمان واکنش بر کارایی حذف اکسیژن موردنیاز شیمیایی در فاضلاب دارویی بررسی شد. نتایج آنالیز مشخص کرد که سنتز کاتالیست با موفقیت انجام شده است. همچنین بهینه سازی پیشنهادی مدل، بر اساس ضریب تعیین 99/0R2= از نوع دوجمله ای بود. شرایط بهینه واکنش عبارت است از pH برابر 9/6، زمان واکنش برابر 79 دقیقه و دوز نانوکامپوزیت برابر 5/0 گرم در لیتر. در شرایط بهینه 68 درصد COD اولیه کاهش یافت. مکانیزم های جذب سطحی و فوتولیز به تنهایی کارایی بسیار کمی نسبت به فرایند فوتوکاتالیتیکی داشتند. در این پژوهش، غلظت COD محلول از 3100 به 992 میلی گرم در لیتر رسید. پساب خروجی از این سیستم را می توان به سیستم جمع آوری فاضلاب شهری تخلیه کرد.

    کلیدواژگان: فرایند فوتوکاتالیتیکی، NH2-MIL125(Ti)، فاضلاب صنعت داروسازی، طراحی ترکیبی مرکزی
  • ساسان فولادوندا، محمد قربان پور*، محمدباقر مقیمی صفحات 115-125

    امروزه تولید فاضلاب های صنعتی، بهداشتی و نفوذ آنها به منابع آبی مشکلات زیادی به بار آورده است. به علاوه محدودیت در منابع آب قابل استفاده در صنعت، کشاورزی و شرب و همچنین فاضلاب ها، جوامع بشری را به استفاده بهینه از منابع موجود و بازیابی (استفاده مجدد) آبهای آلوده هدایت کرده است. در این پژوهش، اثر هر یک از روش های فعال سازی اسیدی و قلیایی بر فعالیت جذب سطحی رنگ توسط خاک رس قرمز انجام شد. هر یک از خاک های فعال شده برای حذف رنگ متیلن بلو با روش جذب سطحی استفاده شد تا خاک فعال شده با بیشترین کارایی مشخص شود. عوامل موثر بر جذب شامل اثرات pH محلول (معادل 5 تا 11)، غلظت ماده رنگ زا (100 تا 400 میلی گرم در لیتر) و مقدار جاذب (2/0 تا 03/0 گرم) در جذب رنگ متیلن بلو بر روی جاذب بهینه بررسی شد و شرایط بهینه تعیین شد. در ادامه برای بررسی خواص فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژیکی از آنالیزهای پراش اشعه ایکس و اندازه گیری میزان تخلخل و سطوح موثر و آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز استفاده شد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد خاک فعال شده با اسید 3 مولار، بیشترین ظرفیت جذب در بین روش های فعال سازی را دارد. بر اساس آنالیزهای شناسایی انجام شده، مساحت سطح خاک رس پس از عملیات فعال سازی اسیدی در نتیجه شکست برخی پیوندهای موجود در ساختار خاک رس (نتایج تبدیل فوریه مادون قرمز) و باز شدن صفحات (تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی) افزایش یافت. عوامل بیان شده منجر به افزایش قابل توجه جذب خاک فعال شده در مقایسه با خاک خام از 27 به 81 درصد شد. رفتار جذبی جاذب نشان داد که ایزوترم جذب با مدل معادله لانگمیر تطابق خوبی دارد. نتایج بررسی مشخص کرد که امکان استفاده مجدد از جاذب وجود دارد. همچنین می توان از خاک اصلاح شده به عنوان یک جاذب کارآمد برای حذف رنگ متیلن بلو از محلول های آبی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: فعال سازی، خاک رس قرمز، جذب، رنگ
  • مطهره ترشیزی، علی نصیریان*، حسین الیاسی، ناصر موسویان صفحات 126-138

