No category

منبع پایان نامه درمورد محیط زیست، جذب کننده، علف های هرز، آلودگی آب

دانلود پایان نامه

شیمیایی شامل علف کش ها ، حشره کش ها و قارچ کش ها هستند که با توجه به فعالیت بیولوژیکی ویژه شان بر روی گونه های هدف استفاده می شوند(زهنگ و همکاران، ۲۰۰۴). بر اساس آمار موجود از مجموع آفت کش های مصرفی در بوم نظام های کشاورزی نزدیک به ۵۰ در صد آن ها در بسیاری از کشورها از جمله ایالت متحده آمریکا متعلق به علف کش ها می باشند ( هورتاز و همکاران ، ۲۰۰۶; فن و همکاران ۲۰۰۹). علی رغم صرفه اقتصادی و سرعت عمل علف کش ها در کنترل علف های هرز، تبعات زیست محیطی ناشی از حجم وسیع کاربرد آن ها از مهم ترین پیامد های این گروه از آفت کش ها در محیط است. علف کش ها بر روی سلامت انسان ها نه تنها از طریق تماس مستقیم (در حین کاربرد یا برخورد تصادفی) بلکه بطور غیر مستقیم (آلودگی آب و غذا ) بر روی سلامت انسان ها تاثیر گذارند و منجر به آسیب به سیستم ایمنی بدن و هم چنین ایجاد سرطان های مختلف می شوند (بوید، ۲۰۰۱). بر اساس گزارش سازمان محیط زیست آمریکا۲ ۱(۱۹۹۹) حدود ۳۹ علف کش دارای قابلیت سرطان زایی هستند. استوک و بویس (۱۹۸۸) با بررسی دلایل مرگ های سرطانی در ۱۴۹۷ ناحیه ی غیر شهری آمریکا، به این نتیجه رسیدند که بین مصرف علف کش ها و چندین نوع سرطان همبستگی بسیار معنی داری وجود دارد. ترمن و همکاران (۱۹۹۲)، با مطالعاتی درباره ی علف کش ها دریافتند که مقدار آن ها در آب آشامیدنی حاصل از رواناب چشمه ها بیش از حد استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ۳است. به خصوص اینکه در ۵۲ درصد نمونه برداری ها آترازین، ۳۲درصد ان ها آلاکلر و ۷ درصد آن ها سیمازین وجود داشت. بر اساس گزارش های آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا عملیات کشاورزی منجر به ورود ۴۶ آفت کش در آب های زیرزمینی و ۷۶ آفت کش به آب های سطحی آمریکا شده اند (لارسون، ۱۹۹۷) دردانمارک نیز آفت کش ها و متابولیت های آن ها در آب های زیر زمینی مشاهده شده اند(جورجنسون، ۲۰۰۲ ).علاوه بر تهدید سلامت انسان ، کاربرد گسترده و مداوم علف کش ها منجر به مقاوم شدن گروهی از علف های هرز و حذف گیاهان حساس و در نتیجه کاهش تنوع زیستی و افزایش هزینه های تولید نیز می شوند. از سوی دیگر علف کش هایی که وارد خاک می شوند اثرات زیادی بر روی میکروارگانیسم های موجود در خاک می گذارند بطوریکه کاربرد آن ها موجب بهم زدن تعادل فلور میکروبی خاک ، اثر سو برروی حاصلخیزی خاک و عملکرد گیاهان، و هم چنین مانع تثبیت نیتروژن توسط میکروارگانیسم هایی از قبیل ریزوبیوم، ازتو باکتر، آزو پیریلیوم و… و در نتیجه بهم خوردن تعادل نیتروژن خاک می شوند. علاوه بر آن ماندگاری علف کش ها در زیست بوم های محیطی منجر به خسارت آن ها به گیاهان موجود در تناوب و هم چنین آلودگی آب های سطحی و زیرزمین، می شود.(فن ، ۲۰۰۹).
۲-۲ -علف کش متری بیوزین
متری بیوزین (۴آمینو، ۳ متیل، ۶فنیل -۱،۲،۴تریازین) علف کشی انتخابی و از علف کش های گروه ترایازین های نامتقارن ( تریازینون ها) و از باردارندگان فتوسیستم?? است که مانع انتقال الکترون از کویینون به پلاستو کویینون در این فتوسیستم شده و به صورت قبل و بعد از رویش برای کنترل علف های هرز پهن برگ و باریک بسیاری از مزارع از جمله سیب زمینی ، سویا، گوجه فرنگی، گندم و جو بکار می رود (هنریکسون ، ۲۰۰۲; هورتاز، ۲۰۰۶).
۲-۲- ۱- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی
درجدول زیر برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این علف کش آورده شده است.
جدول ۲-۱. خصوصیات فیریکی و شیمیایی متری بیوزین

