تصفیه فاضلاب

آبی که اهمیت وجود آن شاید بر هیچیک پوشیده نباشد، متاسفانه از طریق تخلیه فاضلابها، پسابها و کلیه زائده حاصل از فعالیتهای انسان به شدت در معرض آلودگی قرار گرفته . پیشرفتهای صنعتی باعث شده که پسابهای غلیظ‌تر و با ترکیبات متنوع‌تر در جریان‌های آب تخلیه شدند.(2)

در حال حاضر بسیاری از منابع آبی دنیا گرفتار مشکلات ناشی از تخلیه فاضلابهای مختلف می‌باشند که بهسازی آنها و بازگشت به حالت طبیعی هزینه‌های هنگفتی را می طلبد. (1)

به منظور تصفیه فاضلاب در اجتماعات کوچک، استفاده از سیستم‌های گیاهی آبزی نظیر لاگونهای پوشیده شده با DW (گیاهان آبزی شناور) به دلیل راهبری آسان، همیشه پائین و اثر بخشی بالا مورد توجه قرار گرفته است.(4)

امروزه تمایل برای استفاده از گیاهان آبزی شناور بخاطر فواید گوناگون آن نظیر میزان رشد بالا، عمل حذف نوترینت در سطوح بالا، غنی بودن این گیاهان از پروتئین که باعث با ارزش شدن آنها به عنوان خوراک دام می گردد، بهره برداری و برداشت آسان آنها و تحمل بالای گیاه و قدرت سرکوب کنندگی جلبکی گیاه، تثبیت بالای نیتروژن (4) ، منبع غذایی برای انسان، کنترل حشرات آبزی ناقل بیماریهای خطرناک (به دلیل ایجاد پوشش متراکم در سطح آب که مانع خروج این حشرات می‌گردد). در داروسازی جهت ساخت داروهای آنتی بیوتیک، افزایش مواد آلی خاک و بهبود ساختمان و ترکیب شیمیایی خاک و . . . .  (3) و همچنین استفاده از آنها به عنوان گیاه آلایش زا و مورد توجه قرار گرفته است. (4)

ولی تاکنون مطالعاتی در زمینه اینکه مواد آلی گلوکز و لاکتوز تا چه میزان می توانند در رشد آزولا و عدسک آبی موثر واقع شوند یافت نشده است.

لذا در این تحقیق از دو گونه گیاهان آبزی شناور (لمنا مینور و آزولا) به منظور حذف مواد آلی محلول در محیطهای کشت حاوی گلوگز و لاکتوز استفاده شده است.

مواد آلی

مواد آلی موجود در آب می‌تواند از منابع گوناگونی چون گیاهان ، جانوران، فاضلابهای خانگی کاملاً تصفیه نشده و فاضلابهای صنعتی ناشی می‌شود.(13)

آبهای سطحی بیشتر از سایر منابع در معرض آلودگی می باشند. در پی بارندگی های کم و یا خصوصاً شدید که باعث حمل ذرات مختلف گیاهی، حیوانی و حتی صنعتی و سمی می‌شود آبها شدیداً آلوده می‌گردند. انسان خود با ریختن آبهای آلوده حاصل از زندگی روزمره و صنایع به جریانهای آب باعث آلودگی آنها می‌شود. اغلب آبهای زاید کارخانه های صنایع مختلف بدون توجه، رودخانه‌ها و دریاچه‌های مجاور آن ریخته می‌شوند.(15)

مواد آلی در آب از سه منبع سرچشمه می گیرند که عبارتند از: 1- تجزیه و تخریب مواد آلی طبیعی 2- فعالیتهای شهری تجاری و صنعتی)، کشاورزی و 3- واکنشهایی که به هنگام تصفیه و انتقال آب اتفاق می افتد. در این بین مورد اول دارای اهمیت بیشتری است که خود شامل: مواد هیومیک (Humic Substances) ، بقایای میکروارگانیسم‌ها، هیدروکربورهای آروماتیک و آلیفاتیک با منشا نفتی و با وزنهای مولکولی بالا ، می باشد. با اینکه این مواد معمولا بی‌خطر می‌باشند، ولی در پاره‌ای از موارد نظیر  وجود متابولیتهای بد بوی حاصل از جلبکهای سبز- آبی، (مانند متیل ایزویورنیول (Methylisoborneol) مزاحم و دردسر آفرین هستند. تعداد معدودی از محصولات نفتی می توانند دارای اثرات سوء بهداشتی باشند. مواد هیومیک نیز می توانند بعنوان پیش سازها (precursors) در تشکیل تری هالومتان‌ها و دیگر مواد آلی هالوژنه در اثر اکسیده شدن، طی فرایند گندزدایی آب دارای نش مهمی باشند. (16)