    استفاده از شیرهای فشارشکن به منظور کاهش فشار سیستم های توزیع آب به حداقل مقدار موردنیاز، یکی از موثرترین راه ها برای کاهش نشت است. باز و بسته شدن شیرها، روشن و خاموش شدن پمپ و نوسان مصرف آب توسط یک مصرف کننده بزرگ، باعث به وجود آمدن جریان های گذرا می شود. تقابل بین جریان گذرا و یک شیر فشارشکن با تنظیم شیر سوزنی ثابت، ممکن است موجب تشدید امواج فشاری در سیستم توزیع آب شود. استفاده از شیرهای فشارشکن هوشمند می تواند نوسان فشار را محدود کند. در این پژوهش، خطی سازی ورودی- خروجی با بازخورد برای کنترل هوشمند شیر فشارشکن استفاده شد. نتایج این روش با نتایج استفاده از شیر فشارشکن با CNVS و کنترل کننده PID مقایسه شد. برای ارزیابی روش های پیشنهادی، یک شبکه نظری برگرفته شده از مراجع، استفاده شد. مصارف شبکه شامل مشترکین عادی و یک مصرف کننده بزرگ صنعتی بود. جریان چکش آبی ناشی از تغییرات مصرف، عملکرد شیر فشارشکن با CNVS، روش IOFL و کنترل کننده PID در نرم افزار سیمیولینک مدل سازی شد. نوسان هد در محل خروج شیر فشارشکن در CNVS از 18 تا 28 متر، در کنترل کننده PID و روش IOFL، 26 تا 28 متر بود. همچنین نتایج نشان داد که روش IOFL، نوسانات ملایم تر و کمتری نسبت به PID دارد. خطای جذر میانگین مربعات هد در محل خروج شیر با CNVS، کنترل کننده PID و IOFL به ترتیب برابر 6/1، 32/0 و 28/0 بود. بنابراین، روش IOFL، خطای کمتر و عملکرد بهتری نسبت به PID داشت. همچنین این روش با تبدیل معادلات غیرخطی سیستم به معادلات خطی، عملیات محاسباتی ساده تری داشت.

    کلیدواژگان: شبکه توزیع آب، شیر فشارشکن، چکش آبی، کنترل کننده PID، خطی سازی بازخورد
  • سید شهرام مشعشعیان اصل، امیر حسام حسنی*، افشین تکدستان، امیرحسین جاوید صفحات 139-150

    آترازین یکی از پرکاربردترین علف کش ها در کشور از جمله استان خوزستان محسوب می شود. حضور این علف کش در محیط های آبی سلامت انسان و اکوسیستم آبی را به شدت تهدید می کند. آترازین یک مختل کننده غدد درون ریز است و جزو ترکیبات سرطان زا محسوب می شود. نیمه عمر این علف کش در آب و خاک بسته به دما و pH، بین 20 تا 50 روز است. این پژوهش با هدف تعیین آفت کش آترازین در زهاب های کشاورزی و آب رودخانه کارون و دز بود. به منظور اندازه گیری میزان غلظت علف کش آترازین در زهاب کشاورزی و رودخانه کارون و دز از 15 ایستگاه در محدوده بالادست و پایین دست رودخانه استفاده شد. سنجش و تعیین غلظت سم علف کش آترازین با دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی زیاد مجهز به دتکتور اشعه ماورای بنفش در حداکثر طول موج جذب انجام شد. ساخت محلول های استوک با اضافه کردن محلول استاندارد آترازین در غلظت های 005/0، 05/0، 1/0، 5/0 و ppm 5/1 تهیه شد. تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار Excel انجام شد. نتایج نشان داد میزان غلظت آترازین در پایین دست رودخانه کارون ایستگاه های 12، 11، 9 و 15 نسبت به ایستگاه های 1، 3، 5 و 6 بالادست روند تغییرات غلظت کاهشی دارد. حداکثر غلظت آترازین در فصل تابستان، زمستان، پاییز و بهار به ترتیب 16/55، 02/53، 11/51 و 86/49 میکروگرم در لیتر اندازه گیری شد که فراتر از استاندارد سازمان محیط زیست (MCL برابر 3 میکروگرم در لیتر) بود و میزان این علف کش در فصول مختلف نمونه برداری حدود 56/94، 34/94، 13/94 و 98/93 درصد بیش از استانداردهای پیشنهادی EPA و WHO بود. نتایج نشان داد مقدار علف کش آترازین در بیشتر نمونه های آب رودخانه کارون فراتر از استاندار و مقررات  EPAو WHO بود. بیشترین مقدار غلظت آترازین در محل اختلاط دو رودخانه کارون و دز ایستگاه شطیط 1، سپس کشت و صنعت دهخدا، ایستگاه 6 بالادست رودخانه کارون بیشترین غلظت مشاهده شد. میزان این علف کش در پایین دست که تحت تا ثیر جزرومد خلیج فارس است، کمترین مقدار را داشت.

    کلیدواژگان: آفت کش آترازین، رودخانه کارون- رودخانه دز، زهاب کشاورزی
|
  • Hossein Heydari, Hossein Peyman *, Hamideh Roshanfekr Pages 1-14
    One of the most widely used polymers in the treatment and absorption of pollutants is polyethylene terephthalate, which optimizes their consumption and protects the environment by purifying water sources. The problem with this polymer is the lack of a functional group on the surface to bind the nanoparticles. Therefore, in this study, we first functionalized the polymer with the carboxylic group by chemical synthesis, then we synthesized silver nanoparticles on them by ultrasonic method. Optimal nanoparticle synthesis conditions were obtained (pH=9 and concentration 0.2 M). Under these conditions, the average particle size was 64 nm. In the second part, modified polymer was used to remove Methyl orange dye. Optimal parameters for removal were investigated (pH=9, temperature of 35 °C and ratio of dye concentration to adsorbent of 5 μM/0.1 g). The highest percentage of paint removal under optimal conditions was 92% after 120 minutes. The antibacterial effect of PET-AgNPs polymer was observed on two types of bacteria, Staphylococcus aureus and Escherichia coli, gram-positive and gram-negative. In the second part, the gold electrode was modified with a combination of PET-AgNPs polymer and carbon nanotubes and was used to detect methyl orange dye. The linear range was 5×10-6 to 2×10-8 M and the detection limit was 7.6×10-9 M. Parameters affecting removal and isotherm and removal kinetics were investigated. The functionalized and modified polymer is well able to measure and remove the contaminant dye and, in addition, it has an antibacterial effect.
    Keywords: Functionalization, ultrasonic, Polyethyleneterephthalate, Removal, Adsorbent, Silver nanoparticles, Methyl Orange Dye
  • Shokrollah Lari, Dariush Emadzadeh, Aboutaleb Mousavi Parsa *, Somaye Akbari Pages 15-26

    The application of hydrophilic nanoparticles to modify the surface of the membrane is one of the suitable approaches to improve the properties of thin-film composite membranes, particularly for the removal of heavy metals from aqueous environments. In this research, a thin-film polyamide nanofiltration membrane with porous polysulfone substrate was prepared by TMC and PIP interfacial polymerization technique. To modify the surface of TFC membranes and produce new TFN membranes by a nanoparticle coating method, graphene oxide nanoparticles modified with 3-aminopropyltriethoxysilane were dispersed in EDC solution as an activator of functional groups, and then were layered by coating the surface of the polyamide membrane. Physicochemical features using scanning electron microscopy, Fourier Transform Infrared, water contact angle, and hydrophilicity to assess structure, morphology as well as tests of water flux and rejection rate were evaluated to estimate the performance and efficiency of the synthesized membranes in the filtration system. The findings indicated that increasing the concentration of nanoparticles improves the hydrophilicity nanocomposite membranes compared to neat TFC membranes. Functional results and membrane filtration indicated that the amount of neat water permeability of the fabricated membranes increases with increasing concentration of graphene oxide nanoparticles from about 42 L/m2.h for TFC membrane to 95 L/m2.h for the membrane containing 0.1 weight percent of graphene oxide. This trend shows the positive effect of nanoparticles on membrane water permeability. Furthermore, the rejection of cobalt heavy metal with increasing pH from 3 to 8 for all membrane samples has an upward trend, so that TFN3 membrane has the highest rate of rejection (98%) of heavy metal compared to other membranes while the amount of flux with changing pH and increasing the concentration of nanoparticles, has a decreasing trend. So, this technique can be applied as a new and effective method for the removal of heavy metals.

    Keywords: TFC Membrane, TFN Membrane, Surface modification, graphene oxide
  • Mahyar Pakan, Maryam Mirabi *, Alireza Valipour Pages 27-43

    The biological fouling in polymer membranes is one of the main challenges in the membrane processes. Accordingly, CuO nanomaterials with properties such as high resistance to physical, chemical, biological agents, as well as antibacterial properties can be considered as one of the effective additives in the fabrication of composite ultrafiltration membranes, and reduce biological fouling. In this study, PVDF (16wt %), PVP (1wt %), CuO nano-plates (1wt %) were used in fabrication membranes (Phase inversion method) to increase hydrophilic properties, to reduce the membrane fouling and improve the ultrafiltration membrane filteration performance. The physical and chemical characterization of CuO nano-plates (synthesized by hydrothermal method) and fabricated membranes evaluated by XRD and FTIR analysis and also FESEM and TEM were used to study the morphology of the samples. The mixture of CuO nanoparticles with the semi-crystalline polymer structure of PVDF improved the β phase in the membrane structure which improved the hydrophilic properties of the membrane feature. The results showed that the flux and rejection of CuO nanocomposite membranes were 357 and 96% LMH, respectively, and the contact angle was about 59 degrees, which increased the hydrophilic properties of the surface by 25% compared to the control sample. The recovery rate of CuO nanocomposite membrane was about 83%, which indicates the effect of antibacterial properties of these nano-plates. Finally, BSA solution and municipal wastewater were used to evaluate the performance of nanocomposite membrane in filtration and purification. PVDF/CuO composite membrane had high efficiency in disinfection and wastewater treatment; The COD of the treated effluent was less than 5 mg/L and the removal of turbidity and TSS was about 99% and no fecal coliforms were detected.

    Keywords: Ultrafiltration, Membrane, CuO, PVDF, Municipal Wastewater Treatment
  • Parisa Yousefian, Hassan Aghdasinia *, Mohammad Saeid Hejazi, Ahmadreza Mohammadian Soodmand Pages 44-57

    Pharmaceuticals are widely used in the treatment of diseases, and among them, antibiotics are the most widely used group of drugs. The presence of these compounds in the environment is a serious threat to global health. Common methods of removing antibiotics are photocatalytic processes, advanced oxidation, ozonation, and the use of sorbents. Adsorption processes are the most suitable option for removing drug compounds from aqueous media due to their high efficiency, simple system design, easy implementation and cost-effectiveness. The aim of this study was to use a new method to achieve a high removal rate of tetracycline antibiotics from aqueous solution, using a modified pyrolytic coke adsorbent and to optimize the adsorption process. The properties and characteristics of the adsorbents were determined by SEM, XRD, FTIR, BET and EDX analyses. At ambient temperature (25 ℃) the influence of effective factors such as adsorbent dose, solution pH, contact time and initial contaminant concentration were investigated. Based on the results, it was found that the optimal and maximum adsorption of tetracycline was occurred at pH=5, absorbent dose of 3 g/L, the initial concentration of 50 mg/L and the contact time of 90 minutes. This rate was equal to 96.32 percent. The results of FTIR analyses showed that the uptake of tetracycline by positive amine-NH groups was done at the adsorbent level. Also, the adsorption process of tetracycline by the modified adsorbent followed the Temkin adsorption isotherm model and the pseudo-second-order adsorption kinetics model.

    Keywords: Pyrolytic Coke, Tetracycline, Adsorption, Aqueous solution, Modified Coke
  • Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Masoud Yazdanpanah, Mohammad Amin Raoof, Tahere Zobeidi Pages 58-76

    Encouraging households to adopt residential water conservation behaviors, as an efficient strategy for sustainable water supply, has caught the attention of water demand management. However, the success of such policies depends on the voluntary acceptance of these measures by urban households. Considering the important role of psychology in explaining human behavior, the present research explored the key socio-psychological factors underlying the household adoption of WCBs and how these behaviors can be explained by expanding the theory of planned behavior via adding the habit variable to the TPB’s main model. In the current study, which focuses solely on water curtailment behaviors (behavioral conservation), 343 Isfahan citizens participated. In this regard, a cross-sectional survey was conducted using a structured questionnaire, as a research instrument, and the structural equation modeling method was also applied for data analysis. The results revealed that, by adding the habit variable to the TPB's main model, the extended model can predict 75% and 51% in the variance of intention to adopt water curtailment behaviors and water curtailment behaviors, respectively. Based on the findings, the attitude and perceived behavioral control variables had a significant positive relationship with intention, whereby attitude had the most predictive power of intention to adopt water curtailment behaviors. Moreover, the habit and intention variables were significantly and positively related to water curtailment behaviors, of which habit was the most important determinant of behavior. However, subjective norm had no significant relationship with intention, and perceived behavioral control was not significantly related to behavior. Finally, policymakers are advised to develop and implement awareness-raising and education campaigns aimed at (1) creating positive attitude toward WCBs among urban households, (2) increasing their self-efficacy and self-confidence in performing these actions, and (3) improving and/or changing their water conservation habits in order to improve WCBs among urban households.

