تجزیه فوتوشیمیایی محلول‎های محتوی سولفانیلیک اسید با استفاده از تابش مستقیم نور فرابنفش

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

تجزیه فوتوشیمیایی محلول‎های محتوی سولفانیلیک اسید با استفاده از تابش مستقیم نور فرابنفش

چکیده

در این تحقیق بر روی تجزیه فوتوشیمیایی سولفانیلیک اسید در محلول‌های مائی کار شده است. این ماده به مقادیر قابل توجهی در صنعت بکار رفته و درصدی از آن وارد پساب می‌شود. یک واکنشگاه دو جداره همراه با جریان چرخشی و با تابش بدون واسطه نور فرا بنفش استفاده و اطلاعات تجربی پس از تنظیم pH و دمای محلول حاصل شده است. پیشرفت واکنش با اندازه‌گیری غلظت توسط دستگاه اسپکتروفوتومتر فرا بنفش- مرئی تعقیب گردیده و اثر زمان تابش نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که در pH حدود 4 بیشترین میزان تجزیه حاصل می‌شود. این مقدار در حدود pH محلول بازای غلظت اولیه ppm 10 می‌باشد و یک زمان 30 دقیقه‌ای برای محو کامل این ماده کافی است. کاهش قابل ملاحظه معیار COD و محو نوار‎های مربوط به پیوندهای دو گانه کربن- کربن در طیف FT-IR موید آنست که معدنی شدن ماده آلی (تبدیل حلقه بنزنی به دی اکسید کربن و آب، تبدیل گروه سولفیت به سولفات و تبدیل گروه آمین به نیترات) انجام گرفته و این روش برای کاربرد صنعتی مفید است.

واژه‌های کلیدی: تجزیه فوتوشیمیایی، واکنشگاه با جریان چرخشی، سولفانیلیک اسید، COD

Photochemical Decomposition of Solutions Containing Sulfanilic Acid Using Direct UV Irradiation

J. Saen and A. Amisama

Department of Chemistry, University of Bu Ali, Hamadan

Abstract

This investigation is concerned with photochemical degradation of sulfanilic acid. This substance is largely used in textile and dye industries, a part of which is discharged in the wastewater. A jacketed circulating reactor, equipped with direct imposed irradiation has been designed and used in this work. The concentrations of substrate have been determined using an ultraviolet-visible spectrophotometer. The experimental data has been obtained for each run after adjustment of pH and temperature of operation. The irradiation time has also been controlled. There is an optimal pH≈4 (close to substrate concentration of 10 ppm) for which the maximum conversion is obtained. A 30 min irradiation time, for example, was sufficient for complete removal of substrate with 10 ppm initial concentration. The significant decrease of COD and the significant removal of the carbon – carbon double bonds observed in the FT-IR spectrum indicate that the degradation is consistent with mineralizing of the organic substrate (conversion of benzene ring to carbon dioxide and water, conversion of sulfite group to sulfate and conversion of amine group to nitrate). The method of degradation of sulfanilic acid could therefore have useful industrial applications.

Keywords: Photochemical decomposition, Circulating reactor, Sulfanilic acid, COD

مقدمه

تصفیه فوتوشیمیایی پسابها روشی موثر برای از بین بردن آلودگیهاست. به‎تازگی توجه ویژه‌ای به آلاینده‎های آروماتیک و آلیفاتیک محلول در پسابها معطوف شده است. در این رابطه، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)، روش‌هایی برای تصفیه آب هستند که سبب معدنی شدن آلاینده‌های آلی بوسیله عوامل اکسید‎کننده قوی می‌گردند (1-3). یکی از سودمندترین این روشها که در تصفیه شیمیایی، آلودگی ثانوی ایجاد نمی‌کند، تابش نورفرا بنفش به محلول حاوی مواد آلاینده است. استفاده از اکسید کننده‌های موثری نظیر آب اکسیژنه و اوزون نیز در این فرآیند رایج بوده است، بعنوان مثال کاربرد این روش برای تصفیه پساب داروسازی و باستناد معیار COD، توسط هر دو فرآیند H2O2/UV و O3/UV انجام شده است (4).

سولفانیلیک اسید در تهیه رنگها، در صنایع رنگرزی و بعنوان یک ماده حد واسط در تهیه تعدادی از رنگهای آزو مصرف می‌شود. همچنین در تولید برخی آفت‌کشها و مواد ساختمانی نیز بکار می‌رود. این ماده بصورت پودر یا کریستال به رنگ سفید، زرد یا خاکستری مایل به سفید وجود دارد. فرمول ساختمانی سولفانیلیک اسید در شکل یک ارایه شده است. سولفانیلیک اسید در آب سرد، الکل و اتر به مقدار کم حل می‌شود. اما در آب گرم و اسید کلریدریک غلیظ محلول است. حلالیت این ماده در ‏‏آب سرد، یک گرم در هر 100 میلی لیتر آب است.

شکل1: فرمول گسترده سولفانیلیک اسید

سولفانیلیک اسید جزو ترکیبات نسبتاً خطرناک است و برای کار با آن احتیاط‎های لازم بکار می‌رود. استنشاق این ترکیب موجب تحریک و سوزش مجاری تنفسی و سپس سرفه و عطسه می‌شود. وجود این ماده در دستگاه گوارش، باعث تهوع و اختلال در کار معده می‌شود. میزان سمیت این ترکیب برابر LD50=12300 mg/kg است (5).

این ماده دارای مقاومت زیاد زیست هضمی درون آب و زمین بوده و تاکنون مقاله‌ای در متون راجع به تجزیه فوتوشیمیایی این ترکیب, بروشی مشابه این کار گزارش نشده است.

در این کار جهت تحقیق در زمینه تجزیه فوتوشیمیایی این ماده, یک واکنشگاه دوجداره مجهز به جریان چرخشی (circulating stream) همراه با لامپ فرا بنفش بکار برده شده است. تابش نور فرا بنقش بدون واسطه به محلول انجام می‌شود. با استفاده از این واکنشگاه تاثیر غلظت اولیه، pH و دما مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرند. نتایج آزمایشگاهی بوسیله داده‌های بدست آمده از طیف‌سنج فرابنفش- مرئی، اعمال روش استاندارد اندازه‌گیری مقدار اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه مواد آلی (Chemical Oxygen Demand, COD) (6) و طیف مادون قرمز (FT-IR) حاصل شده است.

کارهای تجربی

الف- وسایل و مواد

واکنشگاه فوتوشیمیایی استفاده شده از جنس شیشه پیرکس و دوجداره می‌باشد. بدنه اصلی آن مخروطی شکل وعمودی است که دهانه پهن آن در بالا و دهانه باریک در پایین (محل ورود جریان چرخشی) قرار دارند. تمام محلول در معرض لامپ فرابنفش قرار گرفته بدون اینکه فضای مرده‎ای بوجود آید. در صورت استفاده از کاتالیزور، این واکنشگاه مشابه یک واکنشگاه فورانی (spouted reactor) (7) عمل می‎نماید که در آن قسمت اعظم ذرات جامد کاتالیزور در فضای واکنشگاه بطور معلق باقی می‎مانند.

گنجایش واکنشگاه بکار رفته در این کار حدود یک لیتر است. یک لامپ فرابنفش (از نوع جیوه با تابش در محدوده UV-A) طول موج با توان 400 وات به صورت عمودی در محلول داخل واکنشگاه قرار گرفته و از بالا توسط سیم و گیره نگهداری شده است. واکنشگاه مجهز به یک جریان چرخشی است که از بالای واکنشگاه درون یک مجرا خارج و به ورودی یک پمپ که جریان را به پایین واکنشگاه ارسال می‌کند، جاری می‌شود. جریان چرخشی موجب همزدن و یکنواخت شدن محیط گردیده و امکان تماس با لامپ را برای همه ذرات محلول فراهم می‌نماید. شدت جریان چرخشی با تنظیم یک شیر که در خروجی پمپ قرار دارد، تنظیم می‌گردد. بمنظور از بین بردن اثر غلظت اکسیژن در روند اکسیدآسیون، از یک پمپ هوا دهی استفاده شده است که جریان هوا را توسط لوله ای به قطر تقریبی 5 میلیمتر به قسمت پایین واکنشگاه و زیر لامپ هدایت می‌کند. تغییر در شدت جریان هوا در محدوده شرایط بکار موجب تغییر قابل ملاحظه‌ای در پیشرفت واکنش نشده است، لیکن قطع جریان هوا باعث کاهش در میزان پیشرفت واکنش می‌شود. از طرفی افزایش زیاد شدت جریان هوا باعث اغتشاش در هیدرودینامیک و حرکت محلول در واکنشگاه می‌شود. دلیل این امر افزایش مقدار هوا در محلول داخل واکنشگاه و در محیط پمپ و سپس دو فازی شدن سیال می‌شود. تاثیر افزایش اکسیژن در افزایش واکنش تجزیه فوتوشیمیایی در موارد مختلف از جمله تجزیه فوتوشیمیائی ماده 4-ترشیو اکتیل فنل در محلول آبی گزارش شده است (8). جداره دوم واکنشگاه محتوی آب جاری است که دمای محلول موجود در واکنشگاه را در مقدار مطلوب تنظیم می‌نماید.