متری بیوزین
نام
سنکور
نام تجاری
C8H14N4OS
فرمول شیمیایی

ساختارشیمیایی
تریازینون
خانواده ی شیمیایی
جامد کریستاله، سفید رنگ با بوی گوگردی
حالت فیزیکی
۲۸/۲۱۴
وزن مولکولی
۷/۰ تا ۵/۱کیلوگرم ماده موثره در هکتار
مقدار کاربرد
۵/۱۲۶-۵/۱۲۵
نقطه ذوب
۲۸/۱گرم بر سانتی متر مربع
چگالی
۱۰۵۰ (میلی گرم در لیتر )
حلالیت در آب
۴۵۰میلی گرم در گرم در متانول
حلالیت در حلال آلی
۰۵۸/۰ میلی پاسکال در۲۰ درجه سانتی گراد
فشار بخار
۶/۱
ضریب پخشیدگی در اکتانول آب ) Logkow )
۶۰
(میلی لیتر در گرم) Koc
۳۰تا۱۲۰روز
متوسط نیمه عمر در مزرعه
*منبع(بانک اطاعات مواد شیمیایی، ۲۰۰۰, آژانس حفاظت محیط زیست ایالت متحده، ۲۰۰۳)
۲-۲-۲ متابولیت های علف کش متری بیوزین
متابولیت های اصلی حاصل از تجزیه شیمیایی و میکروبی علف کش متری بیوزین، دی آمینو متری بیوزین (DA) ، دی کتو متری بیوزین (DK) و دی آمینو دی کتو متری بیوزین (ََِِِDADK) می باشند ، DA و DK هردو حاصل تجزیه نوری و میکروبی می باشند و به ترتیب با از دست دادن گروه آمین و سولفید ایجاد می شوند (هورتارز و همکاران، ۲۰۰۶)، تجزیه کامل این علف کش به دی اکسید کربن و آب از طریق میکروبی و با تشکیل DADK صورت می گیرد. اما در شرایط آزمایشگاهی معدنی شدن کامل از ۲۰ درصد تجاوزر نمی کند (هنریکسون و همکاران، ۲۰۰۲). متابولیت های حاصل از تجزیه علف کش در شکل ۲-۱ دیده می شوند، این متابولیت ها فعالیت بیولوژیکی کمتری در مقایسه با مولکول متری بیوزین دارند اما قطبیت آن ها از مولکول متری بیوزین بیشتر می باشد، در نتیجه پتانسیل آبشویی بیشتری در مقایسه با این علف کش دارند. بطوریکه این متابولیت ها بخصوص دی کتو متری بیوزین و دی آمینو دی کتو متری بیوزین منجر به آلودگی آب های بسیاری از مناطق از جمله کشور دانمارک شده اند(وائوکوب،۱۹۹۲; کجار، ۲۰۰۵).
شکل۱-۲. متابولیت های اصلی تجزیه علف کش متری بیوزین
۲-۳ – سرنوشت علف کش ها
صرف نظر از روش کاربرد آفت کش ها، خاک، مخزن اصلی ذخیره و نگهداری آنها در محیط است (تنگ، ۲۰۰۰)، لذا تقریبا تمام آفت کش های مشاهده شده در آب های سطحی و زیرزمینی نیز از طریق خاک وارد آن ها می شوند (مانوول، ۲۰۰۷) . سرنوشت آفت کش ها درخاک به دو گروه فیزیکی (جذب توسط ذرات خاک و گیاه، آبشویی، رواناب و تبخیر) و بیو شیمیایی (تجزیه زیستی، هیدرولیز، تجزیه نوری، اکسایش و احیا) تقسم بندی می شوند (پترسون، ۱۹۹۲ ). اگرچه بسته به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی علف کش ها عامل اصلی تعیین کننده سرنوشت آن ها متفاوت است، اما در اغلب علف کش ها، تجزیه شیمیایی و زیستی مهم ترین نقش را در این ارتباط دارند. (بولک و همکاران،۲۰۰۵; کاه، ۲۰۰۷)
۲-۳-۱- فرایند های فیزیکی
۲-۳-۱-۱-جذب توسط گیاه۱۴
هرچند هدف از کاربرد علف کش گیاه است، اما مقدار علف کشی که توسط گیاه جذب می شود سهم زیادی در سرنوشت علف کش ها ندارد. مشاهده شده است که کم تر از یک درصد مقدار کاربرد علف کش های پس رویشی به محل عمل می رسند(کلی ، ۱۹۹۵). در گیاهان فعالیت بیولوژیکی علف کش ها ممکن است به دلیل کشش سطحی پایین و یا شسته شدن علف کش از سطح برگ توسط باران ، شبنم و یا آبشویی کاهش یابد(نالواجا و همکاران، ۱۹۹۵). شواهدی وجود دارد که مقداری از علف کش های جذب شده توسط گیاه ممکن است تجزیه نشده و در بافت ها ی آن باقی مانده و دوباره همراه با بقایای آن به خاک بازگردد. این فرایند در علف کش های کلوپیرالید، دالاپون، گلیفوسیت و پیکلورام گزارش شده است (ایگل، ۱۹۹۰). برخی مطالعات نیز نشان دادند که علف کش هایی مانند دیکلوبنیل پس از جذب توسط گیاه از سطوح برگ آن تبخیر می شوند و در برخی از علف کش ها مانند دایکامبا، گلیفوسیت و ایمازاتاپیر علف کش جذب شده دوباره از طریق تراوش با مواد گیاه از راه ریشه به خاک بازگردانده می شود(کلی، ۱۹۹۵).