آلاینده‌های ناشی از فعالیتهای شهری و تجاری شامل مواد موجود در فاضلابهای خانگی، صنعتی، پسابهای کشاورزی، سیلابهای شهری و نشت آبهای مناطق آلوده میباشد. اکثر مواد آلی شناخته شده در آب که دارای اثرات سوء بهداشتی هستند در این گروه قرار می یگرند. این مواد شامل آفت کشها (نظیر کلردان، کریوفوران)، حلالها (همچون تری کلروینزن و تتراکلرواتیلن)، مواد چربی‌زا از سطح فلزات (مانند تری کلرواتیین و تری کلرواتان) و مواد مورد استفاده در ساخت پلاستیک و مونومرها (نظیر ترکیبات بیفنل پلی کلرینه (PCBs) می‌باشند، (14)

مواد آلی محلول در آب معمولاً به دو دسته وسیع تقسیم می شوند:

1. مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی
2. مواد آلی غیر قبل تجزیه بیولوژیکی (دیرپا)

گیاهان

گیاهان در هر تالاب مکان ویژه‌ای را به عنوان زیستگاه خویش انتخاب و اشغال می نمایند که میتواند از نظر مساحت و ساختار، همانند خود گونه‌های با یکدیگر تفاوتهای کلی داشته باشد. برخی از مهمترین گونه‌های گیاهان سبز آنچنان که کوکند که نمی‌توان بدون استفاده از میکروسکوپ آنها را مشاهده نمود و بعضی دیگر در سطح آب پراکنده و به سهولت دیده می‌شوند. اما کلیه آنها احتیاجات اولیه‌ای از نظر تامین نور خورشید، آب ، دی اکسید کرن، اکسیژن و مواد معدنی داشته و این نیازها را بطرق مختلف حاصل می‌نمایند.

گیاهان ریشه‌دار، غوطه‌ور و یا شناور دارای برگ در سطح و یا غوطه‌ور در آب بوده (و یا هر دو )و جایگاه خاصی بر حسب اجتماعات خود اشتغال مینمایند و طبقه‌بندی خاصی را شامل می‌شوند. گیاهان آبزی ریشه‌دار در خدمت سخت پوستان، حشرات و ماهیها بوده و به این جانوران امکان دفع حمله دشمنان طبیعی را داده و به عنوان پناهگاهی جهت حفظ حیات آنها بشمار میروند. این گیاهان، مهیا کننده اکسیژن و مواد مغذی بوده و حتی پس از مرگ و عمل و تجزیه پذیری (بوسیله ارگانیسمهای تجزیه کننده) مواد غذایی برای موجودات دیگر فراهم می کند.

در نگرشی به نقش مهم و حیاتی این گیاهان در تلاب، اهمیت آنها افزایش بیشتری نشان می‌دهد بطور یکه تداوم زندگی حیاتی موجودات تالاب، سبب حضور بیشتر جانوران شده و به تجمع آنها بویژه پرندگان آبزی کمک می نماید. این گیاهان بدلیل فراهم نمودن غذای پرندگانی از خانواده مرغابیان، در حدی که هر گونه گیاهی مورد تغذیه یکی از آنان قرار میگیرد، از خطر نابود شدن مصون مانده و به نقش حیاتی خود ادامه میدهد. اما ازدیاد رویش‌های گیاهی در تالابها، آنها را همواره به عنوان مهمترین منبع اصلی مرگ این اکوسیستم‌ها مطرح نموده است بطوریکه طبق قرائن آشکار در مورد تالاب انزلی، یکی از علل پیری زودرس آن، افزایش فوق العاده کم و کیفی گیاهان آبزی است. این گیاهان زیستگاههای خاص خود داشته و در تطابق با محیط آبی، از نظر فیزیولوژیکی تفاوتهای بسیاری با دیگر گیاهان نشان میدهند. به نحوئی که املاح موجود در آب مورد تغذیه آنها قرار میگیرد. گیاهان آبزی (هیدورفیت) بر حسب قرار گرفتن در سواحل (از جهت آب به خشکی) از تقسیمات رویشی زیر پیروی می‌کنند:

