X
تبلیغات
زولا

پسماندها و بازیافت

اخبار مربوط به زباله و بازیافت
شنبه 24 اسفند‌ماه سال 1387

کروم ( Chromium )

فرم فلزی کروم در سال 1797 میلادی کشف شد . این فلز دارای ظرفیت های مختلفی می باشد که عوارض آن نیز مرتبط با ظرفیت آن متفاوت می باشد . بیشترین شکل کروم به فرم کروم 2 و 3 و 6 ظرفیتی می باشد ( از آنجائی که کروم دوظرفیتی به کروم 3 ظرفیتی ( تری والان ) تبدیل می شود بنابراین بیشترین مواجهات را می توان به کروم 3 ظرفیتی ( تری والان ) ، 6 ظرفیتی ( هگزاوالان ) تقسیم نمود . به طور کلی آلیاژهای کروم مانند Stainless Steel ( که حاوی کروم ظرفیت صفر و کروم تری والانت می باشد ) سمیت کمتری نسبت به ترکیبات هگزاوالان کروم دارند . بیشترین مواجهات با کروم در صنعت ، مواجهات تنفسی و پوستی می باشد که از این مواجهات می توان به صنایع تولید کننده Stainless Steel و یا جوشکاری بر روی این آلیاژ اشاره نمود . از دیگر مواجهات با Mist کروم میتوان آبکاری را ذکر نمود که مواجهات با تری اکسید کروم ( Cro 3 ) مطرح می باشد . در مواردی که از پیگمانهای رنگی با پایه کروم استفاده می شود معمولاً کرومات سرب و روی بکار برده می شود که حاوی کروم 6 ظرفیتی می باشد و معمولاً پیگمانهای زردرنگ را تشکیل می دهند . سایر صنایعی که احتمال مواجهه با کروم وجود دارد شامل رنگ های نساجی ( معمولاً اکسید کروم ( Cr2o3 ) و سولفات کروم ) و همچنین در صنایع شیشه سازی ( فرم انعکاسی شیشه ) و همچنین در تولید سیمان این فلز بکار می رود .
عوارض بالینی کروم
عوارض کروم بستگی به ظرفیت کروم دارد و فاکتور مهم و تعیین کننده در آن قدرت نفوذ آن می باشد و فاکتور مهم دیگری نیز که بر قدرت نفوذ آن تاثیر دارد میزان حلالیت در آب این ترکیبات می باشد .
کروم 6 ظرفیتی براحتی از پوست سالم جذب می شود در حالیکه کروم 3 ظرفیتی تنها از پوست آسیب دیده جذب می شود . بنابراین گرچه کروم 3 ظرفیتی کارسینوژن می باشد ولی از آنجائی که قدرت نفوذ کمی به پوست دارد در محیط کار به عنوان کارسینوژن مطرح نمی باشد و تنها فرم 6 ظرفیتی کروم در محیط کار قدرت نفوذ به پوست دارد و وارد سلول می شود و سپس در داخل سلول به کروم 3 ظرفیتی ( فرم کارسینوژن) تبدیل می گردد . بنابراین احیاء داخل سلولی کروم 6 ظرفیتی عوارض کارسینوژیسته آن را افزایش میدهد در حالیکه احیاء خارج سلولی کروم 6 ظرفیتی به عنوان یک عامل حفاظتی مطرح می باشد .

عواملی که سبب افزایش جذب پوستی کروم می گردند شامل : افزایش PH ( در محدوده قلیایی ) ، التهابات پوستی ، زخم های باز ، از دست دادن رطوبت و چربی نرمال پوست و همچنین حلالیت ، مدت مواجهه و غلظت و PH آن در زمان مواجهه تاثیرگذار می باشد .
مهمترین مواجهات تنفسی که منجر به عوارض تنفسی از قبیل تحریک مخاطات تنفسی تا سرطان های راههای هوایی فوقانی و ریه می گردد شامل مواجهات با کرومات های 6 ظرفیتی می باشد .
کروم جذب شده اساساً از طریق ادرار دفع می شود و به طور متوسط نیمه عمر 41 – 15 ساعت دارد ولی در مطالعات Kinetic سه مدل مجزای زمانی برای دفع کرومات ها مطرح می باشد و اندازه گیری کروم ادرار ، بیشتر مواجهات اخیر با کروم را مطرح می سازد .
سایر روش های دفع کروم از طریق مدفوع ، تعریق و پوست و مو می باشد و گرچه این ماده در اکثر بافتها یافت می گردد ولی محل اولیه ذخیره کروم در کبد ، طحال ، عضلات ، چربی و استخوان میباشد.
- ترکیبات غیرقابل حل کروم (insolube) مانند دی کرومات تالیوم از آنجائیکه قدرت نفوذ کمتری دارند معمولاً ضرر کمتری دارند .
- ترکیبات بسیار حلال کروم ( highly solube ) مانند تری اکسید کروم ( cro 3 ) ، یا کرومیک اسید میتوانند ضایعات بسیار خورنده برای پوست و مخاطات ایجاد نمایند و ایجاد تحریک مخاطات و اولسر پوستی و همچنین درماتیت تحریکی و آلرژیک ایجاد نمایند ولی از آنجائیکه به سرعت از جریان خون حذف می شوند فرصت کمتری برای ورود به سلول و ایجاد تاثیرات سرطانزایی دارند.
- ترکیباتی از کروم که دارای حلالیت کم یا متوسط می باشد ( slightly or Moderately soluble ) میباشند مانند کرومات کلسیم ، بیشترین ریسک کانسر ریه را دارند و از سایر ترکیبات سرطانزای کروم می توان به کرومات های سرب و روی اشاره نمود .
اشکال کروم فلزی و کروم 3 ظرفیتی به عنوان ایجاد کننده کانسرهای ریوی و طبقه بندی نشده اند و در گروه 3 طبقه بندی IARC قرار دارند و بیشترین عوارض کانسروژینک کروم مربوط به فرم 3 ظرفیتی آن می باشد که معمولاً دوره کمون بیشتر از 20 سال دارد . کرومات ها علاوه بر کانسر ریه قادر به ایجاد کانسر در مجاری فوقانی تنفسی ( مانند سینوس ها ) نیز می باشند .
سایر عوارض پوستی کروم شامل ایجاد درماتیت های تحریکی و تماسی و همچنین اولسرهای پوستی ناشی از کروم می باشد ( Chrome hole ) که معمولاً علیرغم ایجاد ضایعات عمیق و punched out ، نسبتاً بدون درد می باشند و احتمال ایجاد عفونت های ثانویه باکتریال بر روی زخم های فوق وجود دارد و ممکن است برای ترمیم ضایعات ، قطع مواجهات برای چند ماه ضرورت داشته باشد و باید تا زمان بهبود کامل اولسرهای ناشی از کروم مواجهات قطع گردد . زخم های پوستی ناشی از کروم معمولاً بر مناطقی که بیشترین مواجهات وجود دارد ایجاد می گردد که می توان به برجستگی های استخوانی بر سطح دست و ساعد اشاره نمود .
عارضه دیگر ترکیبات کروم شامل تحریک مخاطات و ایجاد علایمی مانند اریتم گلو ، تحریک ملتحمه ، خارش و زخم مخاط بینی و در مواجهات بالا پرفوراسیون سپتوم بینی اشاره نمود و از آنجائی که در بسیاری از موارد صدمات به غضروف بینی در قسمت قدامی آن نمی باشد ممکن است دفورمیتی خارجی را به صورت مشهود ایجاد ننماید و ممکن است در مواجهات اولیه با Mist اسید کرومیک تنها شاهد نواحی پراکنده اریتماتو بر روی مخاط بینی باشیم که در صورت بستن سوراخ بینی توسط دست و ایجاد دم به کمک بینی احساس سوزش و درد شدید ایجاد می گردد .
از دیگر عوارض کروم ایجاد اختلال بویایی و زرد شدن دندان و زبان در طی مواجهات حاد و همچنین ایجاد ژنژیویت ، پریودنتیت و کراتیت ، کونژکتیویت ، برونشیت مزمن و انقباض برونش ها ، پولیپ بینی و سینوزیت در مواجهات مزمن می باشد .
عوارض کلیوی کروم شامل صدمه به لوله های پروگزیمال کلیوی می باشد که سبب افزایش دفع بتادو میکروگلوبولین می گردد که این تغییرات توبرلی معمولاً با قطع مواجهه قابل بازگشت می باشند .
معاینات و آزمایشات لازم برای افرادی که مواجهه با کروم دارند :
جهت بیولوژیک مانیتورینگ تنها مقایسه کروم ادرار در ابتدا و انتهای شیفت کمک کننده می باشد (سطح کروم به علت رژیم غذایی در بین افراد متفاوت می باشد ) ولی به طور کلی در صورتیکه هدف اندازه گیری مواجهات اخیر با کروم 6 ظرفیتی باشد اندازه گیری کروم ارتیروسیت کمک کننده می باشد زیرا کروم 3 ظرفیتی قادر به ورود به سلولهای خونی نمی باشد .
به طور کلی در مورد افرادی که مواجهات با کروم 6 ظرفیتی دارند ، موارد زیر جهت معاینات بدو استخدام توصیه می گردد .
الف ) اخذ شرح حال دقیق از نظر مواجهات و عوارض ناشی از کروم در مشاغل قبلی
ب ) در معاینات توجه دقیق روی پوست ، مخاطات و ریه توصیه می گردد و در هر وضعیتی که سبب افزایش عوارض ناشی از کروم می گردد ( مانند سیگار کشیدن ، آسم ، درماتیت ، حساسیت قبلی به کروم ) باید مورد توجه قرار گیرد و در صورت لزوم عدم مواجهه با کروم جهت شغل فعلی مورد بررسی قرار گیرد .
ج ) گرافی ریه در نمای قدام و لترال
د ) اسپیرومتری
ذ ) آزمایشات خون شامل CBC و تست های کبدی و کلیوی
و ) آزمایش ادرار و بررسی سطح پروتئین ، گلوکز و سدیمان و وزن مخصوص آن
در معاینات دوره ای تمامی موارد بالا بجز گرافی ریه به صورت سالیانه تکرار گردد و انجام گرافی ریه و سیتولوژی خلط بعد از 10 سال ( باتوجه به دوره کمون سرطان ریه ) توصیه می گردد .
در مورد افرادی که با ترکیبات 2 یا 3 ظرفیتی کروم مواجهه دارند اگر سابقه ای از مشکلات پوستی یا تنفسی دارند ارزیابی های لازم قبل از شروع بکار ضروری می باشد .
نکات قابل توجه دیگر جهت پیشگیری از عوارض کروم شامل :
1) استفاده از مواد آلترناتیو دیگر بجای کروم و در صورت عدم امکان جایگزینی استفاده از کروم 3 ظرفیتی بجای کروم 6 ظرفیتی در صورت امکان پیشنهاد می گردد .
2) کاهش مواجهات بوسیله روشهای کنترل مهندسی
3) آموزش کارگران در مورد اهمیت بهداشت فردی و استفاده مناسب از وسایل حفاظت فردی
4) معاینات منظم و توجه به شناسایی علایم تحریکی پوست و مخاط در مراحل اولیه
5) تبدیل کروم 6 ظرفیتی به 3 ظرفیتی به کمک احیاء کننده ها ( مانند ویتامین C ) و یا اضافه کردن فروس سولفات ( Feso 4 ) به سیمان جهت کاهش عوارض پوستی .

کیوان شریفی

شنبه 24 اسفند‌ماه سال 1387

اصول و روش های کلرزنی آب

مبانی کلرزنی
برای حصول اطمینان از درستی کلرزنی قواعد زیر بایستی رعایت شود:
1 ـ آب مورد گندزدایی، صاف و بدون کدورت باشد.
2 ـ کلر مورد نیاز آب مشخص گردد، نقطه شکست کلر و کلر باقی مانده آزاد حائز اهمیت است.
3 ـ در هر حال زمان تماس حدود یک ساعت برای ازبین بردن زیستوارک‌های حساس در مقابل کلر منظور گردد.
4 ـ حداقل کلر باقیمانده پس از یک ساعت 0.5 میلی گرم در لیتر پیشنهاد می‌شود. این مقدار در بیماری‌های همه گیر‌ روده تا 1 میلی گرم در لیتر نیز توصیه شده است.
5 ـ مقدار کلر مورد نیاز هر نوع آب برابر خواهد بود با مقدار کلری که به آب اضافه می‌شود تا پس از یک ساعت مقدار 0.5 میلی گرم در لیتر کلر باقی مانده داشته باشد.

روش کلرزنی
با توجه به حجم آب مورد گندزدایی و وسعت پروژه، روش کلرزنی تعیین می‌گردد. کلر ممکن است به یکی از اشکال زیر در دسترس باشد:
الف) گازکلر Cl2
ب) کلرامین NH2 Cl و NHCl2
ج) پرکلرین High Test Hypochlorit) H.T.H)
د) دی اکسید کلر Clo2
کلر اولین ماده انتخابی در گندزدایی آب است زیرا ارزان، موثر و کاربرد آن بسیار ساده است. برای جلوگیری از آثار سمی آن توسط دستگاه کلرزنی به آب اضافه می‌شود. ترکیب آمونیاکی کلر نیز برای گندزدایی آب به کار می‌رود لیکن اثر آن کندتر از اثر کلر است. این امر باعث محدودیت استفاده از آن شده است.
پرکلرین یا H.T.H یا هیپوکلریت پر قدرت، یکی از ترکیبات کلسیم است که 70ـ60 درصد کلر دارد. محلول ساخته شده از H.T.H و ترکیبات دیگر کلردار برای گندزدایی آب بکار می‌رود.
ـ پرکلرین Ca(OCL)2 به صورت پودر یا کریستال ریز در بسته هایی با وزن مشخص تهیه و توزیع می‌گردد.
ـ گرد سفید کلر CaOCL2 که کلر قابل استفاده آن 39ـ33.5% است.
ـ محلول هیپوکلریت سدیم Naocl که دارای 5ـ3 و 16ـ10 درصد وزنی کلر قابل استفاده است.
به هر حال علی رغم ترکیبات جانبی کلر با مواد آلی آب و خطرات احتمالی آن برای سلامت هنوز کلر به عنوان یک ماده شیمیایی گندزدا برای بهسازی آب آشامیدنی مورد استفاده است.

روش کلر زنی مخازن آب
کلرینه کردن آب مخازن: ابتدا حجم مخزن را معین نموده، سپس به ازای هر متر مکعب ( 1000لیتر ) آب از 3 تا 5 گرم پـــــــودرپرکلرین استفاده می شود. کلرینه کردن مخازن به روش هــای دستی و مکانیکی انجام می شود که در روش دستی لازم است حتماً پس از اضافه کردن محلول کلر آب مخزن به هم زده شود. بعد از گذشت نیم ساعت در صورت مناسب بودن نتیجه کلرسنجی آب قابل مصرف است. قابل ذکر است که نتیجه کلرسنجی در کلیه ساعات شبانه روز و در نقاط مختلف شبکه لوله کشی باید در حد مطلوب باشد. حد مطلوب آخرین شیر مصرفی شبکه 0.5 تا 1 PPM (قسمت در میلیون)

طرز تهیه و استفاده از محلول کلر مادر
از ترکیب سه قاشق مرباخوری ( ۱۵ گرم ) از پودر پرکلرین۷۰درصد در یک لیتر آب، کلر مادر بدست می آید که باید در یک بطری تیره رنگ یا پوشیده با کاغذ آلومینیوم نگهداری شود. ۳ تا ۷ قطره از این محلول کلرمادر در یک لیتر آب بمدت ۳۰ دقیقه آنرا بهداشتی و قابل شرب می نماید.

نحوه گندزدایی مخازن تعمیر شده و یا جدیدالاحداث
طبق جدول زیر مقدار کلر مورد لزوم محاسبه می گردد:

حجم مخزن به متر مکعب درصد خلوص کلر کلر مورد مصرف به کیلو گرم ساعت ماند کار

100 70 3/4 12

200 70 6/8 12

قبل از گند زدائی، جدار داخلی مخازن با برس سیمی تمیز و شست و شو می گردد و با توجه به حجم مخزن می توان به ازای هر متر مکعب 43 گرم پرکلرین(70 درصد به صورت محلول) آماده نمود. بعد از این مرحله چندین بار با آب مخزن را شستشو می دهیم.

منبع: وب سایت www.water-sys.com

شنبه 24 اسفند‌ماه سال 1387

نقش روی در خاک

مقدار روی در کره خاکی تقریباً 80 میلی گرم در کیلو گرم است. و در خاک مقدار آن از 10 تا 300 و به طور متوسط 50 میلی گرم در کیلو گرم متغیر می باشد. ولی در خاک های قلیایی مقدارآن از 20 پی پی ام تجاوز نمی کند و نکته دیگر این که مقدار روی در خاک های سطحی کمتر از خاک زیرین است. به طور کلی مقدار کل روی در خاک مانند بسیاری از عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به هیچ وجه معیار قابل جذب بودن آن برای گیاه نیست. مقدار روی در سنگ ها نیز متفاوت بوده و طیف آن از 4 تا 100 میلی گرم در کیلو گرم متغیر است. مقدار روی در بازالت 100، شیل45، گرانیت10، سنگ آهک4 و در ماسه سنگ 3 میلی گرم در کیلو گرم خاک گزارش شده است. از کانی های مهم حاوی روی می توان از اسفالریت (ZnS)، اسمیت سونیت (ZnCO3) و همی مورفایت (Zn4(OH)2Si2O7.H2O) نام برد.
ابراهیم ندرلو
مدیریت سایت موژنقش روی در خاک:
مقدار روی در کره خاکی تقریباً 80 میلی گرم در کیلو گرم است. و در خاک مقدار آن از 10 تا 300 و به طور متوسط 50 میلی گرم در کیلو گرم متغیر می باشد. ولی در خاک های قلیایی مقدارآن از 20 پی پی ام تجاوز نمی کند و نکته دیگر این که مقدار روی در خاک های سطحی کمتر از خاک زیرین است. به طور کلی مقدار کل روی در خاک مانند بسیاری از عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به هیچ وجه معیار قابل جذب بودن آن برای گیاه نیست. مقدار روی در سنگ ها نیز متفاوت بوده و طیف آن از 4 تا 100 میلی گرم در کیلو گرم متغیر است. مقدار روی در بازالت 100، شیل45، گرانیت10، سنگ آهک4 و در ماسه سنگ 3 میلی گرم در کیلو گرم خاک گزارش شده است. از کانی های مهم حاوی روی می توان از اسفالریت (ZnS)، اسمیت سونیت (ZnCO3) و همی مورفایت (Zn4(OH)2Si2O7.H2O) نام برد.
روی در خاک به فرم های زیر دیده می شود:
- بخش مهمی از روی به عنوان جزء ساختمانی برخی از کانی های رسی بوده و می تواند در شبکه کریستالی جایگزین منیزیم گردد.
- بخشی از روی به صورت کاتیون قابل تبادل جذب سطحی کانی های رسی است.
- بخشی از روی نیز جذب سطحی اکسید ها، هیدروکسید و اکسی هیدروکسید های آهن و آلومینیوم و همچنین جذب سطحی کربنات ها می شوند.
- بخشی از روی در خاک به صورت ترکیب با ماده الی دیده می شود.
- مقداری از روی به فرم Zn2+ در محلول خاک وجود دارد.
فعالیت یون روی در خاک توسط PH کنترل می گردد و با هر یک واحد افزایش در مقدار PH غلظت روی 100 برابر کاهش می یابد.
حرکت روی در خاک عمدتاً به صورت انتشار است و ضریب انتشار روی در خاک های آهکی نسبت به خاک های اسیدی 50 مرتبه کمتر است و این خود دلیلی برای کمبود روی در خاک های آهکی ایران است. اما عوامل دیگری نظیر فقیر بودن خاک از کانی های حامل روی، وجود PH قلیایی و زیادی کربنات کلسیم، حضور بی کربنات فراوان در آب های آبیاری، مرده بودن خاک(خاک فاقد باکتری ها و مواد الی)، زیادی فسفر و ازت در خاک و نهایتاً عدم رواج مصرف کود های محتوی روی، بر کمبود روی در خاک های کشور تاثیر می گذارند.

نقش روی در گیاه :
ضرورت نیاز گیاه به روی، اولین بار در سال 1926، در گوجه فرنگی توسط Sammer & Lipman مشخص شد. روی عمدتاً به فرم دو ظرفیتی Zn2+ از محلول خاک جذب گیاه می شود. جذب روی در مراحل مختلف رشد گیاه متفاوت است به طوری که بیشترین جذب در اوایل رشد صورت گرفته و به مرور زمان مقدار آن کاهش می یابد. در خاک های دارای واکنش قلیایی روی به صورت Zn(OH)+ نیز می تواند جذب گیاه گردد. جذب روی توسط گیاه با دو مکانیسم فعال و غیر فعال صورت می گیرد. جذب غیر فعال روی از طریق جذب الکترواستاتیکی آن بر روی دیواره سلولی و سایر سطوح خارجی سلول های ریشه گیاه صورت می گیرد. این نوع جذب غیر اختصاصی بوده و مستقل از فعالیت های متابولیکی گیاه است. اما برعکس جذب فعال به شدت انتخابی و تحت تاثیر سوخت و ساز گیاهی است و عواملی مانند دما، نور، تهویه و رطوبت که بر سوخت و ساز گیاهی تاثیر دارند، بر مقدار جذب روی نیز موثرند. لازم به ذکر است که بخش عمده روی در گیاه توسط جذب فعال جذب می گردد.
مقدار روی در گیاهان بین 40 تا 70 میلی گرم در کیلوگرم متغیر است و مقدار آن در گیاه با سن گیاه رابطه معکوس داشته و گیاهان پیر به علت اثر رقت و همچنین انتقال روی به دانه، از غلظت روی کمتری برخوردارند. انتقال روی از ریشه به دیگر اندام های گیاه از طریق آوند های چوبی صورت می گیرد و وضعیت روی در شیره خام گیاهی معلوم نیست.
روی به عنوان یک عنصر غذایی در گیاهان تنها به یک شکل و آن هم به صورت Zn2+ وجود دارد.و در بسیاری از سیستم های آنزیمی گیاه نقش کاتالیزوری فعال کننده و یا ساختمانی دارد و در گیاه در ساخته شدن و تخریب پروتئین ها دخیل است. روی نقش متابولیکی مهمی را در گیاه ایفا می کند.برخی از انزیم ها حاوی روی هستند مانند کربنیک انهیداز، کربوکسی پپتیداز،الکل دی هیدروژناز،فسفاتاز قلیایی،فسفولیپاز و RNA دیمراز. برخی از انزیم ها از جمله دی هیدروژناز، آدولاز، ایزومراز و ترانس فسفولاز توسط روی فعال می شوند. در اثر کمبود روی سنتز پروتئین کاهش و اسید های آمینه تجمع می یابند که علت آن کاهش انتقال اسید های آمینه و همچنین افزایش تجزیه و تخریب RNA است. در اثر کمبود روی فعالیت آنزیم Rnase افزایش می یابدکه این امر موجب تخریب RNA و کاهش سنتز پروتئین می گردد.
مقدار هورمون های گیاهی نیز تحت تاثیر مقدار روی در گیاه هستند. کمبود روی مقدار ایندول استیک اسید (IAA) را کاهش و میزان تریپتوفان را افزایش می دهد. علاوه بر این به نظر می رسد که در گیاهان با کمبود روی متابولیسم جیبرلیک اسید کاهش و ایندول استیک اسید در کلروپلاست تجمع و بدین وسیله با تامین یون H+ نقش بافری خود را در تنظیم موقت PH ایفا نموده و از تخریب پروتئین جلوگیری می کند. با توجه به وسعت تاثیر این آنزیم ها در فعالیت های حیاتی، معلوم است که کمبود روی می تواند صدمات فوق العاده ای را به زندگی گیاه وارد سازد. همچنین مشخص شده است که روی در تنظیم اب گیاه نیز دخالت دارد.
نقش روی در تغذیه انسان و دام :
روی یکی از عناصر ضروری برای انسان به شمار می رود که کمبود آن در سراسر جهان دیده شده است. علایم کمبود روی برای نخستین بار در سال 1963 توسط Parasad و همکاران گزارش شده است. این محققین مشاهده نمودند که مردان جوان در خاور میانه دارای رشد ناکافی و از لحاظ بلوغ جنسی عقب مانده هستند. آمار ها نشان می دهد که، حدود 40 در صد از مردم جهان از کمبود عناصر کم مصرف بخصوص روی (گرسنگی پنهان) رنج می برند. یکی از علل عمده کمبود روی با این گستردگی، این است که غلات غذای اصلی مردم این قبیل کشور ها را تشکیل می دهد. هرچند دانه کامل غلات از منابع غنی روی هستند، اما وجود فیبر و فیتات در دانه گندم از فراهمی روی در دانه می کاهد. مسلماً در کشور ما که غذای اکثریت قریب به اتفاق مردم نان و برنج می باشد، کمبود شدید تر است و درصد افرادی که از کمبود این عنصر حیاتی رنج می برند در ظاهر به مراتب فراوان تر و شدید تر خواهد بود.

روی در بدن انسان مانند پلیس راهنمایی و رانندگی عمل می کند. و در بدن اعمال زیر را هدایت و سرپرستی می کند.
روی در جلو گیری از ریزش مو و محو خال های سفید روی ناخن موثر است، برای ثبات حالت خون و برقراری تعادل اسیدی قلیایی بدن مهم است، به معالجه نارحتی های پروستات کمک می کند، کار پروستات را طبیعی و عادی می سازد و در پرورش تمام ارگان های تولید مثل اهمیت دارد، انقباض عضلات را کنترل می کند، در کار امتزاج و پیوند پروتئین اهمیت دارد، در اعمال مغز و معالجه شیزوفرنی دخالت می کند ، به تشکیل انسولین کمک می کند، رسوب یافتن کلسترول در رگ ها را کاهش می دهد، حس چشایی را تقویت می کند، برای ترکیب و تشکیل DNA لازم است، التیام یافتن زخم های داخلی و خارجی را تسریع می کند.
علاوه بر تاثیر های فوق، کمبود روی مشکلات جبران ناپذیری را ایجاد می کند که اهم آنها عبارتند از تاخیر در تکامل جنسی، ایجاد ضایعات جلدی، خشن شدن پوست،بزرگ تر شدن کبد و طحال، تغییرات خلق و خوی، کمی رشد در شیر خواران و کاهش سرعت رشد و نمو در نوجوانان است.
مقدار کل روی در یک مرد 70 کیلو گرمی تقریباً 1.5 تا 2.5 گرم می باشد که حدود 30 در صد در استخوان ها، 60 در صد در ماهیچه ها و بقیه در بافت های دیگر است. مقدار روی در استخوان و دندان ها معمولاً زیاد است اما به آسانی قابل تحرک نمی باشد. مقدار توصیه شده روی برای بزرگسالان، 15 میلی گرم، برای زنان باردار و شیرده کمی بیشتر و برای کسانی که زیاد عرق می کنند، 30 میلی گرم در روز نیاز است. در غذاهای کنسرو شده و یا مواد غذایی حاصل از خاک های فقیر مقدار روی خیلی ناچیز است. منابع غذایی اصلی روی گوشت قرمز و غذاهای دریایی است. دانه های غلات نیز از منابع غنی روی هستند اما جدا کردن سبوس از آنها 70 تا 75 درصد از روی را از بین می برد. از منابع دیگر حاوی روی می توان گوشت ران گوساله و بره، جوانه گندم، تخم کدو، تخم مرغ، شیر خشک بی چربی و پودر خردل را نام برد. به طور کلی روی موجود در غذاهای حیوانی قابل استفاده تر از غذاهای گیاهی است. علت این امر تاثیر فیتات، فیبر و پروتئین بر فراهمی روی گیاهی ذکر شده است.
روی، خوشبختانه مسمومیت ایجاد نمی کند مگر هنگامی که از مقدار احتیاج روزانه بیشتر مصرف شود و یا غذا در ظرف های گالوانیزه ذخیره شده باشد. مصرف بیش از 150 میلی گرم آن در روز توصیه نمی شود.
- در صورت مصرف زیاد ویتامین B6، بدن به روی بیشتری نیاز دارد.و در مورد اشخاص مبتلا به دیابت نیز چنین است.
- به مردان با ناراحتی پروستات (و بدون آن) توصیه می شود که غلظت روی را در بدن خود بالا نگه دارند.
- مصرف روی و منگنز برای افراد سالخورده مفید است.
- خانم ها برای منظم کردن عادت ماهانه خود، پیش از متوسل شدن به به هورمون، بهتر است به عنوان مکمل غذایی از روی استفاده کنند.
- اگر روی به جیره غذایی خود افزودید بهتر است ویتامین A مصرفی را هم افزایش دهید.
- و نکته آخر در مورد روی، این که، کمبود روی در بدن باعث افزایش میزان مس در بدن می شود و انسان را بد خلق و خوی و مستعد درگیری و مشاجره می کند و توصیه می گردد که افراد، بویژه مردها زیر نظر پزشک، موازنه روی و مس بدن را حفظ کنند تا همیشه منطقی و آرام باشند.
پر اکنش جغرافیایی روی :
کمبود روی در خاک از مناطق وسیعی از جهان گزارش شده است. فائو در تحقیق جامع خود اعلام نمود که بیش از 30 در صد خاک های مورد مطالعه به کمبود روی مبتلا هستند. در این گزارش کمبود روی در برخی کشورها از جمله بلژیک، مالت، عراق، ترکیه، پاکستان و هند شدیدتر از مناطق دیگر از جمله سوریه، لبنان، مکزیک و تایلند گزارش شده است. به طور کلی در خاک های با PH بالا، خاک های آهکی، خاک های شنی، خاک های سدیک(به علت فراهمی کم روی)، خاک های با PH پایین(به علت کمی روی بومی در خاک)، خاک های با ماده آلی زیاد و کم، خاک های غرقاب بدون تهویه و همچنین خاک های شدیداً آبشویی یافته کمبود روی بیشتر است. در اسیا، در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک در مقایسه با خاک های مناطق مرطوب و نیمه مرطوب، کمبود روی شدیدتر گزارش شده است.
در ایران نیز با توجه به تحقیقات به عمل آمده بر روی انواع درختان میوه و همچنین زراعت های عمده از جمله گندم، به نظر می رسد که در تعدادی از خاک های قابل کشت ایران کمبود روی با شدت و ضعف های متفاوتی وجود دارد به نحوی که در این مناطق، گیاهان و نباتات باغی و زراعی به مصرف کودهای حاوی روی عکس العمل مثبت نشان می دهند. نتایج دو تحقیق، توسط تعدادی از محققین موسسه تحقیقات خاک و آب در تعدادی از مزارع گندم نشان داده است که مقدار روی قابل استفاده در حدود 40 در صد از خاک های مورد مطالعه از حد بحرانی این عنصر پایین تر است. در این تحقیق خاک استان های خراسان، خوزستان، ایلام، یزد و کردستان بیشترین درصد پراکندگی به کمبود روی را داشتند.
علایم تشخیصی کمبود یا بیش بود روی در گیاه :
همانطور که گفته شد جذب روی توسط گیاه با دو مکانیسم فعال و غیر فعال صورت می گیرد. که بخش عمده آن از طریق جذب فعال می باشد. و روی از طریق آوند های چوبی از ریشه به دیگر اندام های گیاه هدایت می شود. به طور کلی دو دسته عوامل محیطی و عوامل خاکی بر فراهمی روی برای گیاه موثر می باشند که در زیر آن دو عامل را شرح می دهیم.

1- عوامل محیطی :
دما و نور، فاکتور های مهم محیطی هستند که بر فراهمی یا کمبود روی در گیاهان اثر می گذارند. بر عکس آهن و منگنز، رطوبت خاک جدای از اثر مستقیمی که روی رشد عمومی گیاه دارد، عامل مهمی در کمبود روی نمی باشد. ولی از آنجای که انتقال روی در خاک به صورت انتشار است، بنابراین مقدار رطوبت در خاک بر فراهمی روی برای گیاه اثر می گذارد. نکته دیگر در مورد تاثیر رطوبت بر فراهمی روی برای گیاه اینکه، در مزارع برنج کاری (غرقاب) کمبود روی از مشکلات تغذیه ای مهم می باشد. علت کمبود روی در چنین مزارعی وجود سولفید زیاد در این خاک ها است. در این خاک ها سولفید با روی ترکیب شده و روی به صورت سولفید روی رسوب می کند و از دسترس ریشه خارج می شود. و دما نیز از طرق زیر بر فراهمی روی در گیاه اثر می گذارد.
-- با توجه به این که بخش اعظم روی به صورت فعال جذب می گردد. بنابراین سوخت و ساز گیاهی جذب آنرا کنترل می کند، دما با تاثیر بر سوخت و ساز گیاهی بر جذب روی تاثیر می گذارد. با افزایش دما جذب روی افزایش می یابد.
-- با کاهش دما انتقال روی از ریشه به اندام های هوایی کاهش می یابد.
-- رشد ریشه در دماهای پایین کاهش می یابد و به همین دلیل در فصول سرد محلول پاشی روی موثر تر از مصرف خاکی است.
-- در دماهای پایین آلودگی میکوریزایی، که عامل مهمی در جذب روی است، کاهش می یابد.
-- دما بر همزیستی قارچ با ریشه های گیاهی و در نتیجه بر جذب روی اثر می گذارد.
-- کاهش دما موجب کاهش سنتز عامل های کلات کننده از جمله کاهش سیدروفورها می گردد.
2- عوامل خاکی :
عواملی که بر تحرک و یا تغییر شکل روی در خاک تاثیر داشته باشند، بر فراهمی آن در خاک نیز اثر می گذارند. عوامل خاکی نظیر مواد مادری، PH، ماده آلی و هم کنش با عناصر دیگر بر فراهمی روی گیاهی تاثیر دارند.
مواد مادری : سنگ ها یا مواد مادری تشکیل دهنده خاک ها مقادیر متفاوتی روی دارند به همین دلیل خاک های حاصل از آنها نیز حاوی مقادیر متفاوتی از روی می باشند. مقدار روی در سنگ ها از 4 تا 100 میلی گرم در کیلو گرم متفاوت است. خاک های حاصل از سنگ های آذرین بازی نظیر بازالت و گابرو در مقایسه با سنگ های آذرین اسیدی، سنگ های دگرگونی و سنگ های رسوبی نظیر سنگ آهک و ماسه سنگ، روی بیشتری دارند. مقدار روی در بازالت 100، شیل 45، گرانیت10، سنگ آهک 4 و ماسه سنگ 3 میلی گرم در هرکیلو گرم گزارش شده است. به علت زیاد تر بودن ماده آلی در لایه های سطحی در مقایسه با لایه های تحتانی، مقدار روی در افق های سطحی نیز بیشتر است. فرسایش و هر عاملی دیگری که لایه سطحی خاک را از بین ببرد، موجب بروز علایم کمبود روی در گیاهان می گردد.
PH خاک : مصرف آهک در خاک های اسیدی موجب کاهش فراهمی روی می گردد. فراهمی روی برای گیاه و در نتیجه بروز علایم کمبود و بیش بود آن تابعی از PH خاک است و با افزایش PH حلالیت روی کاهش می یابد. به ازای هر یک واحد افزایش در مقدار PH غلظت روی 100 برابر کاهش می یابد. از طرف دیگر با افزایش PH جذب سطحی روی توسط ترکیبات مختلف خاک از جمله اکسید های آبدار آهن و منیزیم افزایش می یابد. به طور کلی کمبود روی عمدتاً در خاک های با PH بین 6 تا 8 ، که اکثریت خاک های ایران دارای PH حدود 8 هستند اتفاق می افتد.
مواد آلی : کاربرد کاه و کلش در شالیزارها کمبود روی را تشدید می کند. محققین علت این امر را زیادی ماده آلی در خاک می دانند و اعتقاد دارند که در حالی که ماده آلی کافی موجب افزایش فراهمی روی می گردد، زیادی آن با افزایش جذب سطحی و افزایش فعالیت موجودات میکروبی خاک موجب کاهش فراهمی روی برای گیاه می گردد. در زیر به اثرات مثبت و منفی مواد آلی بر فراهمی روی اشاره شده است.
-- ترکیب ماده آلی با روی و تشکیل کمپلکس روی - ماده آلی موجب بهبود انتشار روی و در نتیجه افزایش فراهمی آن می گردد.
-- ماده آلی موجب افزایش فعالیت موجودات ریز خاک شده که این امر موجب آزاد شدن روی از منابع نسبتاً غیر قابل استفاده می گردد.
-- جذب سطحی روی بر مواد آلی به خصوص در PH های بالا می تواند موجب غیر قابل استفاده شدن قسمتی از روی قابل استفاده گیاهی گردد.
اثرات متقابل با سایر عناصر : علاوه بر موارد ذکر شده در بالا، اثرات متقابل روی با سایر عناصر نیز بر فراهمی آن برای گیاه اثر می گذارد. مهمترین عنصر تغذیه ای که بر غلظت و فراهمی روی در گیاه تاثیر می گذارد، فسفر می باشد که برهم کنش بین این دو عنصر منفی می باشد. روی با آهن نیز هم کنش منفی دارد. افزایش روی موجب کاهش غلظت آهن در گیاه می گردد و از طرفی، آهن جذب و سمیت احتمالی روی را در گیاه کاهش می دهد. روی با مس نیز با یکدیگر هم کنش منفی دارند و همین طور هم کنش روی با منگنز نیز توسط محققین گزارش شده است.
علی رقم اعتقاد بعضی از محققین که معتقدند روی در گیاه تحرک زیادی دارد اما شواهد نشان می دهد که پویایی روی در داخل گیاه نسبتاً محدود بوده و نشانه های کمبود ابتدا در بافت های جوان به صورت ریز برگی و کچلی سرشاخه ها (این علایم عمدتاً مربوط به بهم خوردن متابولیسم اکسین و به خصوص ایندول استیک اسید است) شروع می شود. از علایم مشخصه کمبود روی کلروز می باشد که شبیه کلروز آهن بوده و ابتدا در برگ های جوان دیده می شود. در درختان میوه ابتدا رنگ برگ ها کمی زرد می شود و رنگ برگ های انتهایی شاخه کمی روشن تر است. فاصله میان گره ها در انتهای شاخه های جوان کم شده و برگ های که از این جوانه ها بیرون می آیند باریک، نازک و روشن تا سفید هستند. گاهی یک یا چند برگ بزرگ نیز ظاهر می شود.جوانه های برگی بقیه شاخه ها باد کرده ولی باز نمی شوند، و گاه یکی دو برگ در پایین شاخه ظاهر می شوند. این مجموعه به شاخه ها یک حالت مشعلی و لختی خاصی می دهد(روزت) که با نگاه اول می توان آنرا به کمبود روی نسبت داد.

خسارت عمده کمبود روی در درختان دانه دار و هسته دار به صورت ریختن میوه ها در طول دوره تکامل آنهاست و شدیدترین حالت را می توان در موقعی که سیب به اندازه گردو می شود مشاهده کرد. در آن موقع گاه تا 80 در صد میوه درختان می ریزد. در مرکبات کمبود روی با پوست کلفت شدن و ضخیم شدن سفیده و غیر قابل فروش شدن میوه مشخص می گردد. در غلات کمبود روی باعث ایجاد و توسعه یک نوار کلروزه در یک یا هر دو طرف رگبرگ میانی می شود. این نوار زرد رنگ در بخش پایینی برگ بیشتر دیده می شود.
گیاهانی مانند ذرت، برنج، سویا، حبوبات، سورگوم، کتان، مرکبات و درختان میوه بویژه انگور، نسبت به کمبود روی حساسیت از خود نشان می دهند و در مقابل هویج، گیاهان علوفه ای و جو بیشترین مقاومت را نسبت به کمبود روی دارند. به طور کلی می توان چنین گفت که دولپه ای ها بیشتر به کمبود روی حساس می باشند تا تک لپه ای ها، ولی در کشور ما به دلیل مصرف فراوان فسفر و به علت آهک فراوان درخاک، در تمام محصولات زراعی و باغی کمبود روی وجود داشته و مصرف آن سبب افزایش تولید و بالا رفتن غلظت روی در تولیدات کشاورزی و دامی خواهد گردید. معمولاً زمانی که مقدار روی در برگ گیاهان زراعی یا درختان میوه کمتر از 15 پی پی ام باشد اثرات کمبود ظاهر می گردد.

مشخصات فنی، زمان و روش های مصرف کود های محتوی روی :
سولفات روی بدون آب (ZnSO4,2H2O)، با 35 در صد روی خالص، سولفات روی آبدار معمولی (ZnSO4,7H2O) با 24 در صد روی، اکسید روی (ZnO)،با حدود 95 در صد روی خالص، کمپوست زباله شهری با 0.2 در صد و سکوسترین روی (Zn-EDTA) با 14 در صد روی، از مهمترین منابع کودی روی می باشند. کودهای حاوی روی را می توان بصورت مصرف خاکی، محلول پاشی، آغشته نمودن بذور به آنها و یا روش تزریق در تنه درختان مصرف نمود.

سولفات روی بدون آب یا همان سولفات روی خشک، دارای حداقل 34 درصد روی بوده و مواد غیر محلول در آب در این کود حداکثر یک در صد می باشد و میزان کادمیوم (به عنوان ماده سمی، و میزان آن در کودها نباید از 50 پی پی ام بیشتر باشد) در این کود 25 میلی گرم بر کیلو گرم بوده، PH کود سولفات روی نباید از 4 کمتر باشد. کود سولفات روی خشک به دلیل حلالیت در آب، سهولت مصرف و تولید تجاری در داخل کشور بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

در درختان می توان سولفات روی را در زمستان در نیمه خارجی سایه انداز درخت تا عمق ریشه های فعال با خاک مخلوط نمود و یا در چالکودها در زیر قطره چکان ها یا مسیر جریان آب قرار داد و در نباتات زراعی هنگام تهیه بستر بذر با سایر کود های اصلی زیر خاک نمود. ولی با توجه به این که حرکت روی در خاک محدود است، باید کودهای حاوی روی نزدیک ریشه گیاه قرار داده شود تا حداکثر جذب آن فراهم گردد. بنابراین صحیح تر این است که در صورت امکان، کودهای حاوی روی به همراه کودهای فسفاته یا پتاسه قبل از کشت و به صورت نواری در مزرعه مصرف شود تا راندمان بالاتری حاصل شود. علاوه بر مصرف خاکی، می توان سولفات روی را بصورت محلول پاشی در باغات و در زراعت ها توصیه نمود. در درختان محلول پاشی با غلظت دو تا چهار در هزار، در فصل خواب درخت بلافاصله پس از هرس و همچنین در فصل بهار به محض ریزش گلبرگ ها توصیه می گردد و در صورت مشاهده کمبود می توان این کار را هر 15 روز یک بار ادامه داد. در مورد نباتات زراعی نیز محلول پاشی با غلظت دو تا سه در هزار یک ماه پس از کشت تا رفع کامل علایم کمبود، این کار را هر 20 روز یک بار انجام داد

روش های مصرف سولفات روی آبدار نیز شبیه سولفات روی خشک می باشد.

کلات روی یا همان سکوسترین روی با حدود 14 درصد روی از منابع دیگر روی است. این کود نسبت به کودهای معدنی روی گران تر بوده، ولی راندمان و کارایی جذب آن در گیاه در برخی شرایط چند برابر بیشتر از سولفات روی است. نظر به امکان تولید سولفات روی، اکسید روی و کمپوست در داخل کشور، نیازی به کلات روی نخواهیم داشت.

اکسید روی به دلیل حلالیت بسیار پایین، مصرف آن در محلول پاشی جایز نیست، ولی می توان آنرا در خاک قبل از کشت به کار برد. یا این که درختان میوه را در فاصله زمانی پس از ریزش گلها و قبل از ظهور برگها، امولسیون پاشی(با غلظت حداکثر یک درصد) کرد. بدین ترتیب مقداری از روی پاشیده شده از طریق بدنه درخت، جذب گیاه خواهد شد.

مدیریت روی در مزرعه :

در مورد روی نیز همانند سایر عناصر غذائی، اقدامات پیشگیری کننده از بروز کمبود بر روش های مبارزه با آن ارجح تر است. در زیر اهم موارد تیتر وار اشاره می گردد.

مناسب ترین و مهم ترین راه مبارزه با کمبود روی، از طریق پیشگیری، استفاده از ارقام مقاوم و هم چنین مدیریت زراعی مطلوب می باشد.

با توجه به تحرک کم سولفات یا اکسید روی در خاک توصیه می گرددکه آنها را در خاک نزدیک ریشه قرار داد تا حداکثر جذب صورت گیرد. و مصرف نواری این دو کود در مقایسه با پخش سطحی موثرتر است.

سولفات روی بهترین و مهم ترین منبع روی است، و به دلیل حلالیت زیاد در آب، قیمت نسبتاً کم و در دسترس بودن، بیش از سایر منابع مصرف می گردد.

حد بحرانی مقدار روی با روش عصاره گیر DTPA در خاک های زراعی حدود 1.2 پی پی ام است و در تمام محصولات زراعی و باغی، بویژه در گیاهان حساس که در خاک های با مقادیر کمتر از آن رشد می کنند، باید نسبت به مصرف آن اقدام شود.

کاشت یونجه و شبدر (گیاهان خانواده بقولات) به دلیل قدرت بالای جذب روی و همچنین داشتن ریشه های فراوان سطحی و عمقی، به عنوان کود سبز در اراضی که مشکوک به کمبود روی می باشند، توصیه می گردد.

نظر به حلالیت خوب کود سولفات روی، بهتر است از این کود هم قبل از کاشت و هم به صورت سرک از طریق محلول پاشی استفاده کرد

با عنایت به اهمیت روی در تامین سلامتی انسان، باید از این کود مشابه کودهای دیگر حداقل دو یا سه سال بکبار استفاده کرد.

از کود اکسید روی به دلیل حلالیت کمی که دارد برای محلول پاشی استفاده نمی شود. علاوه براین، به دلیل حلالیت کم این کود در خاک های آهکی ایران، مصرف این کود در خاک نیز توصیه نمی گردد.
منبع سایت تکنولوژی محیط زیست
ابراهیم ندرلو

شنبه 24 اسفند‌ماه سال 1387

آب سنگین

اب سنگین- چگونگی تولید و موارد مصرف

روز شنبه با آغاز بهره برداری از پروژه مجتمع تولید آب سنگین اراک، عملا" کشورمان به عنوان نهمین کشور دارنده مجتمع تولید آب سنگین در جهان مطرح شد.

این پروژه با عنوان یکی از شاخصه های دانش هسته ای در مصارف پزشکی به خصوص کنترل سرطان و کنترل بیماری ایدز نقش تعیین کننده ای دارد و به عنوان خنک کننده و کندکننده راکتورهای آب سنگین هسته ای به شمار می آید. این پروژه یکی از بزرگ ترین پروژه های هسته ای کشور است که آژانس بین المللی انرژی اتمی در جریان ساخت آن قرار دارد. آب سنگین در پزشکی هسته ای، راکتورهای تحقیقاتی و راکتورهای آب سنگین تولید انرژی و کاربرد بسیار زیادی دارد. باتوجه به اهمیت آب سنگین در پیشرفت دانش هسته ای و پزشکی، خبرنگار گروه دانش و فناوری خراسان با دکتر حسین آفریده متخصص فیزیک اتمی و عضو هیئت علمی دانشگاه امیرکبیر، دکتر منیژه رهبر عضو هیئت علمی دانشگاه تهران و انجمن فیزیک هسته ای و دکتر نورانی متخصص پزشکی هسته ای گفتگویی انجام داده است که در قالب یک گزارش از نظر شما می گذرد.
آب سنگین چیست
دکتر رهبر: آب سنگین، آبی است که هیدروژن های آن دتریوم یا ایزوتوپ سنگین هیدروژن است. این آب در مقایسه با آب معمولی نقطه جوش و نقطه انجماد بالاتری دارد و ویسکوزیته یا چسبندگی آن بیشتر است. هیدروژن دارای 2 ایزوتوپ پایدار H و D و یک ایزوتوپ ناپایدار و رادیواکتیو T یا تریتیوم است. هسته ایزوتوپ معمولی هیدروژن دارای یک پروتون و هسته ایزوتوپ سنگین دارای یک پروتون و یک نوترون است. این نوترون اضافی، هم سبب کاهش جذب نوترون توسط دتریوم و آب سنگین می شود و هم افزایش جرم آن را به همراه دارد. جرم ملکولی آب معمولی 18 و آب سنگین 20 است. در نتیجه یک لیتر آب سنگین دارای جرمی بیشتر از یک لیتر آب سبک است.
J آب سخت با آب سنگین چه تفاوتی دارد
آب سخت همان آب سبک یا معمولی است که دارای املاح بسیار زیادی می باشد.
ایزوتوپ چیست
دکتر آفریده: هسته اتم یک عنصر از پروتون و نوترون تشکیل شده است، تغییر در تعداد پروتون های هسته، سبب تغییر ماهیت و پدید آمدن عنصر دیگری می شود، به عنوان مثال: هسته اتم نیتروژن 7 پروتون دارد که با از دست دادن یکی از آنها تبدیل به عنصر کربن می شود، اما تغییر در تعداد نوترون ها، سبب ایجاد گونه جدیدی از یک عنصر به نام ایزوتوپ می شود. اغلب عناصر دارای ایزوتوپ هستند، ازجمله: عنصر اورانیوم دارای 4 ایزوتوپ است که فقط 2 ایزوتوپ آن به علت داشتن نیمه عمر نسبتا" بالا در طبیعت به صورت سنگ معدن یافت می شود. اورانیوم 235 و 238 هرکدام دارای 92 پروتون در هسته خود هستند ولی اورانیوم 235، 143 نوترون و اورانیوم238، 146 نوترون دارد.
نیروگاه های اتمی به چند دسته تقسیم می شود¬ درباره نیروگاه آب سنگین توضیح بیشتری بدهید؟
دکتر رهبر: نیروگاه هایی که از انرژی شکافت اورانیوم استفاده می کنند به 2 بخش نیروگاه آب سبک و آب سنگین تقسیم می شوند. نیروگاه آب سبک دارای راکتور آب سبک و نیروگاه آب سنگین دارای راکتور آب سنگین است. سوخت نیروگاه های هسته ای، اورانیوم 238 و 235 است. اگر از اورانیوم 235 به عنوان سوخت هسته ای استفاده شود باید درجه غنای آن از 7/0 درصد (که در طبیعت وجود دارد) به 3 تا 5 درصد برسد تا جرم بحرانی لازم برای شکافت را داشته باشد. درون یک راکتور هسته ای، اورانیوم توسط نوترون ها، بمباران می شود. برخورد نوترون به هسته اتم اورانیوم، سبب شکست آن می شود و در اثر این شکست، انرژی و نوترون های اضافی به وجود می آید. نوترون های اضافی در یک واکنش زنجیره ای شرکت می کنند و باعث شکست دیگر اتم های اورانیوم می شود. اگر این نوترون های اضافی کنترل نشود، ورود آن ها به واکنش های زنجیره ای، سبب تولید انرژی بسیار زیاد و در نتیجه انفجار در راکتور می شود. از شکست هسته هر اتم اورانیوم معادل 200 میلیون الکترون ولت انرژی آزاد می شود؛ بنابراین باید از موادی که جاذب نوترون های اضافی هستند و یا کندکننده ها، استفاده شود. در راکتورهای آب سبک از اورانیوم 235 به عنوان سوخت و از آب سبک یا معمولی به عنوان کندکننده استفاده می شود. در راکتورهای آب سنگین، از اورانیوم معمولی یا 238 به عنوان سوخت و از آب سنگین برای کند کردن واکنش های زنجیره ای، بهره گرفته می شود. اگر در راکتور آب سنگین، از آب معمولی استفاده کنیم تمامی نوترون های حاصل از شکافت، توسط آب جذب و واکنش زنجیره ای متوقف می شود، درحالی که آب سنگین توانایی کمی در جذب نوترون دارد. پس از شکست هسته اورانیوم 235 یا 238، انرژی به صورت گرمایی آزاد و این انرژی توسط مواد خنک کننده و به منظور به حرکت درآوردن توربین به خارج از راکتور منتقل می شود. این مواد خنک کننده می تواند آب معمولی یا آب سنگین باشد که پس از انتقال حرارت به بیرون از راکتور و خنک شدن، مجددا" به راکتور برمی گردد و این فرآیند به صورت پیوسته، برای تولید برق، ادامه پیدا می کند. بنابراین آب سنگین و آب سبک در راکتورها علاوه بر کندکنندگی، نقش خنک کنندگی هم دارند.
آیا پسماندهای حاصل از شکافت در راکتور آب سنگین متفاوت از راکتور آب سبک است؟
دکتر رهبر: مواد و عناصر حاصل از شکافت در 2 نوع راکتور مشابه هم است ولی میزان آن فرق می کند. نوترون های آزاد شده در هنگام شکافت با هسته اورانیوم 238 برخورد می کنند و ایزوتوپ جدید و ناپایداری از اورانیوم را با عنوان اورانیوم 239 به وجود می آورند. اورانیوم 239 در فرآیندی، تبدیل به یک عنصر رادیواکتیو به نام پلوتونیوم 239 می شود. پلوتونیوم، هم به عنوان سوخت در بعضی راکتورها کاربرد دارد و هم می تواند برای ساخت بمب اتمی استفاده شود. در کشوری مثل آمریکا، نیروگاه هایی وجود داشت که هدف آن ها فقط تولید پلوتونیوم بود و از این پلوتونیوم در تولید بمب های نوترونی استفاده می شد. بمبی که بر سر مردم هیروشیما فرود آمد، از این نوع بود. استفاده از اورانیوم طبیعی در راکتورهای آب سنگین، سبب ایجاد میزان بیشتری از پلوتونیوم می شود که این پلوتونیوم می تواند کاربرد نظامی داشته باشد. بنابراین روی این راکتورها حساسیت بیشتری وجود دارد و واردات آب سنگین از دیگر کشورها تحت کنترل سازمان های بین المللی است و به مجوز نیاز دارد اما پروژه تولید آب سنگین در ایران برای استفاده هایی صلح آمیز از این ماده است و تمام برنامه های آن تحت نظارت آژانس است.
آب سنگین چگونه تولید می شود؟
محققان برای اولین بار به طریق الکترولیز به آب سنگین خالص دست یافتند. چون نقطه جوش آب سنگین بالاتر از آب معمولی است، برای تولید آن، از روش تبخیر و تقطیر هم استفاده می شود. در تأسیسات تولید آب سنگین در اراک، طی مراحلی پیچیده از آب معمولی، آب سنگین به دست می آید که درجه خلوص آن 8/99 درصد است. البته باید یادآور شد که مراحل غنی سازی اورانیوم، از پیچیدگی بیشتری برخوردار است چون اختلاف جرم 2 ایزوتوپ اورانیوم بسیار کم است، بنابراین باید برای بالا بردن درجه غنای اورانیوم 235، از سانتریفوژهای متعدد که به صورت آبشاری، پشت سرهم قرار می گیرند، استفاده کرد. ولی تفاوت جرم آب سنگین و آب سبک قابل ملاحظه است و تفاوت در نقاط جوش این 2 نوع آب، امکان جداسازی آب سنگین و خالص سازی آن را تسهیل می کند. از میان هر 6400 تا 7000 ملکول آب معمولی، یک ملکول آب سنگین وجود دارد که برای دستیابی به آن از طرق فیزیکی و شیمیایی درجه خلوص آن را بالا می برند. J در چه کشورهایی از راکتور آب سنگین استفاده می شود¬
دکتر آفریده: در حال حاضر کشورهای زیادی از این نوع راکتور برای تولید برق استفاده می کنند، مانند کانادا، پاکستان و هند ولی تأسیسات تولید آب سنگین تاکنون فقط در 8 کشور وجود داشته است که ما نهمین کشور هستیم. J موارد استفاده از آب سنگین چیست، و تولید آب سنگین چه اهمیتی برای کشور دارد¬ دکتر آفریده: بیشترین استفاده از آب سنگین در راکتورها است که شامل هر 2 راکتور تحقیقاتی و نیروگاهی می شود از آب سنگین برای تولید رادیوایزوتوپ ها در صنعت، کشاورزی و پزشکی استفاده می شود همچنین در رادیوگرافی، نوترون تراپی و نوترون رادیوگرافی از آن بهره برداری می شود. علاوه براین ها، آب سنگین برای تشخیص نشت آب های زیرزمینی یا نشت آب از سدها، کاربرد زیادی دارد. علاوه بر اینها ، دو تریم در تحقیقات فیوران، یا گداخت سرد نقش محوری ایفا می کند. باتوجه به این که کشور ما دارای منابع بزرگی از اورانیوم طبیعی است، با تولید آب سنگین در اراک، می توانیم راکتورهای آب سنگینی بسازیم که برای سوخت خود نیازی به کار دشوار و پرهزینه غنی سازی اورانیوم ندارند. در تأسیسات اراک سالانه 16 تن آب سنگین تولید می شود که نه تنها در تولید برق از نیروگاه های آب سنگین کاربرد، بلکه مصارف زیادی در پزشکی هسته ای دارد. همان طور که ذکر شد از آب سنگین برای تولید رادیوایزوتوپ ها و رادیوداروها استفاده می شود. رادیوایزوتوپ ها در صنعت و کشاورزی کاربرد زیادی دارند. پروژه تولید آب سنگین در اراک به اندازه دستیابی به فرآیند غنی سازی اورانیوم افتخارآفرین است.
به گفته دکتر نورانی متخصص پزشکی هسته ای اساس کار در دانش پزشکی هسته ای استفاده از رادیوایزوتوپ ها و رادیوداروها است و از آب سنگین می توان به عنوان تارگت نوترون برای تولید این مواد استفاده کرد. از پرتوداروها برای تشخیص و درمان بیماری هایی چون سرطان، تومورهای خوش خیم و بدخیم، نارسایی های قلبی و عروقی استفاده می شود. مثلا" در پت اسکن که پیشرفته ترین تکنیک در پزشکی هسته ای است، گلوکز نشان دار یا FDG یا فلوئودین کاربرد بسیار زیادی دارد برای نشان دار کردن گلوکز یا فلوئور از آب سنگین استفاده می شود که به عنوان مثال از FDG برای بررسی متابولیسم گلوکز و تشخیص تومورها در مغز بهره گیری می شود. باتوجه به این که واردات بعضی رادیوایزوتوپ ها و رادیوداروها از کشورهای دیگر با مشکل مواجه است، تولید آب سنگین در کشور موفقیت بزرگی چه در عرصه تولید برق و چه در عرصه پزشکی و صنعت و کشاورزی محسوب می شود

