تصفیه آب های پرورش ماهی، دستاورد برتر دوره دوم دکتر علی ذاکری، قزوین

سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
در این دوره از جشنواره از 20 استان کشور در سه بخش به تفکیک، 350 گروه در بخش غرفه های نمایشگاهی، 650 گروه در بخش سمینارهای علمی و 750 گروه در بخش مسابقات دانش آموزی از مدارس و پژوهش سراهای دانش آموزی سراسر کشور انتخاب شده اند و به جشنواره کشوری دعوت شده اند.
که تعداد 53 گروه در بخش سمینارهای علمی مقام برتر را کسب نمودند.
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره دوم متوسطه
موضوع: تصفیه آب های پرورش ماهی با استفاده از بنتونیت
نام مدرسه: دکتر علی ذاکری، قزوین
نام استاد: رحمن حیدری
دانش آموزان: مهرآنا زاجکانی، سمیرا قدیمی، مایده محبوب پور

چکیده
سال هاي زيادي است كه پرورش ماهي در جهان به علت افزايش نياز بشر مرسوم شده است. پرورش ماهي به صورت مصنوعي توسط انسان ها از ديرباز بوده است ؛ اما اين صنعت نيز مانند ديگر صنايع، با پيشرفت تكنولوژي پيشرفت هاي زيادي داشته و موجب افزايش بهره وري شده است كه يكي از اصلي ترين آن ها تصفیه آب پرورش ماهي است.

تصفيه در سيستم هاي مدار بسته يکي از مهم ترين ابزارهاي مديريت کيفي آب محسوب مي شود. ترکيبات نيتروژن دار، عمده ترين آلودگي موجود در سيستم هاي آبزي پروري به شمار مي روند. استفاده از جاذبه اي يوني از جمله رسها در صنايع تصفيه فاضلاب در مقياس وسيع صورت مي گيرد. در این پروژه با استفاده از بنتویت و بنتونیت اکتیو شده به صورت عملی و آزمایشگاهی شرایط مناسب جهت تصفیه مورد قبول آب مورد بررسی قرار گرفت. در این روش فاکتور های مانند دانه بندی بنتونیت، دما، PH و ترکیب دو ماده مورد بررسی قرار گرفت. و میزان کاهش ترکیبات آنیونی مثل ترکیبات نیتروژنی بوسیله دستگاه یون کروماتوگرافی (IC) بررسی شد که نتایج حاصله نشان داد ترکیب دو جاذب با یک نسبت مشخص در سیستم های مدار بسته می تواند به عنوان ابزاری موثر در تصفیه آب و حفظ منابع آبی مورد استفاده قرار گیرد.

 مقدمه
موجودات آبزي از جمله ماهی ها وابستگی بسیار زیادي با آب اطراف خود دارند به نحوي که هر گونه تغییري در آب، به طور مستقیم و غیرمستقیم وضعیت تغذیه اي، متابولیکی و دفعی آن ها را تحت تأثیر قرار می دهد. کیفیت آب در پرورش ماهی نقش تعیین کننده ايفا می کند و تغییرات نامطلوب آن عامل اکثر بیماري هاي محیطی و بسیاري از بیماريهاي عفونی وابسته به محیط است.
کیفیت آب را مجموعه اي از متغیرهاي فیزیکی، شیمیایی و زیست شناختی تعیین می کنند. این متغیرها کیفیت آب را بسته به نوع استفاده از آب تحت تأثیر قرار می دهند. در پرورش ماهی معمولاً آبی داراي کیفیت مطلوب محسوب می شود.

که بقا و رشد ماهیان را به بهترین وجه تأمین کند و طبعاً فقط چند متغیر معدود بر آن حاکمند.
آبزي پرورشي آلوده شده و توسط سيستم هاي پالايشي تميز مي شود. سيستم هاي پالايشي، آلودگي را تا حد ممکن حذف مي نمايند و آب را به منظور استفاده مجدد وارد سيستم مدار بسته مي كنند، در نتيجه راز سودمندي سيستم هاي مدار بسته آبزيان، در حذف آلودگي از طريق انواع سيستم هاي پالايشي و مصرف مجددآب و صرفه جويي در مقدار آب است. سيستم هاي پالايشي مقدار مشخصي از آلودگي را براي برگشت کيفيت آب به سطوح قابل قبول حذف مي نمايند.

