دانشگاه آزاد اسلامي
واحد علوم تحقيقات گيلان
پایان نامه تحصیلی جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد رشته میکروبیولوژی”M.Sc”
عنوان:
جداسازی وبهینه سازی باکتری های تجزیه کننده ترکیبات فنلی در آلاینده های نفتی دریای خزر
استاد راهنما:
دکتر مهدی شهریاری نور
استاد مشاور:
دکتر معصومه انوری
نگارنده:
فاطمه مهدی زاده سرابستانی
زمستان ١٣٩٢
تقدیر و تشکر:
با تقدیر و تشکر فراوان از استاد محترم جناب آقای دکتر مهدی شهریاری نور برای راهنمایی ها و زحمات بی نهایتشان.
با تشکر از سرکار خانم دکتر معصومه انوری که زحمت مشاوره این پروژه را متقبل شدند.
با تشکر از جناب آقای دکتر محمد فائزی که زحمت داوری این پروژه را متقبل شدند.
سپاس از همه عزیزانی که به هر نحوی در تکمیل این پروژه مرا یاری نمودند.
تقدیم به پدر و مادر عزیزم
که مهرشان بی نهایت است و شمع وجودشان افق فرداهای زندگیم را روشن و روشن تر می سازد.

فهرست مطالب
عنوانصفحه
چکیده……………………………………………………………………………………………………………………. ۱
فصل اول : کلیات تحقیق
۱-۱:مقدمه……………………………………………………………………………………………………………….۲
۱-٢: فنل و خصوصیات فیزیکی آن…………………………………………………………………………….۴
۱-٣: منابع تولید فنل……………………………………………………………………………………………….۴
۱-۴: حلالیت در آب و سایر حلال ها………………………………………………………………………..۶
۱-۵: قدرت اسیدی فنل……………………………………………………………………………………………..۶
۱-۶: رنگ فنل………………………………………………………………………………………………………….۶
۱-۷: پایداری فنل…………………………………………………………………………………………………….۶
۱-۸: منابع و مصارف صنعتی……………………………………………………………………………………..۷
١-٩-اهمیت و ضرورت انجام تحقیق……….…………….…………………….٩
۱-١٠: اهداف تحقیق………………………………………………………………………………………………١١
فصل دوم: ادبیات تحقیق
٢-۱: مروری بر ادبیات و سوابق تحقیق……………………………………………………………………..۱٣
فصل سوم: مواد و روش ها
٣-۱: مواد و محیط ها و جمع آوری نمونه………………………………………………………………..۲٩
٣-٢: مراحل جداسازی باکتری…………………………………………………………………………………۲٩
٣-٣: شناسایی باکتری……………………………………………………………………………………………..٣٠
٣-۴:سنجش میزان تجزیه فنل توسط باکتری جداسازی شده………………………………………..٣٠

٣-۵.: Cell concentration…………………………………………………………………………………………..٣١
٣-۶: روش بهینه سازی و طراحی آزمایش……………………………………………………٣۲
٣-۶-.١: طراحی آزمایش ( نرم افزارPlackettBurman)………………………………………….٣۲
٣-۶-۲:. طراحی آزمایش(RSM)…………………………………………………………………………..٣۵
٣-۷: تعیین صحت مدل سطح پاسخ………………………………………………………………………….٣۶
٣-٨:.آنالیز آماری…………………………………………………………………………………………………………………….٣۶
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها و یافته های تحقیق
۴-١: نتایج جداسازی و شناسایی باکتری……………………………………………………………………۴١
۴-٢: نتایج طراحی آزمایش( PlackettBurman )………………………………………………….۴٣
۴-٣: نتایج بهینه سازی و طراحی آزمایش( RSM)…………………………………………………….۴٨
۴-۴: صحت مدل سطح پاسخ…………………………………………………………………………………..۶٨
فصل پنجم: بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات
بحث……………………………………………………………………………………………………………………..۷٠
نتیجه گیری کلی……………………………………………………………………………………………………..۷۷
پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………۷٨
“منابع”………………………………………………………………………………………۷٩
چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………….٨٣

فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول ۱-۱: غلظت ترکیبات فنلیک در برخی صنایع…………………………………………………….۷
جدول ۱-٢: ترکیبات فنلی موجود در فاضلاب برخی صنایع………………………………………….٨
جدول٣-۱: تجهیزات آزمایشگاهی…………………………………………………………………………….٢۷
جدول ٣-٢: وسایل مورد استفاده……………………………………………………………………………..۲٨
جدول ٣-٣: مواد مورد استفاده در محیط کشت………………………………………………………….۲٩
جدول ٣-۴: طراحی آزمایش ( PlackettBurman ) بر اساس مقادیر کد شده……………٣٣
جدول ٣-۵: طراحی آزمایش ( PlackettBurman ) بر اساس مقادیر واقعی………………٣۴
جدول ٣-۶-مقادیر کد شده و حقیقی در روش طراحی آزمایش RSM……………………….٣۶
جدول ٣-۷: آزمایشات بهینه ٣٠ گانه روش طراحی آزمایش (RSM)………………………….٣۷
جدول ٣-٨: سطوح کد شده بر اساس طراحی آزمایش (RSM)…………………………………٣٨
جدول ٤-۱: نتایج کشت باکتری جدا شده…………………………………………………………………۴۲
جدول ۴-٢: نتایج طراحی آزمایشPlackettBurman براساس مقادیر کد شده……………۴۴
جدول ۴-٣: نتایج طرح آزمایش بر اساس مقادیر واقعی……………………………………………..۴۵
جدول۴-۴:آنالیز واریانس (ANOVA) برای آزمایشات انجام شده با روشPlackettBurman برای رشد باکتری……………………………………………………………..۴۶
جدول۴-۵: آنالیز واریانس (ANOVA) برای آزمایشات انجام شده با روشPlackettBurman برای درصد تجزیه فنل………………………………………………………۴۷
جدول۴-۶ : نتایج آزمایشات بهینه ٣٠ گانه طراحی آزمایشRSM……………………………….۵٠
جدول ۴-۷:نتایج سطوح کد شده بر اساس طراحی آزمایش RSM………………………………۵١
جدول۴-٨: آنالیز واریانس (ANOVA) برای آزمایشات انجام شده با روش RSM برای نتایج رشد باکتری……………………………………………………………………………………………………۵۲
جدول۴-٩: آنالیز واریانس (AVONA) برای آزمایشات انجام شده با روش RSM برای نتایج درصد تجزیه فنل…………………………………………………………………………………………….۶٠
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل ٤-١-باکتری جدا شده در محیط Medium Salt  Mineral و در زیر میکروسکوپ نوری……………………………………………………………………………………………………………………..۴١
شکل ۴-۲-انطباق مقدار تجربی ومقدار پیش بینی شده در رشد باکتری در nlackettBurmP…………………………………………………………………………۴۶
شکل۴-٣- انطباق مقدار تجربی و مقدار پیش بینی شده درصد تجزیه فنل در nlackettBurmP…………………………………………………………………………………………………۴۷
شکل ۴-۴-انطباق مقدار تجربی و مقدار پیش بینی شده در رشد باکتری در RSM…………………………………………………………………………………………………………………..۵٣
شکل ۴-۵- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات و غلظت فنل بر میزان رشد سلولی باکتری…………………………………………………………………………………………………………………..۵۴
شکل ۴-۶- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات وPH بر میزان رشد سلولی باکتری….۵۵
شکل ۴-۷- تاثیرمتقابل پارامترهای مقدار آمونیوم سولفات و دما بر میزان رشد سلولی باکتری…………………………………………………………………………………………………………………..۵۶
شکل ۴-٨- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل وPH بر میزان رشد سلولی باکتری…………۵۷
شکل ۴-٩- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل و دما بر میزان رشد سلولی باکتری…………۵٨
شکل ۴-١٠- تاثیر متقابل پارامترهایPH و دما بر میزان رشد سلولی باکتری………………..۵٩ شکل ۴-١١- انطباق مقدار تجربی و مقدار پیش بینی شده در تجزیه فنل در RSM……….۶١
شکل ۴-١۲- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات و غلظت فنل بر میزان تجزیه فنل…۶۲
شکل ۴-١٣- تاثیر متقابل پارامترهای آمونیوم سولفات وPH بر میزان تجزیه………………….۶٣
شکل ۴-۱۴- تاثیر متقابل پارامترهای مقدار آمونیوم سولفات و دما بر میزان تجزیه فنل..۶۴
شکل ٤-۱۵- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل وPH بر میزان تجزیه فنل………………….۶۵
شکل ۴-۱۶- تاثیر متقابل پارامترهای غلظت فنل و دما بر میزان تجزیه فنل……………………۶۶
شکل ۴-۱۷- تاثیر متقابل پارامترهای PH و دما بر میزان تجزیه فنل…………………………….۶۷
چکیده:
ترکیبات فنلی ، فنل و مشتقات فنل ، آلوده کننده های محیطی هستند که در پساب های صنعتی مختلف مانند تبدیلات زغال سنگ ، پالایشگاه نفت ، کارخانه های شیمیایی و پتروشیمی وجود دارند.حضور این ترکیبات خطر جدی برای محیط زیست در پی دارد زیرا این پساب ها وارد رودخانه ها و دریا می شوند و موجب آلودگی آبها می گردند.بهترین و کم هزینه ترین روش تصفیه پساب های آلوده به فنل و ترکیبات فنلی استفاده از روش های تصفیه زیستی است. در این تحقیق، نمونه ها از مناطقی از دریای خزر که آلودگی نفتی دارند جمع آوری شد.هدف از این تحقیق جداسازی و بهینه سازی باکتری های تجزیه کننده فنل بود که مورد بررسی قرار گرفت.بعد از جمع آوری نمونه و انتقال آن به آزمایشگاه، از محیط medium salt mineral برای جداسازی باکتری استفاده شد.از نرم افزار Burman-Plackett و methodology surface Response ) RSM( برای بررسی تاثیر فاکتورهای مختلف بر رشد باکتری و درصد تجزیه فنل استفاده شد. فاکتورهای مورد بررسی در Burman-Plackett ، فنل به عنوان منبع کربن و آمونیوم سولفات، سدیم کلرید، پپتون و عصاره مخمر به عنوان منبع ازت بود.فنل به عنوان بهترین منبع کربن و آمونیوم سولفات به عنوان بهترین منبع ازت در مرحله بهینه سازی با نرم افزار RSM مورد بررسی قرار گرفته است. فاکتورهای مورد بررسی در RSM، آمونیوم سولفات ، غلظت فنل، pH و دمای انکوباسیون بود. نتایج پیش بینی شده توسط نرم افزار با نتایج بدست آمده برای رشد باکتری و درصد تجزیه فنل نزدیک بوده است که نشان می دهد سویه ی جدا شده از دریای خزر توانایی زیادی در تجزیه فنل داراست.
کلمات کلیدی: فنل،جداسازی باکتری،دریای خزر، Plackett-Burman، RSM

۱-۱-مقدمه: مبارزه با آلودگي هاي نفتي از زمان پيدايش اين ماده سياهرنگ اما گرانبها، بخشي از پژوهش هاي علمي را به خود اختصاص داده كه در گذشته به مراتب كمتر و امروزه به طور روز افزون، توجه متخصصان و كارشناسان را به خود جلب كرده است. در ميان راهكارهاي ارايه شده با نتايج هر چه بهتر و سريعتر، استفاده از ميكروارگانيسم ها روشي است كه با عنوان پاكسازي زيستي يا تجزيه زيستي Bioremediation در اكثر كشورهاي پيشرفته مورد استفاده قرار مي گيرد.
نفت خام، كمپلكس پيچيده اي از مخلوط صدها نوع تركيب مختلف شامل هيدروكربنها، نيتروژن، گوگرد و واناديوم است كه قسمت هيدروكربني شامل تركيبات آروماتيك، آليفاتيك و آسفالتن است. آلودگي هاي نفتي تقريباً يك پيامد اجتناب ناپذير از افزايش سريع جمعيت و مصرف انرژي است كه بر پايه تكنولوژي نفت قرار دارد. طي سالهاي گذشته تمام توجه کارشناسان به آلودگي هاي نفتي اقيانوس ها ناشي از تصادف نفت كش ها معطوف شده بود كه بزرگترين آن در سال١٩۶۷در آبهاي انگلستان رخ داد.  در سالهای اخیر دریای خزر به دليل تردد كشتي هاي نفت كش، حفر چاه هاي متعدد بویژه در سواحل استان گیلان، همچنین تاسیس پالایشگاه نفتی و استخراج نفت در این استان، سالانه حدود١۶٠ هزار تن نفت و مواد نفتي را در خود جاي مي دهد و به عنوان يكي از آلوده ترين درياهاي جهان شناخته مي شود. به طور كلي وقايعي كه به برخي از آنها اشاره شد، سبب شد تا توجه بيشتري به ساخت و ابداع روشهاي مختلف معطوف شود تا بتوان با آلودگي هاي درياها و نواحي ساحلي مقابله كرد. روشهاي متعددي براي حذف آلودگي هاي نفتي در محيط زيست ارايه شده كه مهمترين آنها عبارتند از:
۱-جمع آوري دستي آلودگي هاي نفتي از سطح آب
۲-محصور كردن آلودگي هاي نفتي به وسيله وسايل فيزيكي
۳-استفاده از موادي مانند پر و كاه كه ذرات نفت را جذب مي كند
۴-آتش زدن
۵-استفاده از حلال هاي دو قطبي
۶-پاكسازي زيستي يا تجزيه زيستي و يا Bioremediation
۲۵ درصد از نفت رها شده در آب از طريق تبخير از بين مي رود و بقيه به وسيله عمل اكسايش نوري و اكسايش ميكروارگانيزم ها شكسته مي شود. حضور ميكروارگانيزم هاي تجزيه كننده هيدراتهاي كربن در آب دريا و خاكها سبب شده كه تجزيه به عنوان يكي از موثرترين روشهاي حذف آلودگي هاي نفتي معرفي شود. اين عمل در حضور اكسيژن و مواد غذايي به خصوص نيتروژن و فسفر تسريع مي شود. فراورده هاي حاصل از تجزيه زيستي معمولاً CO2 و مواد آلي كوچك مولكول با سميت بسيار كم است. روش هاي متعددي برای تجزیه توسط ميكروارگانيزم ها وجود دارند كه از جمله مهمترين آنها مي توان به bioleaching- bio augmentation -Biostimulation-Bioreactor اشاره كرد. انواع روش هاي فوق در كشورهاي صنعتي نظير آمريكا، ژاپن، آلمان، انگلستان، كره جنوبي و روسيه به طور معمول استفاده مي شود و در ساير كشورهاي در حال پیشرفت در مرحله تحقيقاتي است. ميكروارگانيزم هاي متعددي برای تجزيه هيدروكربنهاي نفتي بکار می روند كه مهمترين آنها عبارتند از: باكتري ها- آنزیمها- اكتينومسيت ها – قارچها اصولاً تجزيه پذيري تركيبات نفتي به صورت زير است: آلكان<آلكن= آليكن< هيدروكربونهاي آروماتيك< هيدروكربنهاي پلي آروماتيك در ميان ميكروارگانيزم هاي فوق آنزيمها از اهميت بيشتر برخوردارند. آنزيم ها قادرند هم تركيبات آليفاتيك و هم تركيبات آروماتيك موجود در نفت را تجزيه كنند. آنزيمهاي مونواكسيژناز و دي اكسيژناز مهمترين آنزيمهای موثر در تجزيه هيدروكربنهاي نفتي بوده و فراورده هاي حاصل از فعاليت اين آنزيمها، الكلها هستند، بنابراين با سنجش ميزان الكل ها مي توان پي به مقدار تجزيه هيدروكربن هاي نفتي برد. فنل از جمله آروماتیک های تک حلقه ای مهم است.این ماده و مشتقات آن در صنایع متعددی چون پالایشگاه های نفت،پتروشیمی،معادن و سموم دفع آفات کاربرد دارد که از طریق دفع غیر بهداشتی پساب این صنایع منجر به آلودگی محیط زیست و به خصوص منابع آبی می شود.

۱-۲-فنل و خصوصیات فیزیکی آن:
فنل با فرمول ArOH (C6H5OH) یک ترکیب حلقوی است که با نام های هیدروکسی بنزن یا اسید کاربولیک (Carbolic Acid)شناخته می شودو به فرم مختلف و در ترکیب با عناصر مختلف وجود دارد (١). فنل ها بلور های سفید سوزنی شکل نیمه شفاف به صورت توده متبلور و جاذب الرطوبه می باشد.فنل به صورت مایع یا جامد دارای نقطه ذوب پایین اما نقطه جوش بالا است زیرا در ساختمان خود پیوندهای هیدروژنی دارد وحتی در مقادیر کم می تواند با آب پیوند هیدروژنی برقرار کند(٩ گرم در هر ١٠٠میلی لیتر آب). فنل دارای وزن مولکولی ١١/٩۴،وزن مخصوص ٠۷۲/١،نقطه ذوب ۴١درجه سانتی گراد،نقطه جوش ١٨۲ درجه سانتی گراد،چگالی بخار ۲۴/٣وضریب شکست در ۴۵درجه سانتی گراد معادل ۵۴/١و فشار بخار معادل ٣۵١٣/٠ میلی متر جیوه در ۲۵درجه سانتی گراد است(۲). ترکیبات فنل آلودگی جدی برای رودخانه ها به شمار می رود.
۱-۳-منابع تولید فنل:
منبع اصلی فنل در محیط طبیعی به دو صورت آنتروپوژنیک وزنوبیوتیک می باشد: منبع آنتروپوژنیک :آتش سوزی جنگل ها ، خروج طبیعی از محیط شهری حاصل از آسفالت ها که به عنوان مواد چسبنده به کار می روند و فساد طبیعی مواد لیگنوسلولزی در این دسته قرار می گیرند. منبع زنوبیوتیک:شامل پسماند های صنعتی حاصل از استخراج سوخت های فسیلی و فرآیندهای سودمند شیمیایی از قبیل صنایع تولید فنل و رزین های فنلی ،صنایع دارویی ، صنایع چوب و کاغذ ، صنایع تولید حشره کش ها و سموم کشاورزی ، صنایع چرم و دباغی ، صنایع رنگ ، صنایع تولید انواع مواد پاک کننده می باشد. فنل را می توان از فاضلاب های صنعتی مختلف مثل پالایشگاه نفت و صنایع پتروشیمی و معدن زغال سنگ و صنایع شیمیایی جدا کرد. مقدار فنل در خروجی های صنعتی نباید بیش از ۵/٠ میلی گرم در لیتر باشد. روش های فیزیکوشیمیایی برای حذف فنل وترکیبات آن استفاده می شود(٣). اما امروزه ترجیحا از تجزیه فنل استفاده می کنند که ابزار جدید حذف آلودگی محیطی است.شماری از میکروارگانیسم های تجزیه کننده فنل از منابع مختلف جدا شده است که شامل مخمر و قارچ وجلبک و باکتری می باشد.
امروزه نگرانی بسیاری در مورد موضوع وجود سموم شیمیایی همچون فنل در آب وجود دارد که می تواند از این طریق وارد بدن انسان شود ویا به مصرف جانوران آبزی برسد. آب معمولا با فاضلاب کارخانه ها آلوده می شود واین امر موجب کدر شدن آب رودخانه ها می شود.در حدود ٨٠ درصد از بیماری ها در ارتباط با آب است ودر حدود ۵٠ درصد از جمعیت های شهری جهان این مشکل وجود دارد(۴).مطالعات بر روی انسان و جانوران نشان می دهد فنل به طور موثر از طریق استنشاق و گوارش جذب می شود. بخار فنل می تواند به آسانی از طریق پوست جذب شود. فنل در فرم محلول به آسانی از پوست عبور می کند و روی کبد و کلیه و ریه اثر می گذارد. فنل سمی است و می تواند موجب کاهش فعالیت آنزیماتیک شود, اختلال در سیستم عصبی ایجاد کند و منجر به غش و اغما شود. این سم در ماهی ها بین ۲۵-۵ میلی گرم در لیتر مرگ آور است. اثر مستقیم فنل یک مانع برای واکنش های بیولوژیک است. ترکیبات فنل آلودگی جدی برای رودخانه ها است و اثر مضر آن مهار کنندگی رشد , کاهش مقاومت در برابر بیماری ها , مرگ آبزیان و افزایش رشد علف های هرز است. اگر آلودگی های فنلی در آب های زیرزمینی وارد شود سبب مشکلات اکولوژیکی جدی می شود. از اینرو حذف فنل از محیط مخصوصا از آب و منابع آب اهمیت حیاتی دارد. از روش های فیزیکو شیمیایی روتین در تخریب فنل استفاده می شود اما این روش ها هزینه بالایی دارد و تولید مواد و حدواسط مضر می کند. به همین دلیل امروزه از تجزیه میکروبی برای حذف آلودگی های فنل استفاده می شود(۵).
۱-۴- حلالیت در آب و سایر حلال ها :
فنل افزوده شده به آب ۲۵ درجه سانتی گراد در غلظت تا ٨ درصد و همچنین از ۷١ تا ٩٨درصد وزن حجمی تولید محلول های حقیقی می کند.فنل در الکل اتیلیک ،کلروفرم،تولوثن ، گلیسرین، روغن زیتون حتی بیش از ۵٠درصد حل می شود. در روغن های معدنی حلالیت آن در ۲۵ درجه سانتی گراد تقریبا ۲/٠ درصد و در اتر دوپترون ۵/۵درصد (در ٣٠ درجه سانتی گراد) و در روغن های حیوانی تا حدود ۴٠ درصداست. مطابق قانون عمومی با افزوده شدن تعداد گروه هیدروکسیل در یک ترکیب میزان حلالیت آن در آب افزایش می یابد.ولی در مورد فنل چند ظرفیتی صدق نمی کند(۶).
۱-۵- قدرت اسیدی فنل:
یک خاصیت اسیدی بعلت وجود اوربیتال ان ، مربوط به حلقه بنزن است.قدرت اسیدی فنل ها بوسیله جانشین های جاذب یا دافع الکترون تغییر می کند.از طرف دیگر وارد شدن گروه های جاذب الکترون ، مانند گروه های نیترو بسته به تعداد آن ها موجب افزایش قدرت اسیدی فنل می شود.
۱-۶-رنگ فنل:
بسیاری از فنل ها بصورت محلول های خیلی رقیق در آب یا الکل بوسیله میکرورفریک ایجاد رنگ های مشخصی می نمایند، گاهی برای ایجاد رنگ ، محلول غلیظ الکلی فنل لازم است.این رنگ ها بر حسب نوع فنل در تعداد گروه های هیدروکسی و محل قرار گرفتن آن ها متفاوت است.برای مثال فنل بنفش ، گایاکول آبی یا سبز و…
۱-۷-پایداری فنل:
فنل ها در مقابل حمله اکسیژن هوا و عوامل اکسید آن ، مانند میکرورفریک و اسید کرومیک حساس هستند.گروه های جاذب الکترون پایداری فنل ها را افزایش می دهد، در حالیکه گروه های الکترون دهنده موجب کاهش پایداری آن ها در مقابل اکسید شدن بوسیله هوا می شود(۷).
۱-۸-منابع و مصارف صنعتی:
جدول ۱-۱ : غلظت ترکیبات فنلیک در برخی صنایع
غلظت ترکیبات فنلیکmg/lصنعت

۵/۵-۴/۴
چرم سازی۲۲
١۲٩-٨/۲تولید خمیر کاغذ از چوب
سموم آفت کش
۷/۴
٨٠-۴٠تولید چسب
پالایش نفت۲۵٠٠-١۴٠٠
۶۶٠٠-١۴٠٠تولید کک
تولید سوخت گازی ومایع از زغال سنگ
۶٠٠-۵٠٠
پتروشیمی۴٠٠-۲٠٠
١/٩-۶/۵نگهداری و تعمیر هواپیما
ذوب فلزات
١٠-٣
١۶٠٠
احیای لاستیک
تولید رزین های فنلیک
منابع
ترکیبات فنلی
پالایشگاه نفت
بی فنیل ها ،تولوئن ها، بنزن ها ، (هیدروکربن های پلی آروماتیک،سیکلوآلکان ها و آلکان ها) هیدروکربن ها ، الکل ها ، نرمال دکان ها ، نرمال اکتان ها، بوتادین ، نفتالین ها ، فنل ها
پتروشیمی و صنایع شیمیاییآنیلین ، کلرو بنزن ها ، تولوئن ، دی نیترو فنل، نیترو فنل ، اسید های سولفوریک بنزن
زغال سنگ
بنزوئیک اسید ، زایلن ها ، پیرو گالل، کتکول وفنل
صنایع داروییکلروفرم ، اتر ، اتیل الکل ، فنیل استیک اسید، بنزن الکل ها ، تولوئن ها
دباغی
کتکین ، فنل ، نیترو فنل ها ، کلرو فنل
صنایع چوب و کاغذ
فنیل روپیونیک اسید ، فنل ها،کلرو فنل ها، وانیلیک اسید ،بنزوئیک اسید،وانیلین،لیگنینجدول ۱-۲: ترکیبات فنلی موجود در فاضلاب برخی صنایع
فنل از مونو هیدروکسی بنزن در قطران زغال سنگ در محیط قلیایی با راندمان ۷/٠ درصد استخراج می شود(٨).آن را از سایر مواد به وسیله عمل تقطیر جز به جز در ۷٠ الی ۲٣ درجه سانتی گراد و یا روش های دیگر تصفیه جدا می کنند و تا موقعی که اسید فنیک خاکستری و یافنل خالص تولید شود روش های سنتتیک نیز جهت تولید فنل وجود دارد. از آن جمله ذوب بنزن سولفونات سدیم است یا هیدروکسید سدیم و هیدرولیز کلروبنزین فنل در ساخت و تولید تعداد زیادی از ترکیبات عطری و مختلف شامل مواد منفجره، کودهای شیمیایی کک و گازهای درخشان ، رنگ ها ،لاستیک، اجناس تهیه شده از تینر نسوز، مواد پاک کننده ،رنگ زدا، رزین های مصنوعی ، مواد محافظت کننده و چوب، منسوجات دارو و اسپاسیالیته های دارویی عطر ها ، لوازم کاثوچویی، باکلیت و سایر مواد پلاستیکی چون رزین های فنل فرمالدهید وارد می شود.فنل در صنایع نفت، چرم ، کاغذ ، صابون ، اسباب بازی ، دباغی ، رنگرزی ، کشاورزی مصرف دارد. تماس انسان با فنل در صنعت ، جز در مواردی بسیار معدود محدود بوده است. تماس های استثنایی چندی به طریقی اتفاقی از راه پوست یا استنشاق بخارات فنل اتفاق افتاده است.اثرات سمی فنل بستگی مستقیم به مقدار فنل آزاد در خون دارد. مرگ و میر در اثر مسمومیت با افتاده است.هر چند که هنوز مسمومیت های ناشی از آن خصوصا در خانه و خانواده اتفاق می افتد(٩).مقدار یک گرم فنل از طریق خوراکی می تواند برای انسان بسیار کشنده باشد. به طور کلی باید گفت که در ۵٠ درصد از موارد مسمومیت گزارش شده مرگ اتفاق افتاده است. خوردن فنل ایجاد سوزش ، سوختگی شدید در دهان و گلو نموده و متعاقبا درد شدید معده حاصل می شود.تنفس دارای بوی فنل بوده و رنگ صورت پریده و عرق سرد آن را پوشانده است.مردمک چشم ممکن است انقباض یافته و یا گشاد شده باشد و معمولا حالت سیانوز (سیاه شدن) در مسموم دیده می شود. صرف نظر از طرز مصرف ، علایم و اثرات زیان آور فنل در حیوانات آزمایشگاهی مشابه انسان است. در انسان معمولا فنل روی مرکز فوقانی عصبی (سلسله اعصاب مرکزی) به طور مستقیم و یا غیر مستقیم اثرات عمده ای داشته و باعث اغما ناگهانی می شود. اگرچه فنل شباهت زیادی به الکل ها دارد، خواص منحصر به فرد آن موجب شده تا نتوان آن را در گروه الکل های آلیفاتیک قرار داد. این خواص بیشتر به دلیل اتصال گروه هیدروکسیل به کربن غیر اشباع می باشد . فنل ها عموما به خاطر داشتن حلقه بنزنی (آروماتیک ) از اسیدیته نسبی بالاتری نسبت ٠به الکل ها برخوردار می باشند. اسیدیته باند هیدروکسیل در فنل چیزی بین اسیدیته الکل های آلیفاتیک و اسیدهای کربوکسیلیک می باشد(١۲,١١,١٠).