    Keywords: Water conservation, Theory of Planned Behavior, habit, structural equation modeling, Environmental Psychology, Water Demand management
  • Mohammad Parvaresh, Nasser Mehrdadi, Abdolreza Karimi *, Mohammad Talaei Pages 77-100

    Urban governments face a number of challenges today related to water governance. As a result, a variety of water governance models have emerged involving governments, public-private partnerships, and private firms. Using a descriptive model, this paper describes how water and wastewater companies in integrated urban management are modeled, and then it suggests how the optimal type of water governance is established in Iran. This study analyzed all parameters and effective variables in continuous management of Iran's water resources, along with the set of laws and regulations that govern upstream activities and the authorities of the governing bodies. Based on institutional mapping, four scenarios were created for dividing responsibilities between government, municipality and private sector in water governance, including governmental planning, semi-centralized governance with the central government, semi-centralized governance with municipalities and decentralized governance based on local government mapping (municipalities). On the basis of the considerations, advantages, and disadvantages of every scenario, scenario 2 has been proposed as the most desirable scenario for application under the country's circumstances.

    Keywords: Role Mapping, Institutional Mapping, Integrated Urban Management, Water Governance
  • Simin Zamani, Roya Mafigholami * Pages 101-114

    Discharge of pharmaceutical industry wastewater by organic compounds containing pharmaceutical compounds, especially antibiotics into aquatic environments is one of the environmental issues. Advanced oxidation processes such as photocatalytic process is one of the processes which has attracted attention. The aim of this study was to optimize the efficiency of the advanced photocatalytic oxidation process in the presence of NH2-MIL125(Ti) catalyst in the treatment of pharmaceutical industry effluents. In this study, NH2-MIL125(Ti) catalyst was synthesized by solvothermal method and its characteristics were investigated by SEM, EDAX, FTIR and XRD analyzes. For optimization, use of the central composite design, and the effect of pH, nanocomposite dose and reaction time variables, on the COD removal in pharmaceutical wastewater was investigated. The results of the catalyst analysis illustrated that the synthesis of catalyst was successful. Also, the proposed optimization of the model based on the correlation coefficient (R2=0.99), is quadratic. Optimal conditions of process were pH 6.9, reaction time 79 min, and nanocomposite dose equal to 0.5 g/L. At optimal conditions, 68% of the initial COD was removed. Adsorption and photolysis mechanisms are much less efficient than the photocatalytic process. In this study, the soluble COD decreased from 3100 mg/L to 992 mg/L. The effluent from this system can be discharged to the municipal wastewater collection system.

    Keywords: Photocatalytic Process, NH2-MIL125(Ti), Pharmaceutical wastewater, Central composite design
  • Sasan Fooladivanda, Mohammad Ghorbanpour *, Mohammad Bagher Moghimi Pages 115-125

    Today, industrial and sanitation wastewater production and their penetration into water resources have caused numerous challenges. Moreover, limitations on water resources used in industry, agriculture, drinking water, and wastewater have led human societies to make optimal use of available resources and treat the polluted water. This study investigated the effect of the acid and alkaline activation methods on dye adsorption by red clay. Each activated soil was used to remove methylene blue paint by adsorption method to determine the activated soil with the highest efficiency. The influential factors on adsorption, including the effects of solution pH (5-11), dye concentration (100-100 mg/L), and the amount of adsorbent (0.3-0.2 g) in adsorption of methylene blue dye, were examined on the optimal adsorbent, and the optimal conditions were investigated and determined. Then, X-Ray diffraction, measurement of porosity and effective surfaces, and Fourier transform infrared analysis were used to study the physical, chemical, and morphological properties. The results of chemical analysis showed that the soil activated with 3 M acid has the highest adsorption capacity among other activation methods. According to the detection analyses, the surface area of the clay increased after the acid activation operation due to  some of the bonds in the structure of the clay breaking (results of Fourier transform infrared) and the opening of the plates (scanning electron microscope images). These factors increased the uptake of activated soil significantly (27 to 81%) compared to raw soil. The adsorption behavior of the adsorbent showed that the adsorption isotherm is consistent with the Langmuir equation model. The results of the reusability study showed that the adsorbent is reusable. Results also showed that the modified soil is an effective adsorbent to remove methylene blue from aqueous solutions.

    Keywords: Activation, Red Clay, Adsorption, Dye
  • Motahare Torshizi, Ali Nasirian *, Hossein Eliasi, Naser Moosavian Pages 126-138

    Using pressure reducing valves to reduce the pressure in water distribution systems to the minimum of required value is one of the most effective ways for leakage reduction. Valve opening/closing, switching a pump on/off and water consumption fluctuation by a large consumer cause transient flows. Interference between transient flow and a PRV with constant needle-valve setting may intensify pressure waves in WDS. Applying smart PRVs can limitpressure fluctuation. In this research, Input-output feedback linearization method has been used for smart PRV control. The results of this method have been compared with PRV with CNVS and proportional-integral-derivative controller. A theoretical network taken from references was used to evaluate the proposed methods. Network demands include normal consumers and an industrial large consumer. Water hammer caused by consumption variations, PRV with CNVS operation, IOFL method and PID controllers were modeled in Simulink. PRV outlet head fluctuation in PRV with CNVS is 18 to 28 m in PID controller and in IOFL method are 26 to 28 m. Also, the results showed that the IOFL method has smoother and less fluctuation than PID. Root-mean-square error for PRV outlet head in CNVS, PID controller and IOFL is 1.6, 0.32 and 0.28, respectively. Therefore, IOFL method has less error and better performance than PID. Also, this method has simpler computational operations by converting nonlinear system equations to linear equations.

    Keywords: Water Distribution Network, Pressure Reducing Valve, water hammer, PID Controller, Feedback linearization
  • Seyed Shahram Moshashaeian Asl, Amir Hessam Hassani *, Afshin Takdastan, Amir Hossein Javid Pages 139-150

    Atrazine is one of the most widely used herbicides in the country, including Khuzestan province. The presence of this herbicide in aquatic environments poses a serious threat to human health and the aquatic ecosystem. Atrazine is an endocrine disruptor and is considered a carcinogen. The half-life of this herbicide in water and soil is between 20 and 50 days, that depends on the temperature and pH. Therefore, the present study aimed to determine the pesticide atrazine in agricultural drains and water of Karun and Dez Rivers. In order to measure the concentration of atrazine in agricultural effluent and Karun and Dez River, 15 stations upstream and downstream of the river were used. Determination of atrazine herbicide concentration was used by high performance liquid chromatography equipped with ultraviolet detector at maximum absorption wavelength. Construction of stock solutions was done by adding standard atrazine solution at concentrations of 1.5 and 0.5 ppm, 0.1, 0.05, and 0.05. Data analysis was performed using Excel software. The results showed concentration mean of atrazine in the downstream station (9, 11, 12 and 15) decreases compared to the upstream statin (1, 3, 5 and 6). Maximum concentrations of atrazine in summer, winter, autumn and spring were measured with 55.16, 53.02, 111.51, 49.86 µg/L, respectively, which is beyond the standard of the environment organization (MCL=3 µg/L). Liters and different seasons of sampling are about 94.56%, 94.34%, 94.13% and 93.98% higher than the WHO standards. The results showed that the amount of atrazine herbicide in most water samples of Karun River is beyond the standard and WHO and EPA regulations. The Karun River was observed. Maximum concentrations were observed in maxing point of Karoon and Dez Rivers (station 1) followed by Dehkoda agro – industry (station 6) upstream.

    Keywords: Atrazine Pesticide, Karun River - Dez River, Agricultural Drainage