تبیان، دستیار زندگی
ریزش¬های نفتی در آب معمولاً به دو صورت پایدار و ناپایدار وجود دارند. در حالت ناپایدار نفت به سرعت تمایل به پراكندگی در سطح آب دریا داشته و نوع پایدار كه چنین تمایلی را نسبت به سطح آب ندارد...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مهدی رحمانی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

پوشش دهی نانو ذرات اکسید آهن
پوشش دهی نانو ذرات اکسید آهن

دهمین دوره از پروژه های دانش‌آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پرشور شما دوستان و علاقه‌مندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی"پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده‌اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه‌ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقه‌مند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: پوشش دهی نانو ذرات اکسید آهن توسط اولئیک اسید به منظور حذف لکه های نفتی
نام ارائه‌دهنده/دهندگان: سارا نوین
زمینه و نوع پروژه: شیمی محیط زیست
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: دبیرستان فرزانگان 6 تهران


ریزش های نفتی در آب معمولاً به دو صورت پایدار و ناپایدار وجود دارند. در حالت ناپایدار نفت به سرعت تمایل به پراكندگی در سطح آب دریا داشته و نوع پایدار كه چنین تمایلی را نسبت به سطح آب ندارد. نفت های ناپایدار معمولاً به صورت نفت سفید با ضریب ثقل كمتر از 8/0 هستند. نفت های پایدار نیز به صورت نفت سیاه و ضریب ثقل بیش از 8/0 دارند. زمانی که نفت وارد محیط آبی می شود به شکل های متفاوتی از جمله فیزیکی، شیمیایی و فرایندهای زیستی دچار تغییر و تحول شده و بر محیط آبی اثر می گذارند . به محض ورود آلودگی نفتی به محیط های آبی، فرآیند تغییرات فیزیکی و شیمیایی آغاز می گردد. این مراحل شامل مراحل ذیل است: تبخیر، گسترده شدن / انتشار، امولسیون سازی، تجزیه و فساد، تبادل های هوایی و دریایی، ته‌نشینی.


اکسیداسیون شیمیایی برخی از ترکیبات نفت اغلب به کمک نور خورشید صورت می گیرند. ترکیبات تجزیه شده این فرایند ها شامل توده های شناور قیر مانند، حل شدگی و ذره ذره شدن مواد هیدروکربنی در ستون و سطوح آبی و مواد ته نشین شده در بستر دریا هستند. همراه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی، فرایند زیستی هم به آرامی صورت می پذیرد. از مهمترین فرایندهای زیستی می توان به تجزیه مواد نفتی توسط میکرو ارگانیسم ها و تبدیل به دی اکسید کربن و یا مواد آلی در فاز حد واسط، اکسید اسیون ،حمل به سطوح بالای آب توسط ارگانیسم های بزرگ و متابولیت ها، ذخیره سازی و تخلیه اشاره نمود.


اطلاع از اثرات بادها و جریان های محلی از جمله اطلاعات ارزشمند برای تعیین سرعت پخش یك لكه نفتی محسوب می شود. در آب های گرمی مانند دریای عمان و خلیج‌فارس به دلیل افزایش دمای هوا، بخش های سبكتر ریزش های نفتی موجود در آب، تبخیر می شوند. آلودگی بالای نفت موجب افزایش فعالیت های باکتری های تجزیه کننده بخش های سنگین‌تر نفت می گردد.

پوشش دهی نانو ذرات اکسید آهن


در هر کشوری بنادر، نقش مهمی در تعامل با دیگر کشورها در زمینه تجاری و اقتصادی به شمار می روند. آلودگی نفتی در دریا خطر جدی برای محیط زیست ساحلی و اکوسیستم دریا محسوب و باعث هدر رفتن منابع انرژی می شود. آلودگی های ناشی از فعالیت های بندری ،حمل و نقل دریایی ،حوادث نفتکش های بزرگ، حفاری چاه های نفت و جنگ، تهدید جدی برای آب های ساحلی و بندرگاه هاست که از جمله پیامدهای آن مخاطرات آتش سوزی در بنادر، آلودگی آب های ساحلی و آبزیان، بر هم زدن اکوسیستم دریایی، بد منظره کردن محیط های بندری برای فعالیت های گردشگری خواهد بود. کنوانسیون بین المللی مقابله و همکاری در برابر آلودگی نفت، در پی حادثه ای که برای نفتکش «اکسون والدز» پدید آمد در سال 1990 به تصویب سازمان بین المللی دریانوردی رسید و در سال 1995 لازم الاجرا شد؛ هدف اصلی آن اقدام سریع و موثر در صورت وقوع سانحه آلودگی نفتی به منظور جلوگیری از ورود خسارات جبران ناپذیر به کشتی ها، تاسیسات دریایی، بنادر، گزارش دهی سوانح آلودگی به نزدیک ترین کشور ساحلی توسط واحد های دریایی – هوایی و تدوین طرح اضطراری مقابله با آلودگی نفتی می باشد.

پاکسازی لکه های نفتی زمانبر، مشکل و پر هزینه است و در صورتی که بتوان لکه نفتی تهدید کننده سواحل را در دریا برطرف نمود، فواید آشکاری وجود دارد. روش های متفاوتی برای حذف لکه های نفتی از روی آب دریا وجود دارد که شامل روش های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی است. هدف این پروژه حذف لکه های نفتی با روش فیزیکی- شیمیایی است.
 
در این پروژه گروه تصمیم گرفتند که با توجه به خاصیت پوشش دهی نانو ذرات آهن به وسیله اسید اولئیک برای از بین بردن این لکه های نفتی راه حلی ارائه دهد.

گروه در پروژه حاضر قصد دارد با تهیه نانوذرات اکسید آهن و پوشش دهی آن به وسیله اولئیک اسید لکه های نفتی شناور در آب دریاها را جمع آوری کند.


روش پوشش دهی نانو ذرات اکسید آهن:
5 میلی لیتر اولذیک اسید را به سوسپانسیون در مدت 10 دقیقه قطره قطره اضافه کرده و سوسپانسیون را در دمای 85 درجه به مدت 5/1 ساعت گرم کرده، رسوبت را با آهن ربا جدا کرده و با آبی که یون ندارد برای حذف بیشتر اولئیک اسید چندین بار شسته می شوند.


روش تست نفت:
1 گرم نفت خام را در 50 میلی لیتر آب می ریزیم سپس 5/0 گرم نانو ذره پوشش داده شده به آن افزوده و به مدت:
1- نیم ساعت
2- یک ساعت
3- دو ساعت
مخلوط شده.
مقدار نانوذره را تغییر داده و از یک گرم استفاده میک نیم و همه حالت های قبل را به کار برده تا نتیجه حاصل را با هم مقایسه کنیم.

مهارت های کسب شده

1- ساخت نانو ذرات آهن

2- محلول سازی

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: مهدی رحمانی

تنظیم: علی سرمدی