مقاله پلیمر ها
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 1320 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 105 |
پلیمرها
مقدمه و تاریخچه
ما در عصر پلیمر زندگی می‌کنیم. پلاستیکها، قیرها، لاستیکها، پوشاک، چسبها، کائوچو، پروتئین و سلولز اینها همگی اصطلاحات جدیدی در فرهنگ عصر ما و گوشه‌ای از دنیای جالب و پرجاذبه شیمی پلیمر میباشند. نمونه‌های بیشماری از پلیمر مصنوعی را می‌توان ذکر کرد. برخی از آنها روزانه به مرحله ظهور می‌رسند و برخی دیگر شناخته شده‌اند: پلی‌استرها و الیاف پارچه‌های نایلونی و الیاف محکم و با دوام پلی‌آمید برای لباس‌های ضد گلوله کم وزن، پلی اتیلن پلاستیکی که در تولید بطری‌های شیر به کار می‌رود، پلاستیک پلی اورتان که در ساخت قلب مصنوعی به کار رفته است، لاستیک که برای تایرهای اتومبیل قابل استفاده است و الاستورهای فلوئوره فسفازن که در برابر محیطهای سرد قابل استفاده هستند همگی در این دسته قرار دارند. برای روشن شدن موضوع، شخص می‌تواند هرگونه مثال یا کاربردی را انتخاب کند اما نکته‌ای را که باید مد نظر داشت این است که فلان پلیمر به خصوص یا به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد آن یا به دلیل اقتصادی بودن آن یا بنا به هر دو دلیل است که به کار برده می شود زیرا که از سایر مواد در دسترس بهتر می‌تواند منظور مورد نظر را برآورده سازد.
پلیمرها مولکولهای بزرگی هستند که از واحدهای تکراری ساده تشکیل شده‌اند. این نام از یک نام یونانی بنام پلی که به معنای «چندتا» و مر که به معنی «قسمت» میباشد مشتق شده است. ماکرومولکول مترادف با پلیمر میباشد. پلیمرها از مولکولهای ساده‌ای بنام مونومر «قسمت واحد» ساخته شده‌اند. تعدادی از مونومرها به همراه واحد پلیمری مربوط در واکنش زیر نشان داده شده‌اند.
کلمه پلیمر اولین بار توسط شیمی دان سوئدی بنام «برزلیوس» در سال 1833 به کار برده شد. شیمیدانها در طول قرن نوزدهم با درشت مولکولها بدون داشتن فهم درستی از ساختار آنها کار کردند. در حقیقت برخی از پلیمرهای اصلاح شده طبیعی جنبه تجاری داشتند. برای مثال سلولز نیتریته شده (که اشتباها نیتروسلولز نامیده می‌شد) تحت نامهای سلولوئید و پنبه باروتی در معرض فروش قرار گرفته بود. مدتها پیش در سال 1839 پلیمر شدن استیرن گزارش شده بود. و در سالهای 1860 سنتز پلی(اتیلن گلیکول) و پلی (اتیلن سوکسینات) حتی با ساختار های درست گزارش شدند.
در همان وقت ایزوپرن به عنوان یک محصول ناشی از شکسته شدن لاستیک شناخته شده بود. اگرچه نحوه داخل شدن(یا پیوند شدن) ایزوپرن در این پلیمر در آن زمان ناشناخته بود. مثالهای زیاد دیگری در شیمی ماکرومولکول در فرهنگ شیمی قرن نوزدهم مشاهده میشود.
اولین پلیمر مصنوعی که در مقیاس تجارتی استفاده شده است رزین فنل فرمالدهید بود که در اوایل سالهای 1900 توسط شیمیدان بلژیکی الاصل توسعه و تکامل پیدا کرد.(او کسی بود که موفقیتهای قابل توجهی با اختراع کاغذهای حساس به نور به دست آورده بود) این ماده در سطح تجارتی بنام بیک لایت معروف شد. تا دهه 1920 بیک لایت به دامنه وسعی از محصولات مصرفی راه یافته بود و مخترع آن به طور کامل شناخته شده بود و نامش هر روز تکرار می‌شد. پلیمرهای دیگر مانند رنگهای آلکیل(پلی استر) و لاستیک پلی بوتادن ان در همان زمان معرفی شدند. علیرغم وجود چنین موفقیتهای تجاری بیشتر دانشمندان در مورد مفهوم ساختار پلیمر اطلاع روشنی نداشتند. نظریه غالب این بود که همانند گلوئیدها، پلیمرها نیز انبوهی از مولکولهای کوچک‌اند ولی به وسیله نیروی ثانویه مرموزی به همدیگر متصل شده‌اند.
فصل اول
کلیات
1-1 تعاریف
همانطور که قبلا تعریف شد واژه پلیمر برای مولکولهای درشت به کار می‌رود. ماکرومولکولی که ساختار آن به مونومر یا مونومرهایی که در تهیه آنها به کار می‌روند وابسته میباشد. اگر تعداد کمی از مونومرها به متصل شوند پلیمری با وزن مولکولی کم حاصل شده که الیگومر(کلمه یونانی Oligos یعنی«کم») نامیده میشود. از آنجایی که همه پلیمرهای مصنوعی از اتصال مونومرها به وجود می‌آیند نتیجه می‌گیریم که یک واحد شیمیایی معین چندین بار تکرار خواهند شد. چنین واحدهایی که در داخل یک کروشه یا پرانتز آورده می‌شوند همان واحد تکراری میباشند.
واحدهای تکراری شامل همان اتمهای مونومر میباشند. بنابراین وزن مولکولی مونومر و واحدهای تکراری برابرند. برای پلیمرهایی که از مونومرهای دو عاملی یا چندعاملی که در آنها یک محصول فرعی تشکیل شده است واحدهای تکراری شامل تعداد اتمهای کمتری نسبت به مونومرها میباشند. لازم به ذکر است که پلیمرهای زنجیری (یا اسکلت زنجیری) حاصل از پلیمرهای وینیل فقط شامل تعدادی اتمهای کربن بوده و اتمها یا گروه‌های دیگر به آن متصل میباشند. چنین پلیمرهایی به نام پلیمرهای زنجیری یکنواخت نامیده می‌شوند. پلیمرهای زنجیری غیر یکنواخت شامل دو یا چند اتم غیر از اتمهای اسکلت زنجیر اصلی میباشند.
اگر پلیمر از یک مونومر ساده A تهیه شده باشد در این صورت محصول ایجاد شده بنام پلیمر یکنواخت نامیده میشود.
هموپلیمر ــ A ــ A ــ A ــ A ــ A ــ A ــ A ــ
اگر بیش از یک مونومر به کار گرفته شده باشد محصول کوپلیمر نامیده میشود. اگر مونومرهای A وB با هم پلیمریزه شوند در ساختار پلیمر چهار آرایش احتمالی امکانپذیر است. اگر دو واحد ساختاری به صورت یک درمیان در یک آرایش خطی قرار بگیرند محصول ایجاد شده کوپلیمر متناوب نام دارد. در حالی که اگر توزیع به صورت تصادفی باشد محصول بنام کوپلیمر تصادفی نامیده میشود. آرایش احتمالی سوم به نحوی است که در آن بلوک‌های Aو B با هم ظاهر می‌شوند. چنین آرایشی بنام کوپلیمر دسته‌ای نامیده میشود. هر تعداد از این کوپلیمرهای دسته‌ای امکانپذیر میباشد.
کوپلیمر متناوب ــ B ــ A ــ B ــ A ــ B ــ A ــ B ــ A ــ
کوپلیمر تصادفی ــ B ــ A ــ B ــ B ــ A ــ B ــ A ــ Aــ
کوپلیمر دسته‌ای ــ B ــ B ــ B ــ B ــ A ــ A ــ A ــ A ــ
بالاخره یک آرایش دسته‌ای غیرخطی نیز امکانپذیر است که اصولا شامل پلیمر اصلی است که یک پلیمر دیگر از آن منشعب شده است. این نوع پلیمر کوپلیمر پیوندی نامیده میشود.
ــ A ــ A ــ A ــ A ــ A ــ A ــ A ــ A ــ
|
B
|
ــ B ــ B ــ B ــ B ــ B
همچنین می‌توان پلیمرها را به صورت پلیمرهای خطی، شاخه‌ای، مشبک توصیف کرد. نوع خطی پلیمری است که دارای شاخه نمی‌باشد و این شامل پلیمرهایی نیز میشود که دارای گرو‌های آویزان به زنجیر اصلی میباشد. برای مثال گروه فنیل در پلی استیرن. از طرف دیگر کوپلیمرهای پیوندی مثالهایی از پلیمرهای شاخه دارند.
پلیمرهای شانه‌ای شامل شاخه‌های آویزان میباشند(که ممکن است دارای طول برابر باشند یا نباشند) و از نظر ساختاری مشابه کوپلیمرهای پیوندی میباشند. برای مثال یک چنین پلیمرهایی ممکن است که به وسیله پلیمر شدن یک زنجیر طولانی از مونومر وینیل تشکیل شوند.
پلیمرهای مشبک معمولا بنام پلیمرهایی با اتصال متقاطع نامیده می‌شوند. به علت اتصال متقاطع زنجیرهای پلیمری توانایی خود را در سیال بودن از دست داده و ماده به میزان قابل توجهی حالت جامد بودن خود را حفظ می‌کند. این نوع پلیمر نه ذوب و نه سیال می‌شوند. بنابراین نمی‌توانند در قالب ریزیها استفاده شوند. چنین پلیمرهایی سخت شونده حرارتی یا گرما سختی خوانده می‌شوند. برای ساخت صنعتی مفید این نوع پلیمرها از پلیمرهای گرماسختی باید واکنشهای شبکه‌ای درجا انجام داد یا به طور موقت واکنش را متوقف نگاه داشت تا به موقع و در زمان مورد نظر عمل پلیمر شدن را شروع کرد.
به جز اینکه واژه‌های توموست و ترموپلاستیک به خواص فیزیکی پلیمر مربوط می‌شوند، سایر طبقه‌بندیها بر اساس خواص فیزیکی یا مکانیکی است یا درنهایت به پلیمرهای لاستیکی یا الاستومرها، پلاستیکها، الیافها، پوشش‌ها و چسبها طبقه‌بندی می‌شوند.
2-1 پلی‌اترها، پلی سولفیدها و پلیمرهای مربوطه
پلی‌اترها و پلیمرهای حاوی گوگرد از متنوع‌ترین پلیمرهای غیر وینلی میباشند و از لحاظ تنوع ساختاری دارای برجستگی تجارتی ویژه‌ای میباشند (جدول 1-1). آنها شامل پلی استات های تهیه شده به وسیله پلیمری شدن زنجیری آلدهیدها (واکنش مشابه پلیمری شدن زنجیری مونومرهای وینیل) پلی‌اترهای تهیه شده به وسیله حلقه گشایی و پلیمری شدن مرحله‌ای و سولفیدهایی که از نظر ساختاری ربط دارند و دیگر پلیمرهای شامل گوگرد میباشند.
جدول 1-1 پلی‌اترها و پلیمرهای گوگرد داری که از نظر تجارتی در دسترس هستند.
3-1 پلی سولفیدها
پلی سولفیدها یا پلی(آلکیلن سولفیدها) که بعضی اوقات به این نام خوانده می‌شوند سولفور مشابه پلی‌اترها میباشد و همچنانکه انتظار می‌رود به وسیله واکنش مشابه تهیه میشود. پلیمری شدن ترکیبهای تیوکربنیل به استثناء تیوکربنیل فلورید و ترکیبهای وابسته به تحقیقات پرهزینه‌ای نبودند. این ترکیب، مونومری بسیار فعال میباشد و تحت شرایط پلیمری شدن در C 78- تحت شرایط رادیکال آزاد یا آنیونی قرار می‌گیرد و وزن مولکولی بالا (300.000 تا 400.000) به دست می‌دهد که محصول سخت و الاستومر میباشد که در مقابل اسید و باز مقاوم میباشد گرچه به سرعت به وسیله آمینها تجزیه میشود.
اپی سولفیدها مشابه با سولفور اپوکسیدها تحت تاثیر پلیمری شدن حلقه گشایی برای تشکیل پلی سولفیدها قرار می‌گیرند. گرچه واکنش پذیری آنها به طور کلی بالاتر از اپوکسیدها میباشد از آغازگرهای کاتیونی و آنیونی و کئوردیناسیون برای انجام واکنش استفاده میشود
قوانین و مقررات حفاظت محیط زیست
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 81 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 56 |
قوانین و مقررات حفاظت محیط زیست
مقدمه:
می دانیم که امروزه بحث محیط زیست و بحران های ناشی از آلودگی آن مساله ای که همه جهانیان را به فکر واداشته. چرا که محیط زیست ارتباطی تنگاتنگ با حیات و سلامت انسانها داشته و آلودگی آن زندگی همه جانداران را تهدید خواهد کرد. امروز بسیاری از انواع بیماریهای جسمی و روانی مخصوصاً در شهرهای بزرگ ناشی از همین آلودگیها بوده و انسانها در معرض مرگ تدریجی قرار گرفته اند.
برای حفظ و حمایت از محیط زیست اقدامات مختلفی صورت گرفته. مسائل مربوط به محیط زیست مانند همه مسائل اجتماعی دیگر دارای جنبه های حقوقی می باشد.
در زمینه جنبه های حقوقی آنچه مورد بحث ماست بحث حقوق جزا و نقش آن در حمایت از محیط زیست می باشد.
هدف از این تحقیق بحث در مورد این فرضیه است که آیا حمایت کیفری از محیط زیست و بکار گیری مجازاتهای شدید علیه آلوده کنندگان محیط زیست بهترین راه حفاظت از محیط زیست است ؟
و پاسخ به این سوال که مجازاتهای وضع شده در زمینه حفاظت محیط زیست از چه نوع است؟
به منظور نیل به این هدف مطالب را به 5 گفتارتقسیم خواهیم کرد . در گفتار اول به راهها و دیدگاههای مختلف در زمینه حمایت از محیط زیست می پردازیم و دیدگاه اسلام و قانون اساسی را بررسی می کنیم.