سولفانیلیک اسید با خلوص بیش از 99 درصد محصول شرکت مرک برای تهیه محلول‌های مختلف بکار رفته است. جهت تنظیم pH از محلول‌های یک مولار اسید کلریدریک و سود سوزآور استفاده شده است.

پاورپوینت محلول های همو دیالی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل :  .ppt ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید : 15 اسلاید

 قسمتی از متن .ppt : 

بسم لله الرحمن الرحیم

دیالیز محلول های همو دیالی

محلول های همو دیالیز

محلول دیالیز

هر بیمار در هر نوبت دیالیز خود حداقل به 120تا 180 لیتر آب نیاز دار د که این آب قبل از قرار گرفتن در کنار خون بیمار وعبور از صافی ، با یک بافر الکترولیتی که از نظر وجود املاح نزدیک به ترکیبات الکترولیتی خون باشد ترکیب گردد .

برای این منظور از محلول ها و یا ترکیبات خشک کنستانتره به دو فرم ذیل استفاده میشود :

1- بافر استات

2-بافر بیکربنات سدیم

پاورپوینت محلول های همو دیالی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل :  .ppt ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید : 15 اسلاید

 قسمتی از متن .ppt : 

بسم لله الرحمن الرحیم

دیالیز محلول های همو دیالی

محلول های همو دیالیز

محلول دیالیز

هر بیمار در هر نوبت دیالیز خود حداقل به 120تا 180 لیتر آب نیاز دار د که این آب قبل از قرار گرفتن در کنار خون بیمار وعبور از صافی ، با یک بافر الکترولیتی که از نظر وجود املاح نزدیک به ترکیبات الکترولیتی خون باشد ترکیب گردد .

برای این منظور از محلول ها و یا ترکیبات خشک کنستانتره به دو فرم ذیل استفاده میشود :

1- بافر استات

2-بافر بیکربنات سدیم

تحقیق درباره؛ دی اکسید کربن محلول ، PH ، قلیائیت ، سختی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

دی اکسید کربن محلول ، PH ، قلیائیت ، سختی

اگر چه Co2 بسیار محلول در آب می باشد در اتمسفر جزء کوچکی بحساب می آید . کمتر از 1% دی اکسید کربن در آب به شکل اسید کربنیک می باشد و این اجزاء به سختی از هم تفکیک می شوند .

H2o + co2 = H2co3 H2co3 = (H+) + (Co3 - - )

در آب خالص در دمای c25 غلظت کل دی اکسید کربن حدود mgil 48% می باشد . در غلظتهای بالای co2 ، PH کاهش می یابد . در غلظت دی اکسید کربنی معادل mgil 30 ، ph حدود 8/4 می باشد . دی اکسید کربن نباید سبب کاهش PH به زیر 5/4 شود .

PH استخرهای پرورش ماهی بدلیل فتوسنتز و تنفس در طی روز متغیر است . از آنجا که بعد از غروب خورشید فتوسنتز متوقف می شود و نیز اینکه همه گیاهان و جانوران موجود در استخر پرورش ماهی مصرف کننده اکسیژن هستند لذا مقدار اکسیژن محلول در آب کاهش می یابد . در استخرهایی که تراکم ماهی زیاد است ممکن است مقدار co2 حاصل از تنفس افزایش یابد . این co2 با آب ترکیب شده و اسیدکربنیک بوجود می آید و در نتیجه PH کم می شود ( 3 ) .

اثر PH روی استخر ماهیان

نقاط مرگ آور اسید و باز برای ماهیان در حدود PH 4 و 11 می باشد . هر چند ، اگر آبها بیشتر از 5/6 اسیدی شوند و یا قلیایت آنها بیشتر از 5/9 _ 9 شود و این برای مدتهای طولانی صورت گیرد تولید مثل و رشد متوقف خواهد شد . ( 1973 , swingle , 1961 , mount )

مشکلات ناشی از PH دراستخرهای ماهیان غیرمعمول نیستند . در نواحی که معدن وجود دارد تراوشهای ناشی از معدن که اسیدی هستند باعث اسیدی شدن جویبارها و دریاچه ها می شود . اسیدی شدن طولانی مدت دریاچه ها و جویبارها باعث ایجاد بارانهای اسیدی خواهد شد که اثرات خطرناکی روی جمعیت ماهیان در نواحی اروپا و امریکای شمالی داشته است ( 1975 و همکاران , Beamish ) ( 6 ) .