1. گیاهان غوطه ور
2. گیاهان شناور
3. گیاهان از آب خارج شونده (حاشیه‌ای)
4. بوته‌ها و علفهای آبزی
5. درختان مانده‌ابی
6. جنگلهای نواحی مرطوب رویش گیاهان آبزی در تالاب

تاریخچه حضور آزولا در ایران

تا اوایل دهه 1360 هجری شمسی، آزولا در ایران کاملاً ناشناخته بود. تنها تعدادی از کارشناسان وزارت کشاورزی که طبق قرارداد های موجود، سالانه به مراکز بین المللی و به ویژه انستیتو تحقیقات بین المللی برنج ((IRI) اعزام گردیدند، با این گیاه آشنایی داشته و در گزارشات خو از این گیاه به عنوان یکی از عوامل دست اندر کار تثبیت ازت مولکولی هوا در مزارع برنج یاد کره‌اند.

در سال 1358 آقای هادی نصیریان در مقاله‌ای پیرامون زراعت برنج در دنیا و ایران و تاثیر واریته‌های پا کوتاه در بالا بردن اقتصاد کشورهای برنج خیز دنیا از سرخس آبزی آزولا نام برد. و از آن به عنوان یکی از عوامل تثبیت ازت در خاک‌های غرقابی برنج یاد کرده است. در سال 1363 آقای هادی حسینی در گزارش سفر خود به فیلیپین گرفت آزولا را در اراضی باتلاقی ایران به ویژه  خوزستان مفید توصیف کرده‌اند. در همین زمان آقای محمود امیناء که در سفری به هند با این گیاه آشنایی پیدا کره بود طرحی را تحت عنوان بررسی سازگاری ارقام آزولا با آب ‌و هوای مناطق شالیکاری ایران بر بخش کشاورزی و منابع طبیعی سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ارایه نمودند. (5) که در سال 1364 این طرح به صورت مشترک به تصویب سازمان پژوهشها و موسسه تحقیقات برنج رسید. در همین سال واریته Azolla pinata از کشور هندوستان در سال 1365 Azolla culicoides از فیلیپین توسط سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی وارد کشور گردید و از تیر ماه 1365 مطالعات اولیه روی سازگاری آن با شرایط آب و هوایی انجام گرفت. (6)

تولید مثل آزولا

تولید مثل رویشی

گیاه آزولا به وسیله روش قطعه قطعه شدن یک لبه ریزش که در قاعده هر انشعاب وجود دارد به طریق رویش (غیر جنسی) ازدیاد حاصل می کند. انشعابات ثانویه‌ در حال توسعه از انشعابات جانبی قدیمی‌تر ، انشعابات جانبی را خمیده کرده و بر روی لایه ریزش فشار وارد می‌آورد و به این ترتیب در جداسازی آن سهم دارد.سپس انشعابات جانبی از والدین خود رانده شده و مستقل می‌شوند. تکثیر آزولا به روش رویشی بسیار سریع بوده و طی مدت 2-6 روز میزان زیتوده آن دو برابر می شود.

تولید مثل جنسی

به نظر می رسد سرآغاز تولید مثل جنسی در بیشتر گونه‌های آزولا  توسط عوامل محیطی القاء شده و غالباً با شروع و یا اتمام یک دوره از تنش (استرس) در ارتباط است. همچنین عوامل محیطی ممکن است بر روی نسبت فردها که میوه‌ها به کلان هاگه میوه ها تاثیر بگذارند. گونه‌هایی منند A.filiculoides، A.nilotica و A. microphylla تنها پس از کسب ریخت بالغ، بارور می‌شوند.