در گفتار دوم به بررسی ارتباط حقوق جزا و محیط زیست و در گفتار سوم انواع جرایم زیست محیطی را بررسی می کنیم. در گفتار چهارم مجازاتهای زیست محیطی که در قوانین ایران به چشم می خورد بررسی می کنیم و در انتها تشریفات رسیدگی و اندکی به سازمان حفاظت محیط زیست می پردازیم.
گفتار اول
الف ـ تعریف محیط زیست
محیط زیست یعنی چه و تعریفی از آن می شود ارائه داد؟
بنظر می رسد ارائه یک تعریف جامع و مانع از محیط زیست تقریباً غیرممکن باشد. چرا که مفهوم محیط زیست و دامنه شمول آن بسیار گسترده است و تعریفی که بتواند بطور کامل در برگیرنده همه جنبه های آن باشد کاری مشکل است.
چیزی که به ذهن می رسد اینست که تمامی محیط پیرامون و اطراف ما و همه آنچه در اطراف ما بطور مستقیم وغیر مستقیم زندگی ما به آن وابسته است محیط زیست ما را تشکیل می دهند.
دکتر قوام در تعریف محیط زیست آورده اند "محیط زیست به تمامی محیطی اطلاق می شود که نسل انسان بطور مستقیم و غیر مستقیم به آن وابسته است و فعالیتهای او در ارتباط با آن قرار دارد."1
در تعریف دیگری چنین آمده: "محیط زیست عبارتست از محیطی که فرآیند حیات را فراگرفته وباآن برهم کنش دارد, محیط زیست از طبیعت, جوامع انسانی و نیز فضاهایی که با فکر و به دست انسان ساخته شده اند تشکیل یافته است و کل فضای زیستی کره زمین, یعنی زیستکره را فرامی گیرد"2
می بینیم که در تعاریف فوق محیط زیست را محیطی مرتبط با حیات و زندگی انسان می دانند و این خود نشانه اهمیت آنست. چرا که هر آنچه زندگی بشر را تحت تاثیر قرار دهد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به اهمیت این مفهوم کشورها درصدد حمایت از آن برآمدند اما هرکشور به یکی بیا برخی از عناصر مشخص زیست محیطی توجه کرده است. به عبارتی هر کشوری با توجه به محیط جغرافیایی, پیرامون و انسانی خود جنبه هایی را که بیشتر باآن در تماس بوده مد نظر قرار داده. مثلاً به طور طبیعی کشوری که اطراف آن را بیشتر آب فراگرفته بیشتر ذر زمینه حمایت از آبها و مسائل مربوط به صید فعالیت می کند یا کشوری که در آن جنگلهای فراوان وجود دارد بیشتر به بحث شکار و جنگلها و مراتع پرداخته .
کشور ما ایران با توجه به گستردگی و پهناوری آن و بهره مند بودن از نعمتهای آب و جنگل و مراتع و وضعیت نابسامان و آلودگی هوا .....باید در این زمینه بسیار فعالانه و جدی عمل کند .
به این منظور نخستین مرحله ارائه یک تعریف جامع و مانع حقوقی از مساله محیط زیست است .
در قوانین کشور ما اعم از قانون اساسی و قوانین عادی و دیگر مقررات , تعریفی از محیط زیست ارائه نشده بنابر این دراین زمینه نمی توانیم به دیدگاه قانونی اکتفا کنیم.
هم چنین در قوانین بسیاری کشورها مانند فرانسه و لهستان نیز تعریف حقوقی از محیط زیست ارائه نشده .
در معاهدات و کنوانسیونهای بین المللی نیز تعریف خاصی از محیط زیست به چشم نمی خورد . تنها متنی که در این رابطه به ارائه تعریف نسبتا جامعی از محیط زیست پرداخته قانون یونانی 1996/360 میباشد.
بر طبق آن محیط زیست1 محیط طبیعی و محیط فرهنگی ترکیب می یابد.
ب- انواع محیط زیست
در بیشتر کتابها محیط زیست را به دو بخش عمده تقسیم کرده اند . اگر چه تقسیم بندی های دیگری نیز وجود دارد اما نهایتا می شود همه را تحت 2 بخش محیط زیست انسانی و محیط زیست طبیعی جای داد .
محیط زیست طبیعی به آن قسمت از محیط زیست اطلاق می گردد که , در بر
گیرنده بخشی از فضای سطح کره زمین است و به دست انسان ساخته نشده است .1
بعبارتی محیط زیست طبیعی محیطی است موهبت خدادی که بشر در آن دخالت نداشته و شامل جنگل ,آب , هوا , خاک , دشت , رودخانه ,.....است
اما محیط زیست انسانی محیط ساخت دست بشر است و محیطی است که در وجود آن نقش داشته محیطی که انسان با فکر و اندیشه و دست خود و با طرز زندگی خویش ساخته است وسایل خانه ها ، کارخانه ها ، شهر ها ، پارکها ، فاضلاب ها و … می باشد .
ج – تعریف آلودگی و انواع آلودگی محیط زیست در حقوق ایران
مهمترین بحث و معضل امروزه دنیا در رابطه با محیط زیست مساله آلودگی ها است آلودگی های محیط زیست شاید مهمترین علت توجه به محیط زیست باشد . این آلودگی هاحوزه های آب و خاک و هوا و… را تحت تاثیر قرار داده اند .
ماده 9 قانون حفاظت و بهسازی محیط زیست مصوب 1353 تعریف ذیل را از آلودگی به دست می دهد :
«منظور از آلود ساختن محیط زیست عبارتست از پخش یا آمیختن مواد خارجی به آب ، هوا و خاک یا زمین به میزانی که کیفیت فیزیکی ، شیمیایی یا بیولوژیکی آن را بطوری که زیان آور به حال انسان یا سایر موجودات زنده یا گیاهان و یا آثار و ابنیه باشد ، تغییر دهد . این نخستین تعریفی است که از آلودگی محیط زیست در حقوق ایران مطرح شده .
همین تعریف با تغییرات اندکی در تبصره 2 م 688 قانون مجازات اسلامی بیان شده.
طبق تبصره 2 م 688 :«منظور از آلودگی محیط زیست عبارتست از پخش یا آمیختن مواد خارجی به آب یا هوا یا خاک و یا زمین به میزانی که کیفیت فیزیکی ، شیمیایی یا بیولوژیکی آن را بطوری که به حال انسان یا سایر موجودات زنده یا گیاهان یا آثار یا ابنیه مضر باشد تغییر دهد »
پس با توجه به این تعاریف تقریباً می فهمیم که آلودگی محیط زیست شامل موارد و انواع مختلفی است و شامل آلودگی آب ، خاک ، صوت ، شیمیایی ، هسته ای … بوده و شامل نابودی انسانها و گیاهان و حیوانات می شود . به این ترتیب می بینیم که مهمترین و اساسی ترین مساله بشر امروز باید توجه به محیط زیست باشد . چراکه هرآنچه با حیات و زندگی انسان در تماس باشد و جان او را مورد تهدید قرار دهد باید جدی به آن نگریسته شود . اما متاسفانه مساله محیط زیست به قدر کافی مورد توجه قرار نگرفته شاید یکی از اساسی ترین دلایل آن ناآگاهی و عدم اطلاع از عواقب آن باشد .
امروزه انسانها مخصوصاً در شهر های بزرگ و آلوده در معرض مرگ و نابودی تدریجی قرار گرفته اند و به انواع و اقسام بیماریها مبتلا می شوند .
آلودگی هوا نشاط و تندرستی و حتی شادی مردم را می گیرد و حتی درازاش هیجان و اضطراب و افسردگی و عصبانیت و سر درد را به انسان باز می گرداند .
آبهای آلوده ضمن اینکه حیوانات را دچار بیماری های گوناگون می نماید بر گیاهان نیز تاثیر گذاشته و در نتیجه انسانهایی را که از این گیاهان استفاده می نمایند بیمار می کند .
بیماری هایی نظیر اسهال خونی و اسهال از آلودگی آب توسط انسان بوجود می آیند. یا در زمینه آلودگی خاک می بینیم سالانه میزان زیادی از سطح زمین های زراعتی و جنگلها تبدیل به ساختمان و دیگر تاسیسات شهری و صنعتی می شود . می بینیم که هر یک از آلودگی ها دنیایی خطرات ، بیماری ها و بدبختی ها را برای انسان به ارمغان می آورد . تنگی نفس ، بیماری های قلبی و ریوی همه از پیامد های زندگی در محیطی آلوده است پس با این وضع توجه به مسائل محیط زیست از اهمیت خاصی برخوردار است.
د: دلایل لزوم حمایت از محیط زیست
می دانیم که هر گونه فعالیت و پیشرفت انسان نیاز به محیطی مناسب جهت زندگی و زیست دارد . در زمانهای گذشته انسانهایی که از طبیعت و محیط زیست استفاده می کردند خودشان به عنوان یکی از عناصر محیط زیست بشمار می رفتند و در خدمت
و اسیر طبیعت ها بودند و به قدر نیازشان از طبیعت سود می بردند اما با پیشرفت های انسان و رشد تکنولوژی و صنعت در چند دهه گذشته این طبیعت بود که به خدمت انسان درآمد و انسانها برای رفع نیازهای خویش و بهره گیری از محیط پیرامونی شان به تخریب طبیعت دست زدند . پیامدهای این پیشرفت و بهره برداری نابودی محیط زیست ، آلودگی آن و در نهایت گرفتار شدن انسان بود .
انواع آلودگی های صوتی ، شیمیایی ، آب ، خاک ، هوا و .. دستاورد این بهره برداری بی رویه انسان از محیط پیرامونی اش برد .
آمارها نشان می دهند که آلودگی هوا سالانه موجب مرگ و میر 3 میلیون نفر در جهان می شود .
به گزارش وزارت بهداشت ، درمان و آموزش پزشکی بیش از 90 درصد مرگ و میرهای ناشی از آلودگی هوادر کشورهای در حال توسعه بعلت آلودگی هوا در فضای بسته عارض می شود1 .
در زمینه آلودگی صوتی نیز می بینیم که سر و صدا یکی از عوامل طبیعی است که به سلامت روانی افراد آسیب می رساند . بیشتر شهروندان تهرانی در مناطقی زندگی می کنند که سر و صدا در آن مناطق تا 80دسی بل نیز می رسد . این میزان سروصدا برای یک منطقه مسکونی با توجه به استاندارد های تعیین شده در کشورهای مختلف بالاتر از حد مجاز برای آلودگی صوتی است .
برطبق آخرین تحقیقات ، رابطه مستقیم بین رفتار جنایتکارانه در کودکان و آلودگی ناشی از سرب در محیط وجود دارد . مطالعات گسترده درباره اثرات سود سرد ، بار دیگر حاکی از عواقب جبران ناپذیر این ماده خطرناک بر روی کودکان است.از جمله اینکه کودکانی که در معرض مقادیربالای این ماده قرار می گیرند بطور جدی دچار پوسیدگی دندان ها می شوند . تحقیقات ثابت کرده کودکانی که در حین رشد در معرض آلاینده قرار می گیرند ، آمادگی بیشتری جهت انجام رفتارهای خشونت آمیز دارند . پرفسور «نیدل من» از دانشگاه پترزبورگ در روش تحقیق خود در این مورد از یک تکنیک ویژه پرتوهای ایکسین استفاده نمود و با مقایسه میزان سرب موجود در استخوان 216 مجرم خردسال و میزان سرب موجود در 200 دانش آموز دبیرستانی که از سلامت روانی برخوردار بودند به تفاوت چشمگیری در زمینه میزان سرب موجود در بدن این 2 گروه رسید[1] .
اثرات نامساعد آلودگی های زیستی محیطی بر سلامت و زندگی انسانها و جانداران بقدری فراوان و چشمگیر است که همگان را بر آن داشته تا به حمایت از محیط زیست خود برخیزند . با توجه به اثرات طبیعت و محیط زیست بر سلامتی و زندگی بشر حمایت از آن امری انکار ناپذیر است .
واین نکته ای بود که صاحبنظران را بر آن داشت تا ازحقوق محیط زیست کمک بگیرند و به فکر تدوین قوانینی در این زمینه باشند .
ه- اسلام و محیط زیست
اسلام کاملترین دین الهی است که به همه ابعاد زندگی بشر توجه داشته و در هر زمینه ای می توان در اسلام دستورات و راه نجات را جستجو کرد .
قرآن کریم در بسیاری از آیات انسانها را به مطالعه طبیعت و عناصر آن فرا خوانده است .
1-آیه 30 سوره انبیاء : «و جعلنا من السماء کل شیء حی » یعنی از آب همه چیز را زنده کردیم . پس گیاه و حیوان و انسان زندگیشان به آب بستگی دارد .
2-آیه 164 سوره بقره «و ما انزل الله من السماء من ماء فاحیا به الارض بعد موتها » یعنی خداوند آب را نازل کرد و زمین مرده را به وسیله آب زنده کرد .
و همچنین آیه 99 سوره انعام و آیه 11 سوره انفال به بیان اهمیت آب پرداخته . امام صادق می فرماید : خلق الله الماء طهورا= خداوند آب را پاک و پاک کننده خلق کرده
است .
الماء یطهر لایطهر =آب هر چیزی را پاک می کند و با هبچ چیز پاک نشود .
اولین نکته در اینجا اینست که آب را بالطبع پاک و دارای خاصیت پاک کنندگی دانسته اند . اکتشافات جدید نیز کاملاً این نکته را تایید و ثابت می کنند که آب نه تنها جدا کننده آلودگی از محل خود و حل کننده آنها می باشد بلکه در اثر اعمال حیاتی و شیمیایی حیوانات ذره بینی کلیه آلودگی های حاصل از مواد آلی را از بین می برد بدون آنکه از پاکی آن چیزی کاسته شود فقط زمانیکه در اثر فراوانی و غلبه مواد آلی یا فاسد شدن محیط حیوانات ذره بینی ناتوان گشته و اکسیژن مورد نظر به قدر کافی نرسد فساد فوراً شروع و بوی مخصوصی متصاعد می شود . و شارع مقدس نیز وسیله تمیزی و غیر تمیزی آب را در همان تغییر حالت و به عبارت دیگر تولید بوو یارنگ و طعم قرار داده 1.
در مورد زمین و خاک امام صادق فرموده اند : جعل التراب طهوراً کما جعل الماء طهوراً خداوند خاک را پاک و پاک کننده قرار داده است . کما اینکه آب را پاک و پاک کننده قرار داده است . در واقع اگر اسلام از حفاظت عناصر اساسی در محیط زیست و حمایت آنها تاکید دارد بخاطر خیر انسان و تامین ضروریات و حاجتهای انسان چه برای نسل حاضر و چه نسبت به نسلهای آینده است و انسان را متوجه حمایت و نگهداری از خود و محیط زیست خود می کند .
و- قانون اساسی و محیط زیست
اصل پنجاهم قانون اساسی جمهوری اسلامی :
« در جمهوری اسلامی ، حفاظت محیط زیست که نسل امروز و نسلهای بعد باید در آن حیات اجتماعی روبه رشدی داشته باشند وظیفه عمومی تلقی می گردد . از این رو فعالیت های اقتصادی و غیر آن که با آلودگی محیط زیست یا تخریب غیر قابل جبران آن ملازمه پیدا کند ، ممنوع است »
اصل پنجاهم قانون اساسی دارای ابعاد وسیعی است که عبارت است از لزوم توسعه و رشد اقتصادی در کشور و حفاظت از محیط زیست ، منع قانونی فعالیت های اقتصادی که منجر به تخریب غیر قابل جبران محیط زیست می شود یعنی تاکید بر توسعه پایدار ، بالاخره وظیفه عمومی قرار دادن پاسداری از محیط زیست که از مهمترین پایه های جامعه مدنی می باشد . اهداد یک کشور توسعه یافته همراه با محیط زیست پاک به نسل آینده از اهداف مهم این اصل است .
توسعه پایدار : در انتهای قرن 20 و آغاز قرن 21 در اثر تلاش های وسیع صنعتی برای دستیابی به اقتصاد بهتر منابع طبیعی در سراسر جهان به شدت آسیب دیده است این نوع توسعه که در نیم قرن اخیر به اوج خود رسیده توسعه ناپایدار است زیرا اهداف خود را که رفاه و آسایش بیشتر و اقتصاد بهتر برای انسان است نقض کرده است1 .
پس تلاشهای صنعتی و رشد اقتصادی که اساس توسعه را تشکیل می دهند نباید موجب صدمه جبران ناپذیر به محیط زیست شود زیرا در این صورت هدف مهم توسعه که عبارتست از راحتی و آسایش بیشتر انسان سخت مورد تهدید قرار گرفته است .
در 2 قسمت از اصل پنجاهم توسعه پایدار مورد تاکید قانون گذار قرار گرفته آنجا که شرط رشد و توسعه را مستلزم رعایت حقوق نسلهای آینده می کند . قانون اساسی ناهنجاری های اقتصادی توسعه را ممنوع کرده است مصرف بی رویه انرژی مخصوصاً سوخت های سنگواره ای که برای آیندگان فقط مخازن تخلیه شده عظیم زیر زمینی نفت و گاز و کره مسکونی با وضع دگرگون شده به ارث می رسد .
در جمله دوم تاکید دیگری در قانون اساسی وجود دارد و غیر قانونی بودن فعالیت های اقتصادی و غیر آنرا که موجب آلودگی محیط زیست و تخریب غیر قابل جبران آن می شود مطرح ساخته است .
مطالعه ترمودینامیکی مخلوط دوتایی الکترولیتی
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 293 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 103 |
مطالعه ترمودینامیکی مخلوط دوتایی الکترولیتی
مقدمه
کمتر کسی است که از اهمیت محلولها غافل باشد تمام مواد برای اینکه جذب بدن شوند باید بصورت محلول درآیند تا بتوانند از غشاء سلول عبور نمایند. همچنین طبیعت اطراف ما براساس انحلال و عدم انحلال مواد شکل گرفته است .
تاریخ گسترده شیمی بر اهمیت فوق العاده پدیده حلالیت گواهی می دهد . طبیعت اسرار آمیز محلولها، فلاسفه با ستان را به تفکر واداشت کیمیاگران قرون وسطی در جستجوی طلا و زندگانی ابدی بودند از اینرو علاقمند به تهیه آب حیات و حلال جهانی[1] بودند.
با گذشت زمان و با افزایش علم بشر، علوم و اعتقادات خرافه ای جای خود را به دانش منطقی و بر مبنای واقعیت داد . اما با این وجود با توسعه علم شیمی از اهمیت موضوع کم نشد و شیمیدانان همیشه و در همه جا با مسائل مربوط به حلالیت مواجه می شوند. آنها از تفاوت حلالیت مواد، در فرآیندهای جداسازی و خالص سازی بهره می گیرند و روشهای تجریه ای آنها تقریبا به طور کامل بر ان استوار است. اغلب واکنشهای شیمیایی در فاز محلول انجام می شود و تحت تاثیر حلالیت اجزاء درون محلول قرار دارد. نیروهای جاذبه و دافعه ای که حلالیت یک گونه در فاز مایع یا جامد را تعیین می کنند هر نوع تعادل فازی بین دو یا چند جزء را کنترل می کنند . محلولهای الکترولیت بدلیل اهمیتی که دارند توجه شیمدانان را به خود معطوف داشته اند .
فارای، نخستین شخصی بود که واژه الکترولیت رادر مورد ترکیباتی که محلول یا مذاب آنها رسانای الکتریسیته است به کار برد و واژه های دیگری از قبیل یون، کاتیون، آنیون و غیره را در الکتروشیمی رایج ساخت و بعد از او آرنیوس به مطالعه و بررسی خواص محلولهای الکترولیت پرداخت و نظریه نسبتﴼ دقیق و روشنی را در مورد در رفتار الکتریکی محلولهای الکترولیت بیان نموده و به این ترتیب که واحدهای اجسام الکترولیت در موقع حل شدنشان در آب، به دو یا چند ذره دارای بار الکتریکی تقسیم می شوند و این ذرات باردارد که یون نام دارند عهده دار رسانش الکتریسیته در محلول هستند. تا سال 1920 معلوم شده بود که رفتار الکترولیتها در غلظتهای کم از محلول های غیر الکترولیت متفاوت است .
در سال 1920 میلنر[2] به صورت تئوری توضیح داد . که علت این تفاوت نیروهای بابرد بلند می باشد. در سال 1923 دبای – هوکل توضیح ساده ای را ارائه دادند که با در نظر گرفتن نیروهای برد بلند بین یونها بدست آمده بود . سپس نظریه پردازهای زیادی، مسئله یک الکترولیت را با دقت زیادمورد بررسی قراردادند و قانون حدی دبای-هوکل را تصحیح کردند. حتی بعضی از این نظریه ها برای توضیح رفتار محلولهای الکترولیت غلیظ به کار رفت. پیشرفتهای مهم در این زمینه درحدود 50 سال گذشته بوده است، که حتی در مورد الکترولیتهای مخلوط، تا غلظتهای نسبتا بالا نیز نظریه هایی ارائه گردید. گوگنهایم معادله دبای- هوکل را برای غلظتهای بالا اصلاح کرد. در سال 1973 پیترز مدل جامعی را برای پیش بینی ضرایب فعالیت الکترولیتها ارائه داد . سپس دانشمندان زیادی از جمله چن ، لی، سون، سیمون، کوپمات و بلوم و ورا این کار را برای پیش بینی نظری ضرایب فعالیت ادامه دادند. علاوه بر این روشهای نظری، روشهای تجربی نیز برای اندازه گیری ضرایب فعالیت وجود دارد . مانند افزایش نقطه جوش، کاهش نقطه انجماد محلول نسبت به حلال، کاهش فشار بخار حلال، فشار اسمزی. که میزان تغییر این خواص در محلولهای الکترولیت چند برابر محلولهای غیر الکترولیت با مولالیته های یکسان است.
سوال اساسی در مورد انحراف از ایده آلی در محلولهای الکترولیت بر پایه نیروهای بین ذرات است لذا در شروع بحث در فصل اول به معرفی نیروهای بین ذره ای و نحوه ای عملکردشان می پردازیم، سپس در مورد انواع محلولها در روابط ترمودینامیکی حاکم بر آنها شرح مبسوطی خواهیم داد ودر آخر مدلهای ارائه شده برای تعیین ضریب فعالیت و روشهای تجربی اندازه گیری ضریب فعالیت را می آوریم. و در فصل دوم نحوه استفاده از روش پتانسیومتری برای تعیین ضرایب میانگین فعالیت برای مخلوط الکترولیتها و تعیین پارامترهای بر هم کنش یونی دوتایی و سه تایی برای مخلوط الکترولیت مورد نظر شرح خواهیم داد .
بخش اول:
مبانی نظری
نیروهای بین ذره ای
اصولا محلولها بر پایه تفاوت در برهم کنشهای بین ذره ای دسته بندی می شوند .
آگاهی از این برهم کنش های بین ذره ای در بسیاری از روشهای محاسباتی (مانند شبیه سازی مونتی کارلو و شبیه سازی دینامیک مولکولی) و روشهای نظری برای محاسبه ضرایب فعالیت ضروری است.
در این فصل در مورد برهم کنش های «بلندبرد» و «کوتاه برد» و تاثیر آنها در خواص ترمودینامیکی محلولها توضیحاتی ارائه می گردد.
1-1-1 برهم کنش های بلندبرد
اساسا نیروهای بلندبرد، بین ذرات یونی وجود دارند . نیروهای بلندبرد ماهیت الکتروستاتیکی دارند و متناسب با عکس مربع فاصله بین ذرات می باشند .[19,20,21]
از آن جائیکه این نیروها در فاصله های زیاد هم موثر هستند، به نیروهای بلندبرد موسوم هستند. در محلول های رقیق می توان فقط نیروهای با برد بلند را در نظر گرفت و از تاثیر نیروهای دیگر صرفنظر کرد. نیروهای القایی و نیروهای پراکندگی و نیروهای شیمیایی از نوع نیروهای بلندبرد هستند.[22]
1-1-2 برهم کنشهای کوتاه برد
این نیروها مابین ذرات یونی و نیز ذرات مولکولی وجود دارد، نیروهای جاذبه لناردجونز معمولا با معکوس توان ششم یا بالاتر از فاصله رابطه دارند و نیروهای دافعه لناردجونز هم چون در فواصل کوتاه بین ذرات (یعنی با معکوس توان دوازدهم یا بیشتر فاصله) عمل می کنند، بنابراین این نیروها هم در دسته نیروهای کوتاه برد قرار می گیرند.
همچنین پیوندهای هیدروژنی نیز جزء نیروهای کوتاه برد هستند .
اهمیت نیروهای کوتاه برد به غلظت حل شونده، بستگی دارد در محلولهایی با غلظت بالا از نمک نیروهای بابرد کوتاه از اهمیت زیادی برخوردار است. در صورتی که در غلظتهای پایین از وجود چنین نیروهایی در مقابل نیروهای بلندبرد می تواند صرفنظر کرد. مدلهای مختلفی که برای بیان خواص ترمودینامیکی محلولهای الکترولیت ارائه شدند، در بعضی موارد هر دو این نیروها (مانند مدل پیترز) و در مواردی نیز فقط نیروهای بلندبرد (مانند مدل دبای- هوکل) در نظر گرفته شده اند. اما بهترین نتایج از مقایسه با نتایج تجربی با در نظر گرفتن هردو این نیروها بدست می آید.
1-2 محلول ها و روابط ترمودینامیکی آنها
محلولها از یک دیدگاه به سه دسته تقسیم می شوند. 1- محلولهای ایده آل 2- محلولهای غیر ایده آل (حقیقی) 3- محلولهای با قاعده[3] . از دیدگاه دیگری می توان محلولها را به دو دسته تقسیم کرد: 1- محلولهای الکترولیت 2- محلولهای غیر الکترولیت که می توان گفت محلولهای غیر الکترولیت در وقتهای زیادی بصورت ایده آلی رفتار می کنند از اینرو به آنها محلولهای رقیق ایده آل می گویند (البته وجود محلولهای ایده آل تصوری بیش نیست) در واقع محلولهای الکترولیت به دو دسته ایده آل و غیر ایده آل تقسیم بندی می شوند . محلولهای الکترولیت همواره در دسته محلولهای غیر ایده آل قرار می گیرند.
1-2-1 محلول ایده آل
محلول ایده آل مزایایی مشابه با مزایای مفهوم گاز ایده آل دارد درست همانگونه که قانون ایده آل برای توصیف رفتار گازهای حقیقی به عنوان یک تقریب اولیه به کار می رود، قوانین محلول ایده آل نیز برای توصیف محلولهای حقیقی درمحدوده غلظتی معینی و با تقریب به کار می رود. محلول ایده آل محلولی است که در آن فعالیت یک جزء با کسر مولی اش در محدوده کامل غلظتی برابر است .1[11]
(1-1)
و در صورتیکه بتوان فوگاسیته را با فشار بخار جایگزین نمود، معادله (1-1) را می توان بصورت زیر نشان داد .
که به قانون رائولت معروف است :
(1-2)
از معادله (1-1) نتیجه می شود که :
با استناد از معادله گیبس- دوهم[4] داریم:
(1-3)
در نتیجه :
(1-4) LnX2=1∂/Lna2∂
با انتگرال گیری از رابطه (1-4) خواهیم داشت :
(1-5)
یا
که آنرا به عنوان قانون هنری می شناسیم . نتیجه اینکه در هر محلول دو جزئی، اگر یک جزء (حلال) از قانون رائولت تبعیت کند، جزء دیگر (حل شونده) باید از قانون هنری پیروی کند. این نتیجه از معادله گیبس- دوهم استنتاج می شود و منحصر به محلولهای ایده آل نیست .[9]
1-2-2 روابط ترمودینامیکی محلولهای ایده آل
برای انرژی آزاد محلولهای ایده آل داریم .
(1-6)
در مورد انتروپی محلول ایده آل بادیدیفرانسیل گیری بر روی دما در ترکیب و فشار ثابت داریم:
(1-7)
و از رابطه H=G+TS برای آنتالپی داریم :
(1-8)
و برای تغییرات حجم داریم :
(1-9)
پس هنگامیکه محلول ایده آل از اجزاء خالصش در دما و فشار ثابت تشکیل می شود هیچگونه تغییر حجم و تغییر گرمایی در اثر مخلوط شدن مشاهده نمی گردد.
فرآورده‌های نفتی
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 512 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 275 |
فرآورده‌های نفتی
نفت خام مایعی است غلیظ به رنگ سیاه یا قهوه‌ای تیره که اساساً از هیدروکربنها تشکیل شده است. در مورد منشاء نفت به دو نظریهء معدنی و آلی می‌رسیم. نظریهء منشاء معدنی نفت: که در سال 1886 توسط برتلو داده شد اینک رد شده است. همچنین در سالهای 1889( مندلیوف) نظریهء برتلو را تایید کرد و پس از ان در سال1901 سا باتیه و ساندرنس نظریهء منشاء معدنی بودن نفت را تایید کردند
نظریهء منشاء آلی:
امروزه می‌توان گفت که نظریهء منشاءآلی نفت برای نفت خام سبک به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است این نظریه به دلایل زیر متکی است:
1- نفت خام همیشه در لایهای رسوبی یافت میشود که همواره مقدار زیادی از مواد آلی نیز در این لایها وجود دارند.
2- نفت خام محتوی ماده ای به نام پور فیرین میباشد. این ماده فقط در عامل سرخی خون (هِمین) حیوانات و نیز در سبزینهء گیاهان وجود دارد.
3- اکثر نفتهای خام خاصیت چر خش سطح پلاریزاسیون نور را دارند. این خاصیت مربوط به وجود کلسترول است با منشاء حیوانی یا گیاهی.
به نظر می‌رسد که موجودات بسیار کوچک و بیشماری که در دریاها و مرداب‌ها زندگی می‌کنندو پلانگتون (فیتو پلانگتون و زئوپلانگتون‌ها) نامیده می‌شوند منشاء آلی نفت میباشند. توزیع پلانکتونها در سطح دریا یکنواخت نیست. این موجودات در قسمت بالای آب دریا (عمق 50 تا 100 متری) که اشعهء خورشید نفوذ می‌کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکزند. تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریا سوب می‌دهند. البته پلانکتونها تنها منبع مواد آلی نیستند. آب رود خانه‌هایی که به دریا میریزند حاوی مقداری مواد هیو میک است که ترکیبشان نزدیک به هیدرو کربنها است.
نفت خام
بسیاری از دانشمندان عقیده دارند که نفت از باقیمانده موجودات ریز و گیاهانی که صدها میلیون سال پیش در دریاها می‌زیسته اند به وجود آمده است. زمانی که آنان مرده اند، بدن آنان در کف دریا، بین رسوبات دریا محصور شده است. بعد از میلیونها سال، گرما و فشار آنها را به نفت و گاز تبدیل کرده است. نفت و گاز معمولاً همراه با هم در پوسته زمین یافت می‌شوند و برای به دست آوردن آنها نیاز به حفاری در پوسته زمین است. در نمودار زیر دوره زمانی شکل گیری نفت خام نمایش داده شده است.
نفت خام و گاز در اعماق زمین، بین چین خوردگیها و سنگهایی که دارای خلل و فرج است یافت میشود. اما ترکیبات نفت خام چیست؟ نفت خام مخلوطی از هیدروکربنهای مختلف است از هیدروکربنهای سبک C1 تا هیدروکربنهای سنگین. همچنین شامل بعضی از نمکها، فلزات و غیره میباشد. اگر هر هیدروکربن را به وسیله یک توپ با اندازه مشخص نشان دهیم، شکل زیر بیانگر ترکیبات نفت خام است:
همانطور که در شکل مشخص است، نفت خام مشتمل بر انواع هیدروکربنها میباشد. به علاوه ترکیبات دیگری به رنگهای آبی و زرد نیز دیده میشود که نمکها و سایر ناخالصی‌ها میباشند.
مواد آلی موجود در رسوبها حاوی 15-30% اکسیژن و 10-7% هیدروژن میباشند در حالی که مواد نفتی حد اکثر 4% اکسیژن و15-11% هیدروژن دارند. بنا بر این تبدیل مواد آلی به هیدرو کربنها یک پدیده احیا است که به کمک باکتری‌های غیر هوازی مو جود در اعماق آبها صورت می‌گرد. بدین ترتیب مواد آلی طی یک رشته واکنشهای فساد- تجزیه مولکولی- تراکم وپلیمری شدن به ماده هیدرو کربنی بیار غلیظ به نام کروژن تبدیل میشود. مجموعه این تغییر وتبدیلها را دگرگونی دیا ژنتیک می‌نامند. این دگر گونی از لایه‌های یک متری آغاز شده و تا اعماق هزار کیلو متری ادامه میابد و مدت ان نیز 5 تا 10 هزار سال است.
با ادامه رسوب گزاری عمق لایه‌ها نیز زیاد میشود و در نتیجه فشار ودما افزایش میابد. تحت چنین شرایطی
t>100c, p>1000atm کروژن در اثر تجزیه حرارتی به هیدرو کربن‌های مایع سبکتر تبدیل میگردد وبا ادامه رسوب گذاری، مقداری از این هیدرو کربنها در اثر شکست تبدیل به هیدرو کربن‌های سبک و گاز متان می‌شوند.
شکوفایی فصلی یا سالیانه جلبکهای پلانکتونیک، غالبا به عنوان بوجود آورنده لامیناسیون ریتمیک در نظر گرفته میشود. همانند تشکیل زغال، شرایط هوازی برای ممانعت از اکسیداسیون مواد آلی و احیا تجزیه باکتریائی مورد نیاز است. بنابراین بیشتر شیلهای نفتی در توده‌های آبی لایه‌لایه در جایی که آبهای سطحی اکسیژن‌دار اجازه رشد پلانکتونها و آبهای احیایی کف اجازه حفظ شدن مواد آلی را می‌دهد، تشکیل می‌شوند.
فصل اول
مطالعه اولیه نفت قبل از پالایش
مقدمه
کروژنها مواد آلی رسوبی شکننده‌ای هستند که در حلالهای مواد آلی غیرمحلول هستند و دارای ساختمان پلمری میباشند. مواد آلی شکننده‌ای که در حلالهای آلی محلول باشند، بیتومن نامیده می‌شوند. ولی کروژنها را می‌توان توسط اسیدهایی مانند HCL و HF از سنگهای رسوبی باز پس گرفت. همچنین ممکن است توسط روش دانسیته و استفاده از مایعات سنگین بتوان کروژن را جدا ساخت. چون کروژن نسبت به کانیهای دیگر سبک بوده و وزن مخصوص کمتری دارد.
روشهای مطالعه کروژن
تمرکز کروژن بوجود آمده را می‌توان با میکروسکوپهای با نور عبوری یا انعکاسی مورد بررسی قرار داد و هویت بیولوژیکی و منشا و نحوه بوجود آمدن اولیه آنها را مطالعه نمود. همچنین با استفاده از میکروسکوپهای با نور ماورای بنفش و مشاهده کردن رنگهای فلورسانس، اجزا اصلی تشکیل دهنده کروژنها را مشخص ساخت و از اسپکتروسکوپهای مادون قرمز نیز جهت بررسی ترکیب شیمیایی و ساختمانی کروژنها کمک گرفت.
تجزیه کروژن
مولکولهای بزرگ و پیچیده کروژن به سختی قابل تجزیه بوده ولی در اثرحرارت دادن در اتمسفر به ذرات کوچکتری شکسته می‌شوند که بعدا آنها را می‌توان توسط دستگاههای کروماتوگرافی گازی و اسپکترومترهای جرمی تجزیه نمود.
تغییرشکل کروژنهای مدفون در اثر افزایش حرارت
تبدیل کروژنها به نفت و گاز فرایندی است که به درجه حرارت بالایی نیازمند است. برای شروع تبدیل مواد حیوانی و گیاهی آلی به هیدروکربنها درزیرفشار 1-2 کیلومتر رسوب، حرارتی درحدود 70-50 درجه سانتیگراد لازم است. درجه حرارت نهایی برای این تبدیل که بلوغ یا مچوراسیطون نامیده میشود. حتی به بیش از 150 درجه سانتیگراد می‌رسد. لازم به ذکر است که در نواحی با گرادیان زمین گرمایی بیشتر، به عنوان مثال نواحی با جریان حرارتی بالا، امکان دارد مواد آلی درعمق کمتری به درجه بلوغ (مچوریتی) برسند.
تاثیر فشار بر ساختمان کروژنها
با افزایش حرارت در اثر افزایش بار رسوبی فوقانی عاملهای باندی C- C مولکولهای آلی موجود در کروژن شکسته می‌شوند و گاز نیز در این مرحله تشکیل میشود. بنابراین با بالا رفتن حرارت همگام با افزایش فشار، باندهای C- C بیشتری در کروژن و مولکولهای هیدروکربنی که قبلا تشکیل شده بودند، شکسته میشود. این شکستگی راهنمایی برای تشکیل هیدروکربنهای سبک تر، از زنجیره‌های هیدروکربنی طویل و از کروژن است. جدا شدن متان و دیگر هیدروکربنها سبب میشود که کروژن باقیمانده نسبتا از کربن غنی شود. زیرا در آغاز، کروژنهای تیپ 1و 2 نسبت H/C برابر 1. 7 و 1. 3 دارند.
دیاژنز کروژن
شروع دیاژنز با درجه حرارت 70-60 صورت می‌گیرد و ازدیاد درجه حرارت تا زمانی که نسبت H/C=0 6 و نسبت O/C=0.1 باشد تا حدود 150 درجه سانتیگراد ادامه می‌یابد. در درجه حرارتهای بیشتر تمام زنجیره‌های هیدروکربنی طویل تقریبا شکسته می‌شوند و بنابراین باقیمانده آن بطور کلی تنها از گاز متان (گازخشک) میباشد و ترکیب کروژن تدریجا به سمت کربن خالص میل خواهدکرد. (H/C=0).
محاسبه مچوریتی
محاسبه مچوریتی (به بلوغ رسیدن) سنگ مادر برای پیشگویی اینکه چه سنگهای مادری برای توید نفت بقدر کافی رسیده هستند و همچنین جهت محاسبه کامپیوتری و طرح ریزی بکار می‌رود که اینها یک قسمت مهم از آنالیز حوضه برای اکتشافات نفت میباشند و مهمترین بهره از این محاسبات تعیین تاریخچه فرونشینی است که از ثبت چینه شناسی و تخمین گرادیان زمین گرمایی مشتق میشود. بنابراین تاریخچه فرونشینی تابعی از زمان زمین شناسی میباشد.
انواع کروژن
بطور کلی سه نوع کروژن قابل تشخیص است. وجه تمایز این سه نوع کروژن به نوع ماده آلی تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد.
کروژن نوع اول:
این نوع کروژن دارای منشا جلبکی بوده و نسبت هیدروژن به کربن موجود در آن از سایر کروژنها بیشتر میباشد نسبت هیدروژن به کربن حدود 2/1 تا 1. 7 است.
v کروژن نوع دوم:
کروژن نوع دوم یا لیپتینیک‌ها نوع حد واسط کروژن محسوب میشود. نسبیت هیدروژن به کربن نوع دوم، بیش از 1 میباشد. قطعات سر شده جلبکی و مواد مشتق شده از فیتو پلانکتونها و زئوپلانکتونها متشکلین اصلی (کروژن ساپروپل) کروژن نوع دوم است.
v کروژن نوع سوم:
کروژن نوع سوم یا هومیک دارای نسبت هیدروژن به کربن کمتر از 84 % میباشد. کروژن نوع سوم از لیگنیت و قطعات چوبی گیاهان که در خشکی تولید میشود به وجود می‌آید.
مراحل تشکیل کروژن
مواد آلی راسب شده در حوضه‌های رسوبی با گذشت زمان در لابه‌لای رسوبات دفن میشود. ازدیاد عمق دفن‌شدگی با افزایش فشار و دمای محیط ارتباط مستقیم دارد. تی‌سوت (1977) تحولات مواد آلی در مقابل افزایش عمق را تحت سه مرحله به شرح زیر تشریح می‌کند:
مرحله دیاژنز
تحولات مواد آلی در مرحله دیاژنز در بخشهای کم عمق‌تر زیر زمین و تحت دما و فشار متعارف انجام میشود. این تحولات شامل تخریب بیولوژیکی توسط باکتریها و فعل و انفعالات غیر حیاتی میباشد. متان، دی‌اکسید کربن و آب از ماده آلی جدا شده و مابقی به صورت ترکیب پیچیده هیدروکربوری تحت عنوان کروژن باقی می‌ماند. در مرحله دیاژنز محتویات اکسیژن ماده آلی کاسته میشود ولی نسبت هیدروژن به کربن ماده آلی کم و بیش بدون تغییر باقی می‌ماند.
v تاثیر مرحله دیاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:
در اوائل مرحله دیاژنز مقداری از مواد جامد از قبیل خرده فسیلها و یا کانیهای کوارتز و کربنات کلسیم و …، ابتدا حل شده بعدا از آب روزنه‌ای اشباع گشته، سپس به همراه سولفورهای آهن - سرب و روی و مس و غیره دوباره رسوب می‌کنند. در این مرحله مواد آلی نیز به سوی تعادل می‌روند. یعنی اول در اثر فعالیت باکتریها مواد آلی متلاشی شده و بعدا همزمان با سخت شدن رسوبات (سنگ شدگی) این مواد نیز پلیمریزه شده و مولکولهای بزرگتری را تشکیل داده سپس به تعادل می‌رسند که در این حالت تعادل آنها را کروژن می‌نامند.
مرحله کاتاژنز
تحولات مواد آلی در مرحله کاتاژنز در عمق بیشتر تحت دمای زیادتر صورت می‌گیرد. جدایش مواد نفتی از کروژن در مرحله کاتتاژنز به وقوع می‌پیوندد. در ابتدا نفت و سپس گاز طبیعی از کروژن مشتق میشود. نسبت هیدروژن به کربن ماده آلی کاهش یافته ولی در مقدار اکسیژن به کربن تغییر عمده‌ای صورت نمی‌گیرد.
v تاثیر مرحله کاتاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:
در این مرحله مواد آلی تغییرات زیادی پیدا می‌کنند و حین تغییر وضع مداوم مولکولی در کروژنها در ابتدا نفتهای سنگین، بعدا نفتهای سبک و در آخر گازهای مرطوب تولید می‌شوند. در آخر مرحله کاتاژنز تقریبا تمامی شاخه‌های زنجیری هیدروکربنها از مولکول کروژن جدا شده و مواد آلی باقیمانده در مقایسه با زغال سنگها از نظر درجه بلوغ، شبیه به آنتراسیت بوده و ضریب انعکاسی بیش از 2% دارند.
مرحله متاژنز
تحولات ماده آلی در مرحله متاژنز تحت دما و فشار بالاتر نسبت به مراحل قبلی انجام میشود. بقایای هیدروکربن بخصوص متان از ماده آلی جدا میشود. نسبت هیدروژن به کربن کاهش یافته، به نحوی که در نهایت کربن به صورت گرافیت باقی خواهد ماند. تخلخل و تراوایی سنگ در این مرحله به حد قابل چشم پوشی می‌رسد.
v تاثیر مرحله متاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:
در مرحله متاژنز و متامورنیسم رسوبات در عمق بیشتر و تحت تاثیر حرارت و فشار بیش از حد قرار دارند. در این مرحله کانیهای رسی، آب خودشان را از دست داده و در نتیجه تبلور مجدد در بافت اصلی سنگ تغییرات بوجود می‌آید. در این مرحله کروژن باقی مانده (موادآلی باقی مانده) تبدیل به متان و کربن باقیمانده میشود. این مواد را می‌توان قابل قیاس با تبدیل زغال سنگ به آنتراسیت دانست که ضریب انعکاسشان تا 4% می‌رسد. بالاخره در آخراین مرحله باقیمانده مواد آلی که به صورت کربن باقی مانده در آمده بود، تبدیل به گرافیت میشود.
مواد آلی تشکیل دهنده شیلهای نفتی
v بیشتر مواد آلی در شیلهای نفتی، بقایای جلبک و اسپورهای جلبکی فراوانند. بنابراین، فرض بر این است که بیشتر مواد آلی دارای منشا جلبکی باشند. خرده‌های دانه ریز گیاهان کاملتر و مگااسپورها نیز ممکن است یک جز تشکیل دهنده مهم باشند. شکل تیپیک رسوبی در بسیاری از شیلهای نفتی وجود لامیناسیون مشخص، در مقیاس میلیمتر، تناوبی از لامینه‌های آواری و آلی میباشد. .
نوع کروژن در شیلهای نفتی
کروژن در شیلهای نفتی عمدتا از نوع I است که دارای نسبت بالای H/C و نسبت پایین O/C است و عمدتا از مواد جلبکی لیپید چربیها و اسیدهای چرب سرچشمه گرفته است، تا اینکه از کربوهیدراتها، لیگینها یا صمغها باشد. برخی از کروژنها در شیلهای نفتی، ممکن است از نوع II باشد که از خرده‌های گیاهان آوندی تشکیل شده‌اند. برخی فلزات، نظیر وانادیوم، نیکل، اورانیوم و مولیبدنیوم در شیلهای نفتی فراوانند که با کروژن مخلوط شده یا اینکه به صورت کلات در کروژن هستند.
محیطهای رسوبی شیلهای نفتی
شیلهای نفتی، در محیطهای دریاچه‌ای و دریایی رسوب کرده‌اند. شیلهای نفتی در سازند گرین ریور ائوسن حاوی دولومیت و کلسیت بیشتری بوده و به صورت لامینه‌ها یا واروهای ریتمیک هستند. اگر چه قبلا به منشا آبهای نسبتا عمیق نسبت داده می‌شد، ولیکن در حال حاضر، تصور بر این است که رسوبگذاری در دریاچه‌های موقتی، نسبتا کم عمق که اغلب در معرض خشک شدگی قرار گرفته‌اند، صورت گرفته باشد. سیکلهای کوچک مقیاس شیلهای نفتی که به طرف بالا به تبخیری‌ها تبدیل میشود منعکس کننده گسترش مداوم یک دریاچه لایه‌لایه غیرشور، به یک دریاچه شور میباشد.
شیل نفتی تشکیل شده از یک گونه منفرد جلبکی در چندین افق در کربونیفر تحتانی دره میدلند در اسکاتلند دریافت میشود. این افق‌ها، در دریاچه‌های آب شیرین در یک کمپلکس دلتایی که زغالهای هومیکی نیز گسترش دارند، یافت میشود. چون جلبکهای پلانکتونیک، منشا اصلی مواد آلی هستند و اینها دارای یک تاریخچه زمین شناسی طولانی هستند، لذا شیلهای نفتی در کامبرین یافت می‌شوند. برای مثال، شیل ناساج در میشیگان و وسیکانسین سنی در حدود 1100 میلیون سال دارد.
اهمیت شیلهای نفتی از نظر اقتصادی
در حال حاضر، توجه نسبتا زیادی به شیلهای نفتی میشود چون آنها یک منشا سوخت فسیلی هستند و ممکن است به جایگزینی ذخایر نفتی که انتظار اتمام آن می‌رود، کمک کند. رسوبات گسترده‌ای از شیلهای نفتی در روسیه، چین و برزیل یافت میشود و رسوبات با عیار پایین که ممکن است از نظر اقتصادی باارزش شود در تعداد زیادی از کشورهای دیگر جهان یافت میشود. شیلهای نفتی همچنین پتانسیل سنگهای مولد نفت هستند.
علائم و شواهد مهاجرت هیدروکربورها
- مواد آلی موجود در منافذ مرتبط سنگهای سطحی زمین، اکسید شده و فاسد میشود. بنابراین، لازمه حفظ مواد نفتی در مخزن به دنبال افزایش عمق و ازدیاد دمای مخزن میباشد.
- بخش بسیار کوچکی از مواد ارگانیکی سنگهای منشا به نفت و گاز تبدیل میشود. مقدار نفت به صورت جازا بسیار ناچیز است. به همین دلیل تشکیل مخزن دارای ذخیره قابل ملاحظه هیدروکربور در سنگ منشا غیر ممکن به نظر می‌رسد.
- نفت و گاز بطور کلی همراه آب در منافذ سنگ مخزن تجمع می‌یابد. به همین دلیل، وجود نفت و گاز در منافذ و شکستگیها همزمان با دفن شدگی مخزن در صورت گرفته است.
- نفت و گاز در بالاترین نقطه مخزن تجمع و تمرکز یافته که خود تاثیری بر حرکت نفت به سمت بالا و یا در جهات عرضی میباشد.
- نفت و گاز و آب بر اساس وزن مخصوص نسبت به یکدیگر در مخزن قرار می‌گیرد. نحوه قرار گرفتن گاز، نفت و آب حاکی از حرکت آنها در داخل مخزن است.
مهاجرت اولیه و ثانویه نفت
منظور از مهاجرت اولیه، جز بیش مواد هیدر و کربنی از سنگ منشا بصورت محلول در آب، ملکول آزاد، جذب در مواد ارگانیکی یا غیر ارگانیکی و یا تلفیقی از آنها میباشد. هیدروکربورها ضمن انتقال اولیه بایستی از سنگ منشا، آزاد شده تا بتوانند حرکت کنند. به هرحال، جدایش مواد ارگانیکی قابل حل از سنگ منشا، مکانیسم اصلی انتقال اولیه را بوجود می‌آورد. مقدار از این تولید در واحد حجم بسیار کم است. دما و فشار با ازدیاد عمق و دفن سنگها افزایش پیدا می‌کند.
این عمل سبب کاهش مقدار غلظت سنگهای قابل انعطاف شده و به نحوی که در نهایت منجر به خروج مقدار زیادی از مایع درون خلل سنگ میشود. سنگهای دانه ریز مانند رسها بیشترین فشار را متحمل میشود. مایع محتوی این سنگهای تحت فشار به طرف بالا صعود می‌کند. به همین دلیل افزایش فشار می‌توانند سر آغاز حرکت صعودی سیالات محسوب شود. مطالعه‌ای که بر قابلیت انحلال پذیری هیدروکربورها در آب سازند صورت گرفته حاکی از کاهش قابلیت انحلال قابلیت انحلال هیدروکربورها ضمن افزایش اندازه ملکولی آن میباشد. افزایش دما قابلیت حل هیدروکربور در آب را افزایش می‌دهد.
قابلیت انحلال هیدروکربورهای سنگینتر با کاهش دما کم میشود. بنابراین هیدروکربورها بر اثر کاهش دما به تدریج از محلول اشباع شده خارج میشود. این رهایی در هر سنگی که دمایی کمتر از دمای قبلی خود داشته باشد می‌تواند صورت گیرد. نتیجه آزاد شدن هیدروکربور، راه یابی آن به مسیر اصلی جریان است. آزاد سازی نفت، ناشی در کاهش دما، در هر حال، تنها مقدار کمی نفت از سنگهای ضخیم لایه، می‌تواند از آب عبور جدا شود.
مهاجرت ثانویه نفت
تمرکز مواد آلی و هیدروکربورها و یا واحد حجم سنگ بسیار محدود است و حرکت آن مواد نسبت به سنگ مخزن نیز به آهستگی صورت می‌گیرد. مولکولهای هیدروکربور آزاد شده و یا بخشهای کوچک نفتی در حال ورود به سنگ مخزن اصولا کوچکتر از معبر سنگ بود و استفاده از نیروی ارشمیدس، نیروی موئین، نیروی هیدرودینامیکی، تراوایی موثر و در صد اشباع آب سنگ مخزن به بخش بالاتر مخزن انتقال پیدا می‌کند. حرکت صعودی هیدروکربور در مخزن منوط به جابجایی دیگر ملکولهای هیدروکربور بوده با این که بوسیله جریان آب صورت می‌گیرد.
ورود هیدروکربور به مخزن تداوم حرکت صعودی آن را تامین می‌کند. نفت و گاز شناور در آب با استفاده از نیروهای ارشمیدس و هیدرودینامیکی به سمت قله تاقدیس حرکت می‌کند. تمرکز نفت و گاز در قله تاقدیس مقاومت آن دو را در مقابل جریان افزایش می‌دهد. آب به ناچار در جهت شیب جریان به حرکت خود ادامه می‌دهد. حضور جریان قوی آب و وجود اختلاف فشار، سبب کج شدگی سطح آب و نفت میشود. تداوم فشار هیدرودینامیکی ممکن است باعث جدایش مخازن از یکدیگر شده و تغییر کلی در تعادل مخزن را ایجاد کند. مخزن در شرایطی تشکیل میشود که نفت و گاز در جهت مخالف نیروی هیدرودینامیکی به طرف بالا حرکت کرده و در ناحیه رخساره‌ای، نیروی هیدرودینامیکی و نیروی موئین بر نیروی ارشمیدس غلبه کند. بطور طبیعی در ناحیه تغییر رخساره‌ای مقدار تخلخل و تراوایی سنگ به سمت بالا کاهش یافته است.
نفت از منافذ ریز یا معابری که بر اثر صعود نفت خام از لابه‌لای رسوبات آغشته به آب ایجاد شده است به سمت بالا حرکت می‌کند. حرکت صعود کننده نفت تا زمانی که نیروی ارشمیدس نفت خام، بر فشار موئین بین خلل برتر باشد تداوم پیدا می‌کند. نفت و گاز خارج شده از سنگ منشا ابتدا در مرز بین سنگ منشا و مخزن تجمع پیدا می‌کند. حرکت صعود کننده نفت خام و گاز به دنبال تجمع آنها و افزایش فشار جابجایی به صورت رشته‌های باریک به سمت بالای سنگ مخزن آغاز میشود. تجمع هیدروکربور در سنگ مخزن پس از رسیدن هیدروکربورهای رشته مانند به بخش فوقانی سنگ مخزن شروع میشود.
ویژگیهای زمین شناسی در مهاجرت و تمرکز هیدروکربورها
این ویژگیها با توجه به شناخت نواحی هیدروکربوردار به شرح زیر است:
- آب اطراف مخزن نفت را فرا گرفته است. به همین دلیل مشکلات نفت به هیدرولوژی، فشار سیال و حرکت آب بستگی دارد. حرکت آب به سمت ناحیه کم فشار بوده و مقدار حرکت به پتانسیل بالا و قدرت جریان در سازند آبدار بستگی دارد.
- گاز و نفت هر دو نسبت به آب شناور بوده و همچنین نسبت به آب دارای وزن حجمی پایین‌تری میباشند. از آهکی تا سیلیس، منشا رسوبی سنگ، در صد تخلفل سنگ از 1 تا 40در صد و به تراوایی از 1 تا چندین میلی‌داری بستگی دارد.
- نفتگیرها ممکن است حاصل پدیده ساختمانی، چینه‌ای و یا تلفیقی از هر دو باشد. در شرایطی که اختلاف پتانسیل سیال وجود داشته باشد. احتمال ایجاد معبر و تمرکز فراهم می‌آید.
- اندازه و شکل میکروسکوپی خلل و پیچا پیچی معابر تراوا و خصوصیات سنگهای مخزن بطور کامل متغیر است. مهاجرت و تجمع در خلال معبر تراوا و محیط شیمیایی صورت می‌گیرد.
- حداقل زمان تشکیل، مهاجرت و تجمع نفت کمتر از 1 میلیون سال است.
- مرز فوقانی یا سقف مخازن کم و بیش غیر قابل نفوذ است.
- دمای مخازن نفت متغیر و از 50 تا 100 درجه سانتیگراد نوسان دارد.
- فشار مخازن متفاوت بوده و مقدار آن برحسب تاریخچه زمین شناسی متغیر میباشد.
نقش سطح تماس آب و نفت در مهاجرت نفت
سطح تماس آب و نفت در بسیاری از مخازن کج شدگی داشته و مقدار کج شدگی از یک متر تا دو متر و یا بیشتر در کیلومتر میباشد. بطور استثنا کج شدگی سطح آب و نفت تا 250 متر در کیلومتر نیز مشاهده شده است. کج شدگی سبب جابجایی نفت و گاز از یک سوی مخزن به طرف دیگر آن میشود. این امر از نظر توسعه و استخراج چنین مخازنی حائز اهمیت میباشد. در شرایطی که جابجایی تجمع نفت بسیار شدید باشد ذخیره نفتی از موضع واقعی خود، متد حرکت می‌کند. به نحوی که ممکن است ضمن صفر اولین چاه آثاری از وجود مخزن در محل دیده نشود.
زمین شناسی نفت
زمین شناسی نفت از دو کلمه Petroleum Geology تشکیل شده که اصطلاح پترولِِِیوم (روغن سنگ)، دو کلمه لاتین پترا، یعنی سنگ والیوم، یا روغن را شامل میشود و Geology هم که به معنی زمین شناسی میباشد.
نفت یا پترولیوم نوعی قیر و یا بیتومین است که به صورت مجموعه‌ای از هیدروکربورهای مختلف، به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد. پترولیوم در شیمی و زمین شناسی، اصطلاحا به ترکیبات هیدروکربورهای اطلاق میشود که توسط چاههای نفت از داخل زمین استخراج می‌شوند. شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده میشود بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی (15 درجه سانتیگراد و 760 میلیمتر فشار جیوه، به صورت مایع در آمده که به آن نفت خام می‌گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می‌ماند.
اکتشاف نفت
سابقه اکتشاف نفت در ایران به حدود 4000 سال پیش می‌رسد. ایرانیان باستان به عنوان مواد سوختی و قیراندود کردن کشتی‌ها، ساختمانها و پشت بامها از این مواد استفاده می‌کردند. نادر شاه در جنگ با سپاهیان هند قیر را آتش زد و مورد استفاده قرار داد. در بعضی از معابد ایران باستان برای افروختن آتش مقدس از گاز طبیعی استفاده شده و بر اساس یک گزارش تاریخی یک درویش در حوالی باکو چاه نفتی داشته که از فروش آن امرار معاش می‌کرده است.
بررسی ابعاد مولکولی و مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 11189 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 147 |
بررسی ابعاد مولکولی و مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی
چکیده
بیش از 139 گونه آلیوم در ایران گزارش شده اند که حدود 30 گونه آن بومی خود ایران هستند . در این میان Allium hirtifolium به لحاظ اینکه تاکنون تحقیقاتی از لحاظ مولکولی و یا مورفولوژیکی بر روی آن انجام نشده و تعداد تحقیقاتی که در مورد این گونه خاص در دنیا انجام گردیده, به لحاظ کمی بسیار اندک می باشد, لذا بر آن شدیم تا با جمع آوری این گیاه از نقاط اصلی رویش ان که عمدتا مناطق مرکزی ایران و خصوصاً استان لرستان است, به بررسی ابعاد مولکولی و مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی آن بپردازیم. بررسی های ما بر روی این گونه شامل بخش های زیر می باشد:
بخش اول: جمع آوری و نگهداری مواد گیاهی
ابتدا، نمونه های گیاهی از شانزده منطقه مختلف استان لرستان جمع آوری و در مرحله بعد مرکز تحقیقات منابع طبیعی استان لرستان و همچنین پژوهشکده علوم گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی تعیین هویت گردید و سپس غده ها تا انجام آزمایشات بعدی در یخچال و دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شدند.
بخش دوم: بررسی مزرعه ای
غده های آلیوم در آذرماه 1384 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سه تکرار، در هر ردیف 4 غده از هر اکوتیپ خاص به طور تصادفی انتخاب و سپس با فاصله 20 سانتی متر روی ردیف و 35 سانتی متر بین ردیف کشت شدند.
پس از رویش از سطح خاک، اطلاعات مورفولوژیکی از قبیل طول برگ، عرض برگ، ارتفاع ساقه گلدهنده، تعداد برگ، وزن متوسط غده ها در بوته، تعداد غده در بوته، مدت زمان کاشت تا سبز شدن و مدت زمان کاشت تا گل دهی، در هر بوته اندازه گیری شدند.
بخش سوم: بررسی مولکولی با تکنیک RAPD
الف) کشت در گلخانه: در فروردین ماه 1385 تعداد دو غده از هر اکوتیپ به طور تصادفی انتخاب و در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، در گلدان کشت شدند و پس از رویش از سطح خاک و پس از حدود 10 روز برگهای جوان چیده شده و سریعاً در داخل یخ به آزمایشگاه بیوتکنولوژی پژوهشکده بوعلی محل انجام آزمایشات مولکولی، منتقل گردید و در فریزر و در دمای 20- درجه سانتیگراد تا زمان انجام آزمایش نگهداری شد.
ب) استخراج DNA : با روش Doyle and Doyle یا Hot CTAB ، DNA ها استخراج و پس از استخراج با دستگاه UVTECH، مشاهده گردیده و عکس برداری شدند. با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری کیفیت DNA بررسی شد و نسبت جذب 280/260 اکثر DNA ها بین 2-8/1 بودند که نشان از کیفیت خوب DNA استخراج شده از لحاظ عدم آلودگی به پروتئین و یا DNA و پلی ساکاریدها و ... بود.
ج) PCR : با کمک 20 آغازگر ساخت دانشگاه بریتیش کلمبیا که 16 تا از آنها چند شکلی خوبی نشان دادند و براساس روش آدامز (1998),PCR انجام گردید و پس از الکتروفورز ژل اگارز 5/1 درصد و عکسبرداری از ژل ها ، با نرم افزار(NTSYS 2/02) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و براساس الگوریتم UPGMA دندروگرام رسم گردید.
بخش چهارم: بررسی فیتوشیمیایی
از آنجا که اکثر ترکیبات شیمیایی آلیوم ها ترکیبات گوگردی بوده و چیزی حدود 70 % این ترکیبات را هم آلیسین تشکیل می دهد لذا بررسی فیتو شیمیایی بر روی درصد آلیسین در اکوتیپ های مختلف انجام گردید و عصاره موجود در غده های گیاهان به روش بریتیش فارماکوپه, با مقداری تغییرات استخراج و با روش کاهش جذب در طول موج 324 نانومتر و پس از اختلاط با ماده ای به نام4 – مرکاپتو پیریدین میزان آلیسین اندازه گیری شد.
نتایج حاصل از بررسی مورفولوژیک
پس از ترسیم دندروگرام با کمک نرم افزار SAS شش گروه مختلف مورفولوژیک بدست آمد که تنوع موجود در آنها ارتباط زیادی با تنوع جغرافیایی نداشت. تجزیه واریانس و آزمون دانکن، اختلاف معنی داری را در بین بعضی صفات در اکوتیپ ها نشان داد.
نتایج حاصل از بررسی مولکولی RAPD
در مجموع از 20 آغازگر استفاده شده، 16 تا چند شکلی بسیار بالایی را نشان دادند.درصد چند شکلی تمام آنها بالای 90% برآورد گردید و مشخص شد که تمام آنها از کارایی بالایی در تشخیص ژنوتیپ های مختلف برخوردار هستند. بررسی دندروگرام حاصل از ماتریس 0 و 1 ، اکوتیپ ها را در هر 8 گروه مختلف قرار داد. در این بررسی ارتباط زیادی بین گروه بندی مولکولی و جغرافیایی یافت نگردید.
نتایج حاصل از بررسی فیتوشیمیایی
میزان آلیسین در اکوتیپ ها با هم تفاوت داشت و از 61 /0 تا 63/3 میلی گرم آلیسین در هر گرم غده تازه متفاوت بود.میزان آلیسین با بعضی صفات مورفولوژیک از قبیل وزن غده همبستگی مثبت داشت. از مقایسه نتایج بدست آمده چنین استنباط می شود که تنوع ژنتیکی در میان اکوتیپ ها زیاد بوده بطوریکه حتی در اکوتیپ های یک منطقه نیز این مسئله وجود دارد و علت این تنوع زیاد ژنتیکی ممکن است عواملی از قبیل جهش های ژنی و نیز روش های تولید مثل جنسی باشد که البته این مسئله نیاز به بررسی بیشتری دارد.
در این بررسی مهمترین روش تشخیص چند شکلی و اختلافات ژنتیکی میان اکوتیپ ها استفاده از نشانگر RAPD بود. این روش هم روشی ساده و هم دقیق است و قادر به شناسایی اختلافات کوچک ژنتیکی می باشد.
فصل اول
مقدمـه
استفاده از نشا نگرهای ژنتیک قدمتی برابر با تاریخ بشر دارد. انسانهای نخستین، حتی آنهایی که هنوز کشاورزی را فرا نگرفته بودند و برای ادامه زندگی مجبور به جمع آوری بذر و میوه گیاهان بودند، بدون آنکه خود بدانند از نشانگرهای مورفولوژیک برای شناختن و تمایز انواع بذر و میوه و جانوران وحشی استفاده می کردند و برخی را به برخی دیگر ترجیح می دادند، اما به صورت مدون و دانش مدار، شاید مندل، نخستین کسی بود که از نشا نگرهای مورفولوژیک یا نشا نگرهای مبتنی بر فنوتیپ برای مطالعه چگونگی توارث صفات در نخود فرنگی استفاده کرد (9).
تا قبل از مندل، اصلاح گیاهان به عنوان هنر محسوب می شد و گزینش بر اصول علمی استوار نبود و اصلاحگران موفق افرادی بودند که استعداد زیادتری در تشخیص تنوع موجود داشتند. با پیشرفت علم ژنتیک و علوم وابسته، اصلاح گیاهان، با این علوم مرتبط شد و دیگر هنر و مهارت به تنهایی در امر گزینش دخالت نداشت و به نژادگر بنابر اصول علمی و با تعمّد می توانست تنوع و تغییراتی در گیاهان ایجاد نماید و از این راه واریته ها و ارقام جدید با صفات دلخواه به وجود آورد. (15) استفاده از نشا نگرهای ژنتیک، خصوصاً نشانگرهای مولکولی، ابزاری برای شناسایی تنوع و نوع تنوع هستند.(5) تنوع گونه ها در محیط به توانایی تولید و پایداری آن اکوسیستم وابسته است.(9)
روش های مولکولی ابزاری مناسب برای مطالعه اثر تنوع ژنتیکی گیاهی روی پایداری اکوسیستم هاست. این تنوع را ممکن است در چند سطح مورد بررسی قرارداد. تنوع حیاتی یک اکوسیستم معمولا از روی تعداد گونه های موجود در آن مشخص می شود. ضمن اینکه تنوع درون گونه ای نیز ممکن است سهم قابل توجهی در باروری سیستم داشته باشد. روش های مولکولی، امکانات ویژه را برای ارزیابی تنوع حیاتی ارائه می دهند و می توانند روش کلیدی برای ایجاد راهبردهای حفاظتی مناسب باشند.(13)
کاربردهای علمی بیولوژی مولکولی گیاهی و استفاده از نشانگرها به طور خلاصه شامل : (13)
1- تشخیص گیاهان 2- تشخیص عوامل بیماریزا 3- شناسایی گیاهان تجاری، صنعتی، دارویی 4- بررسی فیلوژنتیکی گیاهان 5- مدیریت گیاهان وحشی 6- مدیریت منابع ژنتیکی 7- اصلاح گیاهان از لحاظ کیفی و کمی و مقاومت به بیمارها و نیز عملکرد 8- انتقال ژن و...
ذخایر گیاهی هر کشور، مهمترین منابع و ثروتهای آن کشور به حساب آمده و ممالکی که به ارزش واقعی این ذخایر پی برده اند، آنها را حتی از طلا و نفت و سایر منابع زیر زمینی با ارزش تر می دانند.
گونه های مختلف Allium دارای ارزشهای فراوانی از لحاظ غذایی، دارویی و پزشکی هستند واثرات متعدد دارویی آنها بررسی شده است و از این خواص دارویی از هزاران سال قبل در درمان بیماریهایی مثل دیابت، بیماری های قلبی و التیام سیستم دفاعی و ایمنی بدن، درمان روماتیسم و... استفاده می شده است.(10)
جنس آلیوم متشکل از بیش از 700 گونه است(61) که بیش از 139 گونه آن در ایران گزارش شده است و در حدود 30 گونه آن بومی خود ایران هستند(78) Allim hirtifolium یک گونه قدیمی و بومی ایران است که به عنوان طعم دهنده و چاشنی غذایی استفاده می شده است.(133) در سالهای اخیر استفاده همه جانبه از نشا نگرهای مولکولی در تحقیقات Allium مثل، توالی یابی DNA، بررسی سریع انواع سیتوپلاسمها و تشخیص گیاهان هیرید و استفاده وسیع در تهیه نقشه های ژنتیکی رو به افزایش است .
مشهورترین ترکیبات فیتوشیمیایی جنس Allium، ترکیبات گوگردی بوده که شاخصترین آنها که در غده ها و پیازهای خورد نشده آنها وجود دارد آلیین یا S- آلیل- (+)L- سیستئین سولفوکسید است و به دنبال خورد کردن یا پودر کردن غده ها، تحت اثر آنزیم آلیناز به آلیسین تبدیل می شود(60). هدف ما در این تحقیق بررسی تنوع موجود در اکوتیپهای A.hirtifolium موجود در مناطق زیست این گونه در استان لرستان از دیدگاه مولکولی با تکنیک (RAPD)، مورفولوژیکی وفیتوشیمیایی(آلیسین) می باشد و رابطه این نشا نگرها با هم و توانایی آنها در تعیین میزان تنوع را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
فصل دوم
گیاهشناسـی
2-1- گیاهشناسی Allium hirtifolium
Syn: Allium atropurpureum(78)
این گونه، یک گونه وحشی و پایاست. دارای پیاز تخم مرغی به قطر 4-5/2 سانتی متر. با پوشش خارجی خاکستری رنگ و متشکل از رشته ها یا الیاف جدا از هم و در حال تخریب است. ساقه گلدهنده ، بلند و 120-80 سانتی متر طول داشته و برهنه و بدون برگ می باشد، برگها خطی به اندازه 30-20 سانتیمتر، در پایین نادوانی و گود، دارای پرز سفید یا کرکهای نازک و نرم. گل ها صورتی کم رنگ یا صورتی متمایل به بنفش، مجتمع در چترهای پر گل و محدب، دمگل 6بار بلندتر از گل، گلپوش دارای تقسیمات خطی نرم و سست، تاشده، میله پرچمها کوتاهتر از گل پوش، در پایین پهن و عریض.
موسم گل: اردیبهشت ماه (11)
2-2- انتشار جغرافیایی
غرب: سنندج، باختران، همدان، الوند، اراک، اشترانکوه، خرم آباد، بخش مرکزی: اصفهان، بختیاری، فارس: دشت ارژن، کوه بیل، کاکوم.
2-3- کاریولوژی (20)
بر اساس گزارش (2002) Neriman ozhatay تعداد کروموزومهای پایه A.Atropurpureum یا A.hirtifolium، x=8 است و این گونه یک گونه دیپلوئید بوده و لذا 16=x2=n2
Allium hirtifolium
2-4- موارد مصرف A.hirtifolium
2-4-1- مصارف غذایی: (60)
این گونه در ایران تحت عنوان موسیر شناخته می شود و غده های خشک شده و یا تازه آن در مقیاس ها کم تا متوسط برای مصارف محلی و یا صادرات به کشورهای حوزه خلیج فارس بکار می روند. غده های این گونه بطور گسترده ای در ترکیبات غذایی مختلفی از قبیل ماست، ترشی، برنج، گوشت، سس ها و سالادها به عنوان چاشنی و طعم دهنده استفاده می شود.
2-4-2- استفاده در طب سنتی ایران
در طب سنتی ایران، این گونه به عنوان گیاهی شبیه پیاز شناخته شده و استفاده از آن در درمان درد معده، نقرس، ورم مفاصل، ترشح زیاد غدد چربی در روی پوست سر، درمان بیماریهای پوستی و بواسیر توصیه شده است.
از این گیاه همچنین به عنوان داروی تقویت قوای جنسی و همچنین هضم کننده غذا نام برده شده است.(7)
2-5- تحقیقات انجام شده در مورد Allium hirtifolium
تاکنون تحقیقات بسیار اندکی بر روی این گونه انجام شده است و تنها سه مورد تحقیق انجام گرفته که به طور خلاصه در زیر به انها اشاره می شود:
1- اثرات ضد تریکوموناسی آزمایشگاهی A.hirtifolium (موسیر ایرانی) در مقایسه با مترونیدازول(90) :
تریکوموناس یک انگل تک یاخته تاژک دار است که سبب بیماریهای مسری و ارثی و ایجاد تورم و التهاب در دستگاه تناسلی زنان می گردد و مهمترین و شایعترین تاژکدار بیماری زا در اروپا و امریکای شمالی است.
شیوع این بیماری در جوامع شهری با فعالیت های جنسی پر خطر و همچنین جوامع جهان سوم بیشتر اتفاق می افتد . براساس یک مطالعه آماری سالانه حدود 4/7 میلیون مورد هر ساله در جهان اتفاق می افتد. مهمترین داروی درمان کننده این بیماری در بعضی کشورها مترونیدازول است .در این تحقیق عصاره هیدروالکلی و عصاره دی کلرومتا نیک موسیر ایرانی در مخلوط 50/50(آب – اتانل) تهیه شد. حداقل غلظت مما نعت کنندگی (MIC) عصاره هیدرالکلی و دی کلرومتا نیک و همچنین مترونیدازول به طور جداگانه به ترتیب10و 5و 2mg/ml تعیین گردید. موسیر ایرانی از رشد T.vaginalis در مقدار و زمان اندک، ممانعت به عمل آورده است. اثرات ضد تریکوموناسی این گیاه را می توان به ترکیبات سولفوره الی از قبیل Allicin، ajoene نسبت داد که اثرات ضد میکروبی آنها ثا بت شده است.
2- تاثیر A.hirtifolium بر پاسخ ایمنی سلولی در موش: (59)
به پای موشهای مورد آزمایش سلولهای گلبول قرمز خون گوسفند تزریق شد که این باعث تورم پا در آنها شد، عصاره های هیدروالکلی و پلی فنولیک A.hirtifolium از تورم پا در موشها جلوگیری کرد. یعنی این مواد از پاسخ ایمنی اکتسا بی فوق الذکر جلوگیری کردند.
3- ارتباط بین ساختمان ساپونینهای A.hirtifolium و A.elburzense و خواص ضد اسپامی آنها: (23)
در این تحقیق مشاهده شد که ساپونینهای جدا شده از این دو گونه، دارای خواص ضد اسپاسمی خوبی هستند و در بهبود آشفتگی ها و اسپاسمهای دستگاه گوارش موثرند.
2-6- جنس آلیوم ( .Allium spp) (61)
2 -6- 1 - مشخصات عمومی وطبقه بندی
جایگاه این جنس و جنسهای وابسته و نزدیک آن برای مدت زمان زیادی مورد اختلاف بوده است. در طبقه بندیهای اولیه نهاندانگان (melchior-1964) در خانواده liliaceae قرار می گرفتند. بعدها ، بخاطر ساختمان گلاذین شان غالبا در خانواده Amarilidaceae قرار می گرفتند. اخیراً، داده های مولکولی، خانواده liliaceae را به تعداد زیادی خانواده کوچک که دارای منشا مشترکی هستند، تقسیم کرده است.در بیشتر بررسی های گیاهشناسی و طبقه بندیهای جدید تک لپه ایها, آلیوم و جنسهای نزدیک و مشابه آن در خانواده مجزای Alliaceae قرار می گیرند که خیلی نزدیک با خانواده Amaryllidaceae است. طبقه بندی زیر بوسیله Takhtajane در سال 1997 مورد قبول واقع شده است:
1.class liliopsidae.
2.subclass liliidae
3.superorder liliianea
4.order Amaryllidales
5.Family Alliaceae
6.subFamily Allioidae
7.Tribe Allieae
8.Genus Allium
بهرحال، سایر طبقه بندیها هنوز اعتبار خودشان را دارند و هنوز در بعضی منابع مورد استفاده قرار می گیرند. جنس آلیوم، یک جنس بزرگ از گیاهان چندساله است که غالبا خصوصیات زیر را دارا میباشند: (61)
1- اندامهای ذخیره ای زیر زمینی آنها شامل: غده ها، ریزومها یا ریشه های متورم است.
2- پیازها: معمولا در ریزومها، پیازهای حقیقی (یک یا حداکثر دو تا اندام ضخیم شده) یا پیازهای دروغین (برگهای قاعده ای متورم با مقطع ضخیم بدون دمبرگ)، با چندین پوشش که غشایی، فیبری یا چرمی هستندو دارای ریشه های یکساله یا چند ساله هستند.
3- ریزومها: متراکم شده و یا طویل شده و به ندرت به شکل رونده اند و به اشکال بسیار متنوع شاخه ای.
4-برگها: به صورت قاعده ای هستند، و ساقه گل دهنده را می پوشانند و به شکل ساقه درآمده اند.
5- براکت ها (برگچه های ریزگل): دو یا چندین عدد، و غالبا به صورت گریبان درآمدهاند .
6- گلادین: به طور متراکم و یکجا جمع شده تا چتری یا به شکل سر، از یک یا چندان گل که به صورت تنک و یا متراکم هستند، تشکیل شده است.
7- گل ها: دارای دمگل، منظم، گلپوش تحتانی و تخمدان فوقانی، و سه قسمتی.
8- گلپوش ها: در دو حلقه نسبتا متمایز، آزاد
9- پرچمها: در دو حلقه(پیچ)، گاهی اوقات در قاعده به هم متصلند که حلقه داخلی، باز است.
10- تخمدان: سه خانه، دارای 2یا تعداد بیشتری تخمک خمیده در هر خانه، گاهی اوقات دارای پیوست های متنوع (کلاله مانند و یا شیپورمانند) و به شکل کپسولهای شکوفا که از محل خط میانی برچه شکفته می شود.
11- خامه: منفرد، دارای کلاله فراهم و ظریف وندرتاً سه قسمتی.
12- بذرها: زوایه دار و یا گرد، سیاه رنگ(لایه اپیدرم متشکل از رنگیزه سیاه) طرز قرار گرفتن سلولها بی نهایت متنوع است.
2-6-2- خصوصیات شیمیایی (61)
حاوی ترکیباتی از قبیل قندها، عموما فروکتانتها و فاقد نشاسته، ودارای موادی از قبیل سیستین سولفوکسایدها که سبب بوهای خاص در هر گونه و یا گروه خاص می شوند.
2-6-3- کاریولوژی (61)
تعداد کروموزوم غالب و پایه دراین جنس در دو سطح8=x و 7=x قرار می گیرد و در هر سطحی گونه هایی پلی پلویید وجود دارد. اشکال مختلف کروموزومی و الگوهای باندی متفاوتی در بین گروه های مختلف این جنس وجود دارد. شکل، رنگ، سایز و بافت ریزومها، پیازها، ریشه ها، برگها، ساقه های گلدهنده، برگچه هایی که گلها را احاطه می کنند، گلادین، گلبرگها(عموما سفید، قرمز تا بنفش و ندرتاً آبی تا زرد)، پرچمها و بذور ممکن است بطور قابل ملاحظه ای در بسیاری از حالات متفاوت باشند. همین وضعیت در مورد آناتومی و ساختمان داخلی تمام قسمتهای یادشده گیاه ویا بین اندامهای گیاه وجود دارد. پیازچه های قاعده ای زیرزمینی و همچنین پیازچه های رویشی هوایی در تکثیر رویشی از اهمیت بسزایی برخوردارند. تا جائیکه اطلاع داریم بیشتر آلیومها، دگرگشن هستند. هیپریداسیون بین گونه ای خودبخودی علیرغم تفکری که قبلا وجود داشت، در آنها وجود دارد ولی موانع تلاقی بین گونه ای حتی در گونه های شبیه از لحاظ مورفولوژیکی نیز وجود دارد.
آنالیز کمی آب
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 132 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 93 |
آنالیز کمی آب
1-1 مقدمه
آب نشانه حیات است.این مایع حیات بخش که نمی توان آن را با هیچ ماده دیگری جایگزین نمود از منابع محدودی برخوردار بوده وکمبود آن به همراه رشد روز افزون جمعیت، زندگی بشری را در آستانه یک بحران حدی قرار داده است. این مسئله مهم باعث گردیده تا تلاشهای گسترده ای برای استفاده بهینه از منابع موجود آب صورت گیرد. یکی از این اقدامات، جلوگیری از تلفات آب در شبکه های توزیع آب شهری است تلفات آب در شبکه های توزیع آب شهری از دو دیدگاه مختلف حیاتی و اقتصادی قابل بررسی می باشد.
تامین، تصفیه، انتقال و توزیع آب آشامیدنی در شبکه های توزیع آب شهری، مستلزم صرف هزینه های مختلفی است که باعث می گردد آب در شبکه های توزیع آب شهری نه تنها به عنوان یک ماده حیاتی بلکه به عنوان یک کالای اقتصادی در نظر گرفته شود. به همین دلیل در چند دهه اخیر، مفهوم آب به حساب نیاممده که رد برگیرنده مفاهیم مربوط به تلفات آب از دو دیدگاه اقتصادی و حیاتی می باشد مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است تا کنون تعاریف مختلفی برای آب به حساب نیامده ارائه گردیده است یکی از کاملترین تعریفها در این زمینه به صورت زیر می باشد:
آب به حساب نیامده در یک شبکه توزیع آب شهری عبارت است از اختلاف حجم آب ورودی به شبکه و آن بخش از حجم آب مصرف شده توسط مشترکین که به وسیله کنتورهای آنها اندازه گیری گردیده است. مطابق این تعریف، آب به حساب نیامده را می توان به دو بخش کلی تلفات فیزیکی و تلفات غیر فیزیکی تقسیم نمود. تلفات فیزیکی، شامل میزان آبی است که به دلیل نشت یا شکستگی از شبکه خارج شده و به هدر می رود. این مقدار آب هدر رفته نه تنها به دست مصرف کننده نرسیده بلکه هزینه آن نیز برای شرکتهای آب و فاضلاب حاصل نمی گردد. از طرف دیگر، تلفات غیر فیزیکی شامل مصارف اندازه گیری نشده و میزان خطا در مصارف اندازه گیری شده است که باعث می شود و به ازاء اقتصادی آی مصرف شده، توسط شرکتهای آب و فاضلاب حصول نگردد.