در سيستم هاي مدار بسته، آلودگي ها به طور عمده ناشي از آبزي و همچنين غذاي مصرفي است عمده آنيون ها در سيستم هاي پرورشي آبزيان را ترکيبات نيتروژن دار به خود اختصاص مي دهند. محصول نهايي دفع در ماهيان آب شيرين، آمونياک است که توسط باکتري هاي تجزيه کننده آمونياک به ترکيباتي همچون نيتريت و سپس نيترات تبديل مي شود. نيترات محصول نهايي تجزيه باکتريايي است که باید به طريقي از سيستم حذف شود زيرا تجمع آن در محيط آبي مي تواند منجر به توليد ترکيبات سمی تر شود که pH شرايط دما و داراي سمیتی به مراتب بالاتر از نيترات هستند. نيتريت در ماهيان سبب ايجاد بيماري مت هموگلوبين مي شود و افزايش در ميزان آن، مرگ و مير ماهيان را به دنبال دارد.

از اثرات نامطلوب آلودگي ها برآبزيان و محيط زيست آن ها مي توان به کاهش ميزان اکسيژن دردسترس براي آبزي، تخريب تجهيزات و ادوات در سيستم هاي مدار بسته و نامطلوب شدن رنگ آب اشاره نمود انباشته شدن ترکيبات مغذي نيتروژن دار ناشي از مزارع پرورش ماهي سبب تغييرات در جمعيت جلبکي مي شود استفاده از روش هاي تصفيه فاضلاب يکي از روش هاي مؤثر در کاهش بار آلودگي است.

با اعمال اين روش هاي تصفيه اي مي توان به بهبود وضعيت کيفيت آب قبل از ورود به محيط طبيعي پرداخت در سيستم هاي پرورشي، از مواد تعويض کننده يوني به طور محدود و تنها به منظور حذف آمونياک استفاده مي شود تعويض يون در حقيقت روشي براي حذف مواد محلول از آب است. مواد تعويض کننده يوني داراي بار الکتريکي بر سطح خودشان هستند. هنگامي که آب از بستر ثابت عبور مي کند، يون هاي موجود در آب با يون هاي موجود در ماده تعويض کننده يوني مبادله مي شوند.

بنتونیت ها به طور کلي تحت خانواده سيليكات ها طبقه بندي مي شوند. اما به دليل اينكه تركيب شيميايي آن ها داراي اكسيژن بيشتري است، اين مواد معدني مي توانند به طور بحث بر انگيزي به عنوان اكسيدها و هيدرواكسيدها و سيليكون آلومينيم يا منيزيم (Mg و Al،Si) در نظر گرفته شوند. رس ها به کاني هاي با قطر ذرات کمتر از 4 ميلي متر اطلاق مي شود.

اين مواد بر خلاف زئوليت ها داراي ساختار لايه اي بوده و بار منفي دارند و عمده کاتيون هاي تعويضي است جايگزيني هاي ايزومورفي آن ها شامل خلأهاي موجود در ساختار لايه اي رس سبب ايجاد يک بار لايه اي منفي در آن مي شود به دليل همين منفي بودن بار لايه اي، از رس به عنوان جاذبي مناسب در حذف کاتيون ها و يون هاي فلزي سنگين استفاده مي شود. به منظور جذب آنيوني مي توان به اصلاح ساختار اين مواد پرداخت در مطالعات گذشته از رس هاي تغيير ساختار يافته به منظور حذف ترکيبات رنگي، يون هايي از قبيل کرومات، نيترات، فنول، نفتالين، فسفات و ترکيبات سمی استفاده گرديده است به دليل ساختار منفي لايه اي اين مواد عمده مصرف آنها، حذف ترکيبات با بار مثبت و يون هاي فلزي است.

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی