فهرست مطالب

نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب
سال چهارم شماره 4 (زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/12/20
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمدرضا جلیلی قاضی زاده صفحات 2-4
  • رحیم عالی*، رضا فولادی فرد، جابر یگانه، بایرام هاشم زاده، فرزاد فنائی صفحات 5-15

    آنتی‎بیوتیک ها مبتنی بر اهداف درمانی انسانی، حیوانی و بهبود رشد درکشاورزی، تولید و  به‎صورت وسیع مورد استفاده قرار می گیرند. علی‎رغم تاثیرات مثبت، مقاومت آنتی بیوتیکی به یکی از چالش‎های مهم قرن حاضر تبدیل شده است. مقاومت آنتی‎بیوتیکی کلیه بخش‎های محیط زیست را درگیر می‎کند و با فشار بر روی گروه های میکروبی منجر به انتشار مقاومت آنتی‎بیوتیکی و در نهایت تغییر اکولوژیکی در منابع زیست محیطی می‎شود. مقاومت آنتی‎بیوتیکی می‎تواند از باکتری‎های پاتوژن به باکتری‎های غیر پاتوژن و باکتری‎های بومی منتقل شود. این عوامل به ‎ویژه از طریق فاضلاب خام و پساب خروجی از تصفیه‎ خانه‎های فاضلاب وارد محیط شده و منابع آب و خاک را آلوده می کنند. تصفیه ‎خانه های آب به‎صورت کامل توان حذف باکتری ها و ژن های کد کننده مقاومت آن‏ها را ندارند، درنتیجه این عوامل وارد شبکه توزیع آب می‎شوند و مستقیما مصرف کننده نهایی آب را در معرض خطر قرار می‎دهند. این نوشتار مقاومت آنتی‎بیوتیکی در منابع محیطی و عوامل موثر بر انتشار آن‎ را مورد ارزیابی قرار می دهد و بر نقش سازمان‎ها و مسیولین در آسیب‎شناسی این عوامل آلاینده در منابع محیطی، ارتباط آن‎ها با محیط‎های درمانی و کاربرد روش‎های کنترلی تاکید می‎کند.

    کلیدواژگان: آنتی بیوتیک، مقاومت آنتی بیوتیکی، منابع آب، فاضلاب، لجن
  • فرهاد سلیمی*، جواد سلیمی، فرهاد گل محمدی صفحات 16-33

    افزایش جمعیت و گسترش صنایع و پیشرفت تکنولوژی عواملی هستند که باعث افزایش مصرف آب و تولید فاضلاب و آلودگی محیط‎زیست شده اند و سرمایه گذاری برای تصفیه و دفع بهداشتی را اجباری نموده اند. فنول ها ترکیات آلی هستند که توجه بسیاری را به‎دلیل سمی بودن حتی در غلظت های پایین به‎سمت خود جلب کرده اند. غلظت مشتقات فنول در پساب خروجی هنگام تخلیه حدود  1/0 است و سازمان سلامت جهانی حداکثر سطح آن را در آب قابل شرب 1 مجاز می‎داند. فنول و ترکیبات فنولی موادی هستند که در بیشتر پساب های صنعتی و خانگی وجود دارند و به‎علت سمی بودن باید به‎طور موثری از این پساب ها حذف شوند. در این مقاله روش حذف فنول از پساب به‎وسیله جاذب های کم هزینه بررسی می‎شود. تاثیر پارامترهای مختلف مثل غلظت اولیه فنول، pH، دما و مقدار جاذب بر روی مقدار جذب بررسی می‎شود. بررسی ها نشان می دهد جاذب های کم‎هزینه ای مثل جاذب های به‎دست آمده از مواد معدنی، پسماند کشاورزی و مواد زاید صنعتی پتانسیل بالا و انعطاف‎پذیری بیشتری را نسبت به بسیاری از روش های دیگر برای حذف ترکیبات فنولی دارد و جاذب هایی که فعالیت سطحی بیشتر، سطح و تخلخل بالایی دارند کارایی بیشتری دارند.

    کلیدواژگان: پساب صنعتی، جاذب، فنول، جاذب طبیعی، جاذب‎های کشاورزی
  • حسن اقدسی نیا*، پریسا مشینچی، سید جمال الدین پیغمبردوست، محمود زارعی، حسین رهبری آسیابی، احمدرضا محمدیان سودمند صفحات 34-50

    آلاینده های دارویی یکی از مسایل مهم در زندگی کنونی بشر محسوب می شود. دلیل بررسی و کنترل آلودگی در محیط زیست، ورود این آلاینده ها به چرخه غذایی و مقاومت های دارویی است که خطرات زیست‎محیطی فراوانی را درپی دارد. پس باید قبل از این‎که وارد محیط‎زیست شوند، محیط های آبی عاری از این آلاینده ها شوند. روش جذب سطحی در زمینه حذف آلاینده های دارویی روشی موثر و کارآمد است. در این مقاله، بررسی جامعی درخصوص پارامترهای فرآیند جذب سطحی آنتی بیوتیک ها توسط جاذب های مختلف از جمله کربن فعال، سیلیکاژل، رس، زیولیت ها، نانوصفحات گرافنی، جاذب های پلیمری، نانوکامپوزیت پلیمر-رس و ضایعات کشاورزی و عملکردشان در محیط‎های آبی انجام گرفته است. مطالعه نتایج مبنی بر محدوده راندمان حذف (74-100%) برای کربن فعال، (87-99%) برای جاذب رس و (98-100%) برای ضایعات کشاورزی گزارش شد. هم‎چنین مکانیسم جذب برخی از آنتی‎بیوتیک‎ها بر روی جاذب‎های مشخص مرور شد.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، جاذب های معدنی، جاذب های طبیعی، آنتی بیوتیک ها، محلول های آبی
  • عباس اکبرزاده، مریم ابارشی* صفحات 51-59
    یکی از رویکردهای مهم مطرح در تخصیص منابع آب استفاده از رویکرد پویایی های سیستم است. در این تحقیق با استفاده از مدل پویایی سیستم در محیط VENSIM مدل تخصیص آب سد مخزنی گراتی بررسی شد. اطلاعات ورودی مدل، شامل اطلاعات پایه هواشناسی و هیدرولوژی منطقه طرح، نیاز آبی منطقه پایاب سد (در این تحقیق، حقابه زیست محیطی و کشاورزی) و مشخصات هندسی مخزن سد است. مدل تهیه شده در محیط VENSIM قادر است با تحلیل اطلاعات ورودی و براساس معادله پیوستگی (بیلان آب مخزن)، حجم تنظیمی مخزن برای تامین نیازهای آبی پایاب سد را با توجه به حداکثر کمبود مجاز دوره محاسبه نماید. نتایج تحلیل عملکرد مخزن سد حاکی از آن است که سد گراتی می تواند با اولویت تامین حقابه زیست محیطی، آب مورد نیاز در بخش کشاورزی را نیز با توجه به الگوی کشت منطقه در مساحتی بالغ بر 1217 هکتار در 25 سال اول و در مساحتی بالغ بر 1050 هکتار در 25 سال دوم دوره بهره برداری به‎طور مطمین تامین نماید. هم‎چنین در نتیجه احداث سد گراتی، درآمد خالص هر مترمکعب آب کشاورزی از 671 ریال به 2604 ریال افزایش پیدا خواهد کرد. به‎علاوه پس از اجرای طرح می توان علاوه‎بر تامین کل علوفه مورد نیاز در شرایط فعلی منطقه، 18550 واحد دامی به‎میزان واحد دامی فعلی منطقه اضافه نمود تا علاوه بر کارآفرینی برای اهالی، وضعیت اقتصادی روستاییان بهبود یافته و موجبات ثبات آن ها در روستا فراهم آید.
    کلیدواژگان: تخصیص منابع آب، پویایی های سیستم، سد مخزنی گراتی، مدل VENSIM
  • میرمجید عمادی، محسن مسعودیان*، کلاوس راتچر صفحات 60-68

    احداث سدهای لاستیکی در شمال کشور رو به گسترش است. از آن‎جایی‎که عمر زیادی از این سازه‏ها نگذشته عملکرد آن‏ها در شرایط بحرانی و به‎ویژه سیلاب‏های بزرگ نامشخص است. با توجه به‎این موضوع در این مقاله عملکرد سد لاستیکی احداث شده روی رودخانه تجن در محدوده شهر ساری در سیلاب 27 اسفند 1397 مورد بررسی قرار می‏گیرد. سیلاب اسفند 1397 با دبی اوج 880 مترمکعب بر ثانیه در 100 سال اخیر بی‏سابقه بوده و عملکرد سد لاستیکی به‎ عنوان سازه ‏های نوین در این‏گونه سیلاب ‏ها حایز اهمیت است. بر این اساس بررسی‏ های میدانی به ‏عمل آمده در بخش های مختلف سد از طراحی تا بهره‎برداری دارای نقطه ضعف ‏هایی بوده است ازجمله: عمل نکردن سیستم تخلیه خودکار سد لاستیکی، عدم وجود برنامه بهره ‏برداری سد در مواقع سیلابی نزد اپراتور، عدم آب‏ بندی مناسب تاسیسات که منجر به نفوذ آب به داخل اتاق کنترل شده می‏توان اشاره کرد. در این مقاله ضمن تشریح موارد ذکر شده، پیشنهادهای لازم در خصوص طراحی و بهره‏ برداری سدهای لاستیکی ارایه شده است.

    کلیدواژگان: سد لاستیکی، رودخانه تجن، بهره ‏برداری، سیلاب 1397
  • کامی کابوسی*، فرزاد کابوسی، مهران فدوی صفحات 69-80
    نظر به سهم قابل‎توجه صنعت بتن در مصرف آب و انتشار گازهای گلخانه ای، بررسی امکان استفاده از آب های نامتعارف و مصالح دوستدار محیط‎زیست در این صنعت ضروری است. بر این اساس، پژوهش حاضر با هدف بررسی برهم‎کنش سه نوع آب (شامل آب شهری، آب خاکستری و ترکیب آب شهری و آب خاکستری با نسبت برابر)، 4% جایگزینی سیمان با زیولیت (0، 10، 20 و 30 درصد)، دو سطح مصالح سیمانی (شامل 250 و 350 کیلوگرم بر مترمکعب) و پنج سن عمل آوری (3، 7، 21، 56 و 90 روز) بر مقاومت فشاری بتن در سه تکرار با ساخت 360 آزمونه بتنی صورت‎گرفت. نظر ‎به تنوع قابل‎ملاحظه تیمارهای آزمایش در این پژوهش و با توجه به عدم تجزیه و تحلیل های آماری در پژوهش های قبلی، نتایج پژوهش حاضر در قالب طرح کاملا تصادفی به‎صورت آزمایش فاکتوریل تحت آزمون های تجزیه واریانس (ANOVA) و مقایسه میانگین ها (LSD) قرارگرفت. نتایج نشان داد که استفاده از آب خاکستری و ترکیبی موجب افزایش مقاومت فشاری بتن شد. هم‎چنین، اگرچه کاربرد زیولیت در هر دو عیار سیمان عموما منجر به کاهش مقاومت فشاری بتن شد، نرخ تغییرات در عیار سیمان 350 کیلوگرم بر مترمکعب به‎مراتب کمتر از عیار سیمان 250 کیلوگرم بر مترمکعب بود، به‎طوری‎که جایگزینی 10، 20 و 30 درصد زیولیت در مقایسه با تیمار عدم‎کاربرد زیولیت در عیار سیمان 250 کیلوگرم بر مترمکعب موجب کاهش مقاومت فشاری به میزان به‎ترتیب 0/15، 1/26 و 0/34 درصد شد. ولی در عیار سیمان 350 کیلوگرم بر مترمکعب، مقاومت فشاری آزمونه ها را به ترتیب 4/2-، 4/5+ و 7/13- درصد تغییر داد. با این‎حال، با توجه به برهم‎کنش معنی دار این دو عامل با نوع آب، که به‎معنای اثرات متفاوت نوع آب و درصد زیولیت در عیارهای مختلف سیمان است. انتخاب بهترین سطح کاربرد زیولیت و نوع آب با توجه به عیار سیمان موردنظر باید براساس آزمون طرح اختلاط در کارگاه به‎دست آید.
    کلیدواژگان: آب نامتعارف، برهم‎کنش، تجزیه واریانس، سن بتن، طرح اختلاط
  • دکتر مرتضی افتخاری صفحات 81-84
  • صفحات 85-98
  • صفحات 99-100
  • صفحات 101-102
  • صفحات 103-113
|
  • Rahim Aali *, Reza Fouladi Fard, Jaber Yeganeh, Bayram Hashemzadeh, Farzad Fanaei Pages 5-15

    Antibiotics are extensively used for human and veterinary treatments as well as agricultural growth improvements. In spite of such positive effects, in the present century the antibiotic resistance has become one of the most important environmental challenges. It has involved all environmental sections and putting pressure on microbial groups led to antibiotic resistance followed by ecological changes in environmental sources. Antibiotic resistance in the environment can be transferred from pathogenic bacteria to non-pathogenic and native bacteria. These agents persist in raw inflow and final effluent of wastewater treatment plants and infected the soil and water compartments. Water treatment can not completely eliminate bacteria and their resistance genes. These agents therefore enter the water distribution systems and create health risks for final consumers. This paper evaluated the antibiotic resistance in environmental resources and main factors in antibiotic resistance dissemination. The paper emphasizes on the role of authorities and organizations as well as researchers in the basic pathology of antibiotic resistance in environmental sources and its relationship with clinical places and use of proper control methods.

    Keywords: Antibiotics, Antibiotic Resistance, Water, Wastewater, Sludge
  • Farhad Salimi *, Javad Salimi, Farhad Golmohammadi Pages 16-33

    Population growth and technological and industrial development are governing factors in increase of water consumption, wastewater production and environmental pollution which raise the need for investments to be made in treatment and disposal of wastewater. Due to their toxicity even in very low concentrations, Phenols are of great environmental importance among organic compounds. The limit for phenol in effluent discharge is typically 0.1 mg/l and the World Health Organization has established the maximum level of phenol compounds in drinking water allowable as 1  mg/l. Phenol and phenolic compounds are present in many industrial and domestic wastewaters and due to their toxicity, they must be effectively removed from the wastewater. In this work, the removal of phenolic compounds from wastewater is investigated on low cost adsorptions. The effect of parameters like pH, temperature, initial phenol concentration, and amount of adsorbent is investigated. The studies showed that low cost absorbents like adsorbent derived from the natural materials, waste materials from agriculture and industry have high potential and flexibility compared to many other methods for removing phenolic compounds. It is shown that adsorbents with high surface activation, surface area and porosity have higher performance.

    Keywords: Industrial Wastewater, Adsorbent, Phenol, Natural sorbent, Agricultural sorbent
  • Hassan Aghdasinia *, Parisa Meshinchi, Seyed Jamaleddin Peighambardoust, Mahmoud Zarei, Hossein Rahbari Asiabi, AhmadReza Mohammadian Soudmand Pages 34-50

    Pharmaceutical pollutants are one of the most important issues concerning human life due to the introduction of these pollutants into the food cycle and resulting in drug resistance which leads to environmental hazards. Thus investigation and pollution control of pharmaceuticals is essential. Aqueous media should be free of such contaminants before entering the environment. Adsorption is an effective and efficient method for removing pharmaceutical pollutants from aqueous solutions which have been given a comprehensive review in this paper, reporting the performance of different adsorbents such as activated carbon, silicagel, clays, zeolits, graphene nanoplates, polymers, clay-polymer nanocomposites and biochars. Removal efficiencies of 70-100% for activated carbon, 87-99% for clay and 98-100% for biochars are reported. Adsorption mechanisms of some antibiotics on various adsorbents are also discussed.

    Keywords: Adsorption, Antibiotics, Aqueous solutions Mineral adsorbents, natural adsorbents
  • Abbas Akbarzadeh, Maryam Abareshi * Pages 51-59
    One of the important approaches to allocate water resources is system dynamics approach. In this research, the water allocation from the Gerati Dam reservoir was investigated using the system dynamics approach. Model input data included meteorological and hydrological data, downstream water demands (in this study, environmental and agricultural demands) and reservoir geometry. The model developed in the VENSIM software is able to calculate the volume of water being released from Gerati dam based on input data and continuity equation (water balance of reservoir) to supply downstream demands with respect to the maximum allowable lack. The analysis of the reservoir performance indicated that the Gerati dam can prioritize the environmental demand and then supply the water needed in the agricultural sector, according to the cropping pattern, in the area of 1217 hectares for the first 25 years and in the area of 1050 hectares for the second 25 years of the operating period. Also, as a result of the construction of the Gerati dam, net revenue per cubic meter of agricultural water will increase from 671 Rials to 2604 Rials. In addition, after the implementation of the plan, in addition to providing the total forage required in the present situation, 18550 livestock units could be added to the current livestock units of the region to make entrepreneurship for the residents and improve the economic situation of the villagers.
    Keywords: Water Resources Allocation, system dynamics, Gerati Dam, VENSIM Model
  • MirMajid Emadi, Mohsen Masoudian *, Klaus Rottcher Pages 60-68

    Building rubber dams in the northern provinces of Iran are emerging, though the function of such dams in the critical situations especially in great floods is still not given much investigations. In this paper, the function of the rubber dam constructed in Sari (the center of Mazandaran Province) is studied in the flood event of March 2019 with the peak of 880 m3/s which was exceptional in the past 100 years. As a recent structure, investigating the function of the rubber dam in this floods is very important. Investigating different parts of the dam showed some deficiencies such as failing of the automatic discharge system, lack of operating plans for flood events, lack of suitable sealing for installations which resulted in the intrusion of water into the control room. In this paper suggestions are presented for design and using the rubber dams.

    Keywords: Rubber Dam, Tajan River, exploitation, 2019 Flood
  • Kami Kaboosi *, Farzad Kaboosi, Mehran Fadavi Pages 69-80
    Regarding the significant contribution of the concrete industry in water consumption and greenhouse gas emissions, it is necessary to study the possibility of using unconventional waters and environmental friendly materials in this industry. Accordingly, the present study was conducted to investigate 120 treatments including three levels of water quality (tap water, greywater and mixture of equal ratio of tap water and greywater), four levels of zeolite (0, 10, 20 and 30 percent of zeolite application instead of cement in the concrete mix), two levels of cement content (250 and 350 kg.m-3) and five curing ages (3, 7, 21, 56 and 90 days) in three replications by construction of 360 concrete specimens. Considering the considerable types of the experimental treatments in this study and in respect to the lack of statistical analysis in previous studies, the results of this study were analyzed based on a completely randomized design with factorial experiment using analysis of variance (ANOVA) and means comparison (LSD) tests. The results showed that the use of greywater, in whole or combined, increased the compressive strength of concrete. Also, although the application of zeolite in both cement contents generally reduced the compressive strength of concrete, the rate of change was significantly lesser in cement content 350 kg.m-3 than 250 kg.m-3, so that replacement of 10%, 20% and 30% of cement by zeolite led to decrease of the compressive strength by 15.0%, 26.1% and 34.0%, respectively; whereas in the cement content 350 kg.m-3, the changes of compressive strength of specimens were -2.4%, +5.4% and -13.7%, respectively. However, considering the significant interaction of these two factors with water type, which means the different effects of water quality and the percentage of zeolite on different contents of cement, the best level of application of zeolite and water type regarding the cement content should be selected based on in-situ mix design test.
    Keywords: Analysis of variance, Curing age, Interaction, mix design, Unconventional Water