نتایج مطالعاتی که در چند ساله اخیر در نقاط مختلف جهان انجام گردیده است نشان دهنده حجم بالای آب به حساب نیامده در اکثر شبکه های توزیع آب شهری است به عنوان مثال نتایج بررسی های انجام شده در 17 کشور مختلف جهان نشان می دهد که درصد آب به حساب نیامده نسبت به ورودی کل شبکه از حدود 9% در آلمان تا حدود 43% در مالزی متغیر بوده و در اکثر این کشورها درصد آب به حساب نیامده در حدود 20 تا 30 درصد می باشد. (Hoogsteem 1992)
همچنین نتایج بررسی های اولیه در چند پایلوت مطالعاتی در نقاط مختلف کشورمان درصد تلفات ناشی از آب به حساب نیامده در شکبه های توزیع آب شهری را به طور متوسط حدود 35% آب ورودی به شکبه نشان می دهد.
درصد قابل توجه آب به حساب نیامده به همراه کمبود منابع و هزینه های سنگین تامین مجدد آب از دست رفته، نشان دهنده لزوم بکارگیر روشهای مناسب جهت کنترل و کاهش آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری است. در این زمینه در برخی از کشورها فعالیتهای مناسبی انجام گرفته و توانسته اند میزان تلفات ناشی از آب به حساب نیامده را تا حدود 10% کاهش دهند. بانک جهانی نیز برای کشورهای در حال توسعه نظیر حیاتی حائز اهمیت است بلکه از نظر اقتصادی نیز تاثیر قابل توجهی در کاهش هزینه ها و افزایش در آمدها به دنبال خواهد داشت. به عنوان مثال، میزان سود خالص حاصل از یک برنامه کنترل نشت در انگلستان حدود 30 میلیون دلار برآورد گردیده است. (Wind and Elary 1983)
دستیابی به راهکار مناسب جهت کاهش آب به حساب نیامده تنها از طریق شناخت و تجزیه و تحلیل دقیق مولفه های تشکل دهنده آن امکان پذیر است. به عبارتی دیگر، میزان موفقیت در رسیدن به اهداف مورد نظر در طرحهای کاهش آب به حساب نیامده، تحت تاثیر میزان دقت و صحت نتایج به دست آمده از آنالیز آب به حساب نیامده می باشد.
شناخت و تجزیه و تحلیل آب به حساب نیامده از سه بخش جداگانه به شرح زیر تشکیل یافته است:
1- آنالیز کمی مولفه های آب به حساب نیامده
2- بررسی عوامل موثر در نوع و میزان تلفات
3- آنالیز اقتصادی تلفات در ارتباط با روش در نظر گرفته شده جهت کاهش آن
هر یک از این بررسیها و تجزیه و تحلیلها بخشهایی از اطلاعات مورد نیاز، به منظور انتخاب روش مناسب جهت کاهش آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری را فراهم می سازد. در این تحقیق، بخش نخست تجزیه وتحلیل آب به حساب نیامده که شامل آنالیز کمی مولفه های آب می باشد، مورد نظر بوده است. نیامده ارائه گردیده و با توجه به اینکه از مفاهیم حداقل جریان شبانه و نیز تخمین تلفات زمینه و شکستگیها در روش ارائه شده در این تحقیق استفاده می گردد، این مفاهیم به طول مختصر معرفی گردیده اند. در پاپان این فصل روابط فشار- نشت در شبکه های توزیع آب شهری مورد بررسی قرار گرفته اند.
در فصل سوم،روش ارائه شده دراین تحقیق جهت آنالیز آب به حساب نیامده به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است که در آن مراحل مختلف آنالیز در سه بخش کلی شامل آنالیز تلفات فیزیکی، آنالیز تلفات غیر فیزیکی ودرصد سالانه تلفات بین گردیده اند. در بخش آنالیز تلفات فیزیکی، ابتدا تلفات در دو بخش جداگانه، شامل ارزیابی تلفات زمینه و برآورد تلفات ناشیاز شکستها مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته و در پایان با استفاده از نتایج این آنالیز ها، چگونگی روش برآورد کلی از تلفات فیزیکی سالانه در شبکه مورد بررسی قرار گرفته است.
در بخش آنالیز تلفات غیر فیزیکی نیز، ابتدا مولفه های آن به صورت جداگانه ارزیابی گردیده و سپس برآورد کلی از تلفات غیر فیزیکی بر اساس نتایج آنالیز های مولفه ایی ارائه می گردد.
در پایان این فصل روش محاسبه درصد سالانه تلفات فیزیکی، غیر فیزیکی و آب به حساب نیامده مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل چهارم، جهت ارزیابی روش ارائه شده در این تحقیق، آب به حساب نیامده در یک شبکه محدود شده (ایزوله) نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است این ایزوله نمونه، بخشی از شبکه توزیع آب شهری تبریز است. در این ایزوله و در قالب طرح کاهش آب به حساب نیامده تبریز روش دیگری جهت آنالیز آب به حساب نیامده ارائه گردیده است که در ایان این فصل نتایج روش ارائه شده در این تحقیق و روش ارائه شده در طرح کاهش آب به حاسب نیامده تبریز مورد مقایسه قرار گرفته اند.
فصل پنجم، شامل جمع بندی مطالب و ارائه پیشنهادات جمع تحقیقاتی بعدی می باشد.
1-2 هدف از انجام این تحقیق
تا کنون روشهای مختلفی جهت آنالیز کمی آب به حساب نیامده ارائه گردیده است که اکثر آنها بر اثر مشکلات مختلفی از قبیل تعدد عوامل موثر بر نوع و میزان مولفه ها و متغیر بودن این عوامل در شبکه های مختلف و نیز عدم دسترسی مستقیم به اجزا شبکه، از قابلیتهای مورد نظر از جلمه دقت مناسب، ارائه آنالیز مولفه ایی و یا کاربرد فراگیر برای شرایط مختلف برخوردار نمی باشند. به همین دلیل در این تحقیق، تلاش گردیده است که با استفاده از امکانات، نرم افزارها و تجهیزات موجود، یک روش آنالیز مولفه ایی با دقت قابل قبول و متناسب با شرایط موجود در شبکه های توزیع آب شهری کشورمان ارائه گردد. این روش می تواند بخشی از مشکلات موجود در عدم دستیابی به کلیه اهداف مورد نظر در طرحهای کاهش آب به حاسب نیامده که ناشی از عدم دقت آنالیز به حساب نیامده می باشد را بر طرف نماید.
1-3 مروری بر مطالب فصلهای بعدی
مطالب این تحقیق در 5فصل تدوین شده است. فصل اول (فصل حاضر) به ارائه کلیاتی در زمینه آب به حاسب نیامده و آنالیز آن اختصاص دارد.
در فصل دوم با عنوان مروری بر ادبیات فنی، پس از تعریف آب به حساب نیامده ومولفه های تشکل دهنده آن، فعالیتها و تحقیقاتی که تا کنون در زمینه آنالیز آب به حساب نیامده انجام گردیده است به صورت اجمالی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس روشهای مختلف آنالیز آب به حساب نیامده ارائه گردیده و با توجه به اینکه از مفاهیم حداقل جریان شبانه و نیز تخمین تلفات زمینه و شکستگیها در روش ارائه شده در این تحقیق استفاده می گردد، این مفاهیم به طور مختصر معرفی گردیده اند. در پایان این فصل روابط فشار- نشت در شبکه های توزیع آب شهری مورد بررسی قرار گرفته اند.
در فصل سوم، روش ارائه شده در این تحقیق جهت آنالیز آب به حساب نیامده به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است که در آن مراحل مختلف آنالیز در سه بخش کلی شامل آنالیز تلفات فیزیکی، آنالیز تلفات غیر فیزیکی و درصد سالانه تلفات بیان گردیده اند. در بخش آنالیز تلفات فیزیکی، ابتدا تلفات در دو بخش جداگانه، شامل ارزیابی تلفات زمینه و برآورد تلفات ناشی از شکستگیها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و در پایان با استفاده از نتایج این آنالیزها، چگونگی روش برآورد کلی از تلفات فیزیکی سالانه در شبکه مورد بررسی قرار گرفته است.
در بخش آنالیز تلفات غیر فیزیکی نیز، ابتدا مولفه های آن به صورت جداگانه ارزیابی گردیده و سپس برآورد کلی ازتلفات غیر فیزیکی بر اساس نتایج آنالیز های مولفه ایی ارائه می گردد.
در پایان این فصل روش محاسبه درسد سالانه تلفات فیزیکی، غیر فیزیکی و آب به حاسب نیامده مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل چهارم، جهت ارزیابی روش ارائه شده در این تحقیق، آب به حساب نیامده در ی شبکه محدود شده (ایزوله) نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. این ایزوله نمونه، بخشی از شبکه توزیع آب شهری تبریز است. در این ایزوله و در قالب طرح کاهش آب به حاسب نیامده تبریز روش دیگری جهت آنالیز به حساب نیامده ارائه گردیده است که در ایان این فصل نتایج روش ارائه شده در این تحقیق و روش ارائه شده در طرح کاهش آب به حساب نیامده تبریز روش دیگری جهت آنالیز آب به حساب نیامده ارائهخ گردیده است که در ایان این فصل نتایج روش ارائه شده در این تحقیق و روش ارائه شده در طرح کاهش آب به حساب نیامده تبریز مورد مقایسه قرار گرفته اند.
فصل پنجم، شامل جمع بندی مطالب و ارائه پیشنهادات جمع تحقیقات بعدی می باشد.
فصل دوم
مروری بر ادبیات فنی
2-1مقدمه
در سالهای اخیر به علت رشد روز افزون جمعیت و محدودیت منابع آب، استفاده بهینه از این منابع مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روشهای بهره وری بهینه از منابع موجود آب کاهش آب به حساب نیامده در شکبه های توزیع آب شهری است.
نخستین گام در طرحهای کاهش آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری، تجزیه و تحلیل دقیق آن در شبکه می باشد. روشهای مختلف آنالیز آب به حساب نیامده مبتنی بر قوانین هیدرولیکی، روشهای آماری و شبیه سازی هیدرولیکی می باشد که بخشی از آن به صورت عملیات صحرایی با استفاده از تجهیزاتی ویژه انجام می گردد.
آشنایی با روشها، قوانین، تجهیزات و اصطلاحاتی که در آنالیز آب به حساب نیامده به کار می رود پیش از ارائه روش مورد نظر برای آنالیز، ضروری به نظر می رسد لذا در این فص با بررسی و بیان موارد فوق، مقدمات لازم برای ارائه روشی مناسب جهت آنالیز آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری در فصل بعدفراهم می گردد.
2-2- آنالیز آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری
آنالیز به حساب نیامده، یکی ارزیابی کمی از مولفه های آب به حساب نیامده، محل وقوع و عوامل موثر بر آنها ارائه می نماید. لازم به توضیح است که آب به حساب نیامده دارای مفهومی فراگیر تر از مفهوم سنتی تلفات در شبکه های توزیع آب شهری می باشد. این مفهوم در بخش (2-3) به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز آب به حساب نیامده، عامل تعیین کننده ایی در انتخاب روش مناسب جهت طرحهای کاهش آب به حساب نیامده ارائه نگردد، دست یابی به اهداف مورد نظر با مشکل مواجه خواهد شد.
از چند دهه پیش تا کنون که کاهش تلفات در شبکه های توزیع آب شهری مورد توجه قرار گرفته، روش های مختلفی جهت آنالیز آب به حساب نیامده ارائه گردیده است که اکثر آنها دارای کاربردی محلی و منطقه ایی می باشند.
مدفون بودن اجزاء شبکه در درون زمین و تاثیر عوامل مختلف در میزان تلفات، دسترسی به اطلاعات دقیق و کامل از وضعیت اجزاء شبکه را غیر ممکن می سازد. لذا در هنگام برآورد اولیه از آب به حساب نیامده یک جعبه سیاهی مواجهیم که اطالعات محدودی از اجراء درون آن داشته و هدف ما بررسی برخی از رفتارها وخصوصیات این مجمو.عه می باشد همچنین وضعیت تلفات در هر شبکه تحت تاثیر شرایط محلی وخصوصیات آن شبکه قرار داشته و در بسیاری از موارد با شبکه های دیگر متفاوت است. لذا ارائه روشی واحد جهت آنالیز آب به حساب نیامده با قابلیت کاربرد فراگیر و هزینه های کم و دقتی قابل قبول از پیچیدگی های خاصی برخوردار است.
2-3 آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری (U.F.W)
آب به حساب نیامده که معادل فارسی عبارت Unaccounted For Water می باشد و به اختصار U.F.W نامیده می شود، به صورتهای مختلفی تعریف گردیده است. از جمله Hanson در سال 1983 آب به حساب نیامده را به عنوان تفاوت بین حجم کل آب ورودی به شکبه و حجم کل آب اندازه یگری شده از طریق کنتورهای مشترکین می داند. تعریف بعضی از سازمانها و مراجع دیگر از آب به حساب نیامده، فقط به مقدار آبی محدود می شود که نمی توان آن را به حساب آورد، خواه اندازه گیری شده وهزینه های آب دریافت شده باشد و یا هزینه ایی بابت آن دریافت نشده باشد.
جامع ترین و کامل ترین تعریفی که می توان از آب به حساب نیامده ارائه داد به صورت زیر می باشد:
آب به حساب نیامده میزان آبی است که به صورتهای مختلف از شبکه توزیع خارج گردیده ولی هزینه ایی بابت آن دریافت نگردیده است مطابق این تعریف آب به حاسب نیامده به دو قسمت کلی تقسیم می گردد:
1- تلفات فیزیکی
2- تلفات غیر فیزیکی
به منظور آشنایی بیشتر با این روش، نحوه تعریف این تلفات و عوامل موثر بر آنها در ادامه آورده می شود.