محلهای رشد آزولا در ایران

آنچه مشخص می‌باشد در مناطق گیلان ، مازندران ، کرمان، سیستان و بلوچستان و فارس امکانات بالقوه رشد این گیاه موجود است که به صورت مشخص در ایستگاهای تحقیقاتی اطراف رشت، تنکابن و آمل و کازرون کشت آزمایشی در سالهای گذشته صورت گرفته ولی متاسفانه در سالهای اخیر صورت خطرناکی تالابها و مناطق شالیزاری شمال کشور را در برگرفته است.

یافته‌ها

1. تعداد گیاه لمنا پس از یک هفته در بطریهای حاوی لاکتوز ppm 100، یک عدد بیشتر از لمناهای بطری حاوی لاکتوز 50 ppm و 4 عدد بیشتر از شاهد (بطری حاوی آب مقطر و لمنا) می‌باشد.
2. COD محلول لاکتوز 50 ppm و نوترینت حاوی لمنا پس از گذشت یک هفته به میزان (mg/L) 42/11 کاهش بیشتری نسبت به محلول لاکتوز PPM 50 و نوترینت فاقد لمنا دانسته است.
3. COD محلول لاکتوز 100 ppm و نوترینت حاوی لمنا پس از گذشت یک هفته به میزان (mg/L) 07/57 کاهش بیشتری نسبت به محلول لاکتوز PPM  100 و نوترینت فاقد لمنا دانسته داست.
4. COD محلول لاکتوز 100 ppm و نوترینت حاوی آزولا پس از گذشت یک هفته به میزان (mg/L) 832/20 کاهش بیشتری نسبت به محلول لاکتوز PPM 100 و نوترینت فاقد آزولا داشته است.
5. تعداد گیاه لمنا پس از گذشت یک هفته در نمونه‌های حاوی گلوکز 100 ppm ، 6  عدد بیشتر از شاهد (آب مقطر، نوترینت و لمنا) مـی‌باشد.

نتیجه گیری

1. غلظت گلوکز در میزان تکثیر گیاه لمنا موثر می باشد. در غلظت ppm 100 گلوکز تکثیر گیاه لمنا بیشتر از غلظت  50 ppm می‌باشد.
2. غلظت لاکتوز در میزان تکثیر گیاه لمنا موثر می باشد. در غلظت ppm 100 گلوکز تکثیر گیاه لمنا بیشتر از غلظت  50 ppm می‌باشد.
3. گیاه لمنا باعث کاهش COD در دو غلظت 100 ppm و 50 ppm گلوکز و لاکتوز می‌‌گردد.
4. گیاه آزولا باعث کاهش COD در غلظت 100 ppm لاکتوز می‌گردد.
5. غلظت گلوکز در میزان کاهش COD توسط گیاه آزولا موثر می‌باشد. در غلظت PPM 100 گلوکز کاهش COD توسط آزولا بیشتر از غلظت 50 ppm مشاهده گردید.
6. گیاه لمنا COD محلول لاکتوز 100 ppm را به میزان 238 (mg/L) بیشتر از گیاه آزولا کاهش داده است.
7. گیاه لمنا COD محلول گلوکز 50 ppm را به میزان 7 (mg/L) بیشتر از محلول لاکتوز 50 ppm کاهش داده است.

پیشنهادات

1. ایجاد مدیریت و برنامه‌ریز منسجم توسط سازمانهای مربوطه برای کنترل بهره برداری از گیاهان مذکور (لمنا و آزولا)
2. استفاده از گیاهان آبزی شناور به منظور تصفیه فاضلاب در اجتماعات کوچک بخصوص در شهرهایی از کشور که زمینه رشد و تکثیر این گیاهان در این شهرها فراهم است.
3. با توجه به افزایش مواد آلی خاک و بهبود ساختمان و ترکیب شیمیایی خاک توسط آزولا استفاده از گیاه مذکور به عنوان کود سبز در مزارع برنج توصیه می گردد.
4. انجام تحقیقات و مطالعات بیشتر در زمینه کاربردهای مفید این گیاهان در داخل کشور.

فصل اول: کلیات

• • مواد آلی
    • اندازه‌گیری مواد آلی
  • گیاهان
    • گیاهان غوطه ور
    • گیاهان شناور
    • گیاهان حاشیه‌ای
  • گیاهان شناور
  • گیاه آزولا (مقدمه)
    • جغرافیای گیاهی
    • پراکنش بوی آزولا در روی کره زمین
    • پراکنش آزولا توسط انسان
    • تاریخچه حضور آزولا در ایران
    • آرایه شناسی
    • زیست شناسی آزولا
    • تولید مثل آزولا
    • فیزیولوژی آزولا
    • معمای رشد در ایران
    • برآورد میزان این گیاه در ایران – سطح- وزن
    • منافع گسترش و هدایت آزولا
    • مضرات گسترش بی‌رویه
  • خانواده هناسه
    • عدسک آبی
    • گسترش جغرافیایی
    • پراکندگی در ایران
    • اهمیت اقتصادی

فصل دوم: مواد، وسایل و روشها

• • 2-1- تهیه استوک ppm 100، ppm 100 و ppm 50 گلوکز
  • 2-2- تهیه استوک ppm 100، ppm 100 و ppm 50 لاکتوز
  • 2-3- تهیه نوترینت (C, B, A)
  • 2-4- روش تهیه مواد و محلولهای شیمیایی آزمایش COD
  • 2-5- روش استاندارد کردن FAS
  • 2-6- آزمایشات مرحله اول (بشر)
  • 2-7- آزمایشات مرحله دوم (پتری دیش)
  • 2-8- آزمایشات مرحله سوم (بصری)

فصل سوم: بحث و نتایج

• • 3-1- یافته‌ها
  • جداول و منحنی ها

فصل چهارم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات

• • 4-1- نتیجه‌گیری
  • 4-2- پیشنهادات

منابع

1. مجموعه مقالات ششمین همایش کشوری بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی مازندران، جلد دوم، سال 1382
2. حسینیان ، م، پسابهای صنعتی و محیط زیست، نشریه دانشکده فنی ، دوره دوم، مهرماه 1356، شماره 37. صفحات 58-51
3. افتخاری، طاهره، «گیاه آزولا و اثر آن بر روی اکوسیستم آبی ایران»، مجله محیط زیست، سال 1380، شماره 36 ، صفحات 69-66
4. احمدی، حمید، «گذری بر سیمای پناهگاه حیات وحش سلکه»، پایان نامه کارشناسی مهندسی محیط زیست، پاییز 1375
5. «آزولا آن روی سکه، «همشهری، دی 1375، سال چهارم ، شماره 1152
6. نوری، سید مسعود، «اکولوژیک تالاب انزلی»، چاپ اول، رشت، نشر گیلکان، سال 1369.
7. مظفریان، ولی ا…، «فرهنگ نامهای گیاهان ایران، « چاپ دوم، چاپ نوبهار، بهار 1377
8. مبین، صادق (دکتر)، «رستنی‌های ایران فلور گیاهان آوندی»، جلد اول
9. روزنامه همشهری – شماره 3448
10. شریعت پنهای، محمد، «اصول کیفیت و تصفیه آب و فاضلاب»، موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، سال 1378.
11. ترکیان، ایوب، «مهندسی محیط زیست»، انتشارات کنکاش ، پاييز 1374
12. غفوری (دکتر)، محمدرضا، «آب شناسی»، انتشارات دانشگاه تهران، شماره 1700، اردیبهشت 1367.
13. حمیلایه( مهندس). مریم، «ارزیابی کارایی صافیهای جاذب در خدمت بقایای آلاینده‌ها از آب آشامیدنی در نقطه مصرف»، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه تربیت مدرس. سال 1373 .
14. فیلی زاده، یوسف، «بررسی اکولوژیکی رشد بیش از اندازه آزولا در تالاب انزلی و چگونگی کنترل آن»، مجله منابع طبیعی ایران، جلد 55، سال 1381، شماره 1، صفحات 72-65