١-٩-اهمیت و ضرورت انجام تحقیق:
امروزه نگرانی بسیاری در مورد موضوع وجود سموم شیمیایی همچون فنل در آب وجود دارد که می تواند از این طریق وارد بدن انسان شود ویا به آب معمولا با فاضلاب امروزه نگرانی بسیاری در مورد موضوع وجود سموم شیمیایی همچون فنل در آب وجود دارد که می تواند از این طریق وارد بدن انسان شود و یا به مصرف جانوران آبزی برسد.آب معمولا با فاضلاب کارخانه ها آلوده می شود واین امر موجب کدر شدن آب رودخانه ها می شود..در حدود ٨٠ درصد از بیماری ها در ارتباط با آب است ودر حدود۵٠ درصد از جمعیت های شهری جهان این مشکل وجود دارد. مطالعات بر روی انسان و جانوران نشان می دهد فنل به طور موثر از طریق استنشاق و گوارش جذب می شود. بخار فنل می تواند به آسانی از طریق پوست جذب شود. فنل در فرم محلول به آسانی از پوست عبور می کند و روی کبد و کلیه و ریه اثر می گذارد. فنل سمی است و می تواند موجب کاهش فعالیت آنزیماتیک شود, اختلال در سیستم عصبی ایجاد کند و منجر به غش و اغما شود. این سم در ماهی ها بین ۲۵-۵ میلی گرم در لیتر مرگ آور است. اثر مستقیم فنل یک مانع برای واکنش های بیولوژیک است. ترکیبات فنل آلودگی جدی برای رودخانه ها است و اثر مضر آن مهار کنندگی رشد , کاهش مقاومت در برابر بیماری ها , مرگ آبزیان و افزایش رشد علف های هرز است. اگر آلودگی های فنلی در آب های زیرزمینی وارد شود سبب مشکلات اکولوژیکی جدی می شود. از اینرو حذف فنل از محیط مخصوصا از آب و منابع آب اهمیت حیاتی دارد. از روش های فیزیکو شیمیایی روتین در تخریب فنل استفاده می شود اما این روش ها هزینه بالایی دارد و تولید مواد حدواسط مضر می کند. به همین دلیل امروزه از تجزیه میکروبی برای حذف آلودگی های فنل استفاده میشود. با توجه به قوانین و استانداردهای زیست محیطی ، پساب صنایع نفتی اعم از پالایشگاه ها و شرکت های پتروشیمی که واجد مقادیر زیادی هیدروکربن های آروماتیک و آلیفاتیک می باشند، می بایستی قبل از ورود به شبکه جمع آوری تصفیه شده و مقادیر مواد مضر آن ها به زیر حد مجاز کاهش داده شوند. استفاده از میکروارگانیسم ها یکی از راهکارهای اصلی برای تجزیه زیستی این ترکیبات آلاینده می باشد. از آنجاییکه ترکیبات فنلی از اجزای تشکیل دهنده نفت خام بوده وباعث از بین رفتن جمعیت میکروبی محیط و یا سیستم های تصفیه زیستی ( لجن فعال ) می گردد، سویه هایی که قادر به تحمل فنل و مصرف این هیدروکربن سمی باشند ازاهمیت ویژه ای برخوردارند (١۶،١۵،١۴،١٣).



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه

پاسخ دهید