ابراهیم ندرلو

شنبه 24 اسفند‌ماه سال 1387

ساختمان خاک

 ساختمان خاک نحوه قرار گرفتن و چگونگی اجتماع ذرات خاک را ساختمان آن می‌گویند. گرچه در یک پروفیل خاک ممکن است یک نوع ساختمان بیش از سایرین دیده شود، ولی معمولا در افقها یا لایه‌های مختلف ممکن است، چند نوع ساختمان یافت شود. بسیاری از خواص فیزیکی خاک مانند حرکت آب ، تهویه ، انتقال حرارت ، وزن مخصوص ظاهری و فضای منافذ به ساختمان خاک بستگی دارد. در واقع تمام عملیات از قبیل شخم و زهکشی ، دادن کود حیوانی و آهک زدن که برای بهبود وضعیت فیزیکی خاک انجام می‌شود، روی ساختمان خاک اثر گذاشته و تاثیری روی بافت آن ندارد. ساختمانهای موجود از یکی از دو حالت زیر بوجود می‌آید:
تک دانه‌های ذرات خاک که بطور فردی وجود داشته و اجتماع مشخصی از ذرات در آنها صورت نگرفته است.
توده‌های فشرده و بی شکل و نامنظمی از ذرات که هیچ خصوصیات ساختمانی مشخصی ندارند. انواع ساختمانهای خاک برحسب شکل ظاهری 6 نوع ساختمان را می‌توان در خاک تشخیص داد. این ساختمانها به اسامی بشقابی ، ستونی ، منشوری ، مکعبی ، فندقی ، دانه‌ای و اسفنجی شناخته می‌شوند.
ساختمان بشقابی: توده‌های خاک به صورت لایه‌های نازک افقی روی هم قرار گرفته‌اند. بیشتر در لایه‌های سطحی خاک وجود دارند، ولی گاهی در لایه‌های عمیق هم دیده می‌شوند.
ساختمانهای ستونی و منشوری : توده‌های خاک بطور عمودی روی هم قرار گرفته‌اند، ارتفاع ستونهای حاصل متغیر و قطر آنها گاهی به 15 سانتیمتر می‌رسد. بیشتر در لایه‌های عمیق خاک مناطق خشک و نیمه خشک دیده می‌شود. در صورتی که بالای این ساختمانها گرد باشد، آنها را ستونی و اگرا مسطح باشد، آنها را منشوری گویند.
ساختمانهای مکعبی و فندقی : توده‌های خاک به صورت مکعبهایی با سطوح نامنظم ، ولی ابعاد تقریبا مساوی در آمده‌اند. اگر لبه‌های سطوح بیشتر تیز و مشخص باشد، ساختمان را مکعبی و اگرا این لبه‌ها صاف شده باشد، ساختمان را فندقی گویند. این نوع ساختمان در لایه‌های عمیق خاک دیده می‌شود.
ساختمانهای کروی (دانه‌ای یا اسفنجی) : توده‌های خاک شکل گرد داشته و قطر آنها معمولا از یک سانتیمتر کمتر است. این ساختمانها کاملا متخلخل بوده و اتصال بین ذرات ضعیف است (دانه‌ای) و درصورتی که ساختمان کاملا باز و درجه تخلخل زیاد باشد، ساختمان را اسفنجی گویند. ساختمانهای کروی بیشتر در لایه‌های سطحی خاک یافت می‌شوند و به آسانی تحت تاثیر عملیات زراعی قرار می‌گیرند.
منبع وبلاگ تکنولوژی محیط زیست
ابراهیم ندرلو