یکی از عوامل عمده و مهم تغییر PH در استخرها ، وجود یا عدم وجود ترکیبات کلسیم در آب آنها می باشد . کربنات کلسیم یکی از فراوانترین مواد معدنی طبیعی است که بصورت نسبتاً خالص و یا بصورت ذراتی در سنگها و خاک وجود دارد . این ماده در آب خالص نسبتاً غیر محلول است و تنها به میزان 13 قسمت در میلیون در آب حل می شود . آبیکه از کربنات کلسیم اشباع شده است دارای PH حدود 3/9 است ( 3 ) .

کربناتها و بیکربناتها می توانند با اسید ها و نیز بازها واکنش نشان داده و منجر به تغییر PH گردند . زی شناوران گیاهی با تثبیت PH در قلیائیت 5/6 یا بیشتر توان تولید خود را بدلیل افزایش دسترسی به مواد معدنی ( مقدار فسفات محلول ) بهبود می دهند . قلیائیت به مقدار لیتر / میلی گرم 20 یا بیشتر co2 را به دام می اندازد و به این ترتیب مقادیر co2 موجود برای فتوسنتز را افزایش می دهد ( 7 ) .

* تغییر در سیستم کربنات بر اساس دما و PH و شوری 34.325 % . ( 7 ) .

درصد اجراء به صورت مولار

آب شور

Co3- -

Hco3 -

H2 co3

Temp . C

PH

2.1

94.0

3.9

8

7.5

6.6

92.2

1.2

8

8

3.2

93.9

2.9

24

7.5

8.4

90.7

0.9

24

8

آب شیرین

0.0

91.2

8.8

8

7.5

0.3

96.7

3.0

8

8

0.2

92.9

6.9

24

7.5

0.4

97.3

2.3

24

8

بدلیل استفاده زی شناوران گیاهی از Co2 در فتوسنتز ، PH آب استخر افزایش می یابد . زیرا اسید کربنیک از بین می رود . هم چنین ، زی شناوران گیاهی و سایر گیاهان می توانند جهت تشکیل Co2 برای فتوسنتز ، بیکربناتها را جذب کنند که در نتیجه کربناتها آزاد می شود . آزاد سازی کربنات از بیکربناتها توسط اعمال حیاتی گیاهان می توانند PH را شدیداً افزایش داده و نیز از طریق شکوفائی زی شناوران در طول دوره فتوسنتز ، موجب افزایش بارز PH می گردد . ( بیش از 9 )

این افزایش PH می تواند در آبی با قلیائیت کم ( 20 تا 50 لیتر/میلی گرم ) و یا قلیائیت متوسط به بالا ( 75 تا200 میلی / لیتر ) که سختی آن از لیتر/ میلی گرم 25 کمتر است روی دهد ( 2 ) .

دی اکسید کربن به طور قابل ملاحظه ای ، برای ماهیان سمیتی ندارد . بیشتر گونه ها در آبهای با غلظت لیتر / میلی گرم 60 از Co2 برای چندین روز به بقا خود ادامه می دهند . هنگامیکه غلظت اکسیژن محلول پائین است درصد قابل قبولی از دی اکسید کربن از جذب اکسیژن بوسیله ماهی جلوگیری می کند . متاسفانه ، غلظتهای دی اکسید کربن بطور نرمال به حد کافی بالاست وقتی که اکسیژن محلول کم است ( 1979 و Boyd ) . هنگامیکه اکسیژن محلول پائین است فتوسنتز سریع صورت نمی گیرد . بعلت رابطه دی اکسید کربن با فتوسنتز تنفس غلظت دی اکسید کربن در طول شب افزایش و در طول روز کاهش می یابد غلظتهای بالای دی اکسید کربن در استخرها بعد از مرگ فیتوپلانکتونها و بعد از کاهش لایه بندی دما و در طول روزهای ابری رخ می دهد ( 6 ) .

سمیت چندین آلوده کننده معمولی مانند آمونیاک و سیانید اثر روی تغییرات PH می گذارند . سمیت PH هم چنین بستگی به محتوی مواد معدنی و ظرفیت باکتری آب دارد . وجود فلزاتی مانند آهن می تواند خطر کاهش PH را زیاد کند بعلت اینکه نفوذ هیدرواکسید فریک روی آبشش ها سبب چنین حالتی می شود . ( EIFAC, 1969)

برای مثال ، ماهیانی که 4/8 = PH را تحمل کردند در 5/6 = PH در وجود آهن معادل 09/0 گرم درلیتر همگی مردند .

آلومینیم در آبهای اسیدی به آبشش ماهیان آسیب می رساند و موکوس را پوشش می دهد . اثرات PH در رنج های مختلف آن و تاثیر آن بر روی ماهیان در جدول زیر آورده شده است : ( 7 ) .

رنج

اثر بر ماهی

3.5-3

مرگ بیشتر گونه های ماهی به سرعت صورت می گیرد .

4.5-4

احتمالاً به بیشتر گونه ها آسیب می رسد ولی باعث سازگار شدن آنها نمی شود . پایداری ماهی با سن و اندازه بیشتر می شود .

6-5

آسیبها متفاوت هستند گر اینکه Co2 آزاد بیشتر از لیتر/میلی گرم 20 باشد یا نمکهای آهن موجود باشند . تغذیه در بعضی از گونه های دریازی کاهش و ممکن است سبب مرگ و میر شود .

6.5-6

آبهای مربوط به ماهی متفاوت هستند گر اینکه Co2 آزاد بیشتر از میلی گرم / لیتر 100 شود .

8-6.5

آسیبی وجود ندارد . اگر چه تغییرات درون این رنج ممکن است اثر مستقیم داشته باشد . سمیت دیگر سم ها تغییر می یابد .

9-8

تعدیه ممکن است روی ماهیان دریا اثر کند بخصوص لارو آنها . اگر چه جوانها سازگار می شوند .

9.5-9

احتمالاً آسیبها روی لارو ماهیان دریایی است .

10.5-9.5

مرگ ماهیان دریایی در طولانی مدت صورت می گیرد ، اما ممکن است برای دوره ای کوتاه مقاومت ایجاد بشود .

11-10.5

تماس طولانی مدت در محدودیت های بالا در این رنج مرگ و میر ایجاد می کند بخصوص در کپور ماهیان .

11.5-11

مرگ و میر سریع در تمام گونه های ماهی صورت می گیرد .

مقدار باز موجود در آب تحت عنوان قلیائیت کل شناخته می شود . بازهائی که اغلب در استخرهای پرورش ماهی یافت می گردند شامل کربناتها ، بیکربناتها ، هیدرواکسیدها ، فسفات ، و بوراتها می باشند . قلیائیت کل بر حسب میلی گرم در لیتر یا قیمت در میلیون کربنات کلسیم بیان می گردد . در استخرهای حاصلخیز پرورش ماهی ، قلیائیت کل معادل لیتر/میلی گرم 20 یا بیشتر مورد نیاز است . دامنه مطلوب قلیائیت کل برای پرورش ماهی بین 75 تا 200 میلیگرم / لیتر کربنات کلسیم می باشد ( 2 ) . آبهای طبیعی که محتوی لیتر / میلی گرم 40 یا بیشتر از قلیائیت باشند بیشتر برای آبزی پروری و تولید مورد نیاز هستند ، نسبت به آبهائیکه قلیائیت کمتری دارند ( 1966 و Mairs و 1945 و Moyle ) . بر طبق ( 1946 ) Moyle تولیدات بیشتر در آبهای با قلیائیت بالا در نتیجه تاثیر مستقیم قلیائیت نیست بلکه بیشتر به علت فسفر و دیگر مواد غذایی است که با افزایش قلیائیت کل زیاد می شوند . رابطه بین قلیائیت کل و محصول vitereum stizostedion در استخرهای کود دهی نشده در Minnasota آورده نشده است :

محصول سالیانه ماهی فوق در استخرهائی که قلیایت ها کل آنها متفاوت است ( 1946 و Moyle ).

هکتار/کیلو متوسط محصول

شماره استخر

قلیائیت کل

19

7

20-8

32

7

40-21

71

20

80-41

70

15

120-81

54

20

120 <

در استرهای کود دهی شده مقدار قلیائیت کل در بخشی حدود 120-20 لیتر / میلی گرم می باشد که اثر کمی روی تولید می گذارد ( 1975 و Boyle , Walley ) .

تحقیق درباره؛ دی اکسید کربن محلول ، PH ، قلیائیت ، سختی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

دی اکسید کربن محلول ، PH ، قلیائیت ، سختی

اگر چه Co2 بسیار محلول در آب می باشد در اتمسفر جزء کوچکی بحساب می آید . کمتر از 1% دی اکسید کربن در آب به شکل اسید کربنیک می باشد و این اجزاء به سختی از