۲-۳-۱-۲-جذب توسط ذرات خاک۱۵
جذب آفت کش ها توسط اجزای خا ک فرایند اصلی تعیین کننده ی تعاملات بین خاک و آفت کش است(مولر و همکاران، ۲۰۰۷). این فرایند از این جهت که انتقال آفت کش ها به منابع آب های زیرزمینی را به تاخیر می اندازد مورد توجه است (تائو و تانک، ۲۰۰۴). از سوی دیگر سایر فرایندهای تعیین کننده سرنوشت آفت کش ها رابطه مستقیمی با آن دارند (مولر و همکاران، ۲۰۰۷) به دلیل پیچیدگی و ناهمگنی محیط خاک و فراوانی عوامل موثر بر جذب ، پیش بینی فرایند جذب ذر شرایط مزرعه کار دشواری است. در مجموع مقدار مواد آلی ، رس و آب خاک ، اسیدیته، درجه حرارت و هم چنین ساختار مولکولی آفت کش عوامل تعیین کننده ی جذب سطحی هستند.جاگیری ماده ی شیمیایی بین محلول و اجزای جامد از طریق ضریب پخش ماده، بین فاز جامد و مایع بیان می شود . در این ارتباط دو معادله ی رایج فروندلیک و لانگمویر رایج ترین و کاربردی ترین معادلات هستند(دراگون ، ۱۹۹۸) معادله ی فروندلیک که به صورت معادله ی (۲-۱)بیان می شود.
معادله ۲-۱ S=KfCn
که در آن C، غلظت تعادلی آفت کش در فاز محلول (میلی مول در لیتر )، S مقدار آفت کش جذب شده در واحد وزن ماده ی جذب کننده (میلی گرم در کیلوگرم ) و Kf وn ، ضرایب جذب فروندلیک هستند که از داده های آزمایشگاهی به دست می آیند.
معادله ی لانگمویر به صورت معادله ی (۲-۲)بیان می شود .
معادله ۲-۲ S=kbc/(1+kc)
که در آن K و b، ضرایب لانگمویر هستند و به ترتیب ثابت مربوط به انرژی اتصال ماده ی جذب شونده به سطح ماده ی جذب کننده و حداکثر جذب سطحی ماده ی جذب شده توسط سطح جذب کننده و S و C نیز به ترتیب مقدار آفت کش جذب شده و غلظت تعادلی آفت کش در فاز محلول هستند.اختلاف عمده ی معادلات مذکور در این است که معادله ی لانگمویر بر این فرض استوار است که سطوح جذب را نامحدود فرض می کند .
اگر ضریب n در معادله ی فروندلیک برابر با یک باشد (n=1) معادله ی جذب سطحی به صورت معادله ی(۲-۳) خواهد بود .
معادله ۲-۳ S=KdC
که در آن Kd ، ضریب پخش یا توزیع (لیتر بر کیلوگرم ) است که یک شاخص بسیار مهم و کاربردی برای توصیف و رفتار جذب سطحی آفت کش هاست و به آن ضریب جذب (Ks) یا ضریب تفکیک (Kf) نیز اطلاق می شود. این معادله ی ساده ی خطی در بسیاری از مدل های محیطی به کار می رود و مقدار آن تعیین کننده ی مقدار جذب یا توزیع ماده آلی مورد نظر بین فاز محلول و جامد است و به صورت زیر بیان می شود .
در محلول خاک ماده ی جذب /غلظت ماده شیمیایی در واحد وزن خاک Kd=
از آنجا که ماده ی آلی نقش تعیین کننده ای در جذب سطحی ترکیبات شیمیایی آلی خاک دارد ، به منظور کاربردی کردن Kd و نیز پرهیز در اختلافات Kd ناشی از ویژگی های آفت کش ها و خاک و استاندارد کردن آن از ضرایب Kom (ضریب توزیع آفت کش بین ماده ی آلی و خاک ) و Koc (ضریب توزیع آفت کش بین کربن آلی و خاک ) استفاده می شود.
رابطه ی بین عوامل مذکور را می توان به صورت معادله های (۲-۴)و (۲-۴) بیان کرد
معادله ۲-۴ Kom=Kd/om
معادله ۲-۵

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منابع پایان نامه ارشد با موضوع زیست محیطی، نویسندگان، محیط زیست، تقسیم بندی

دیدگاهتان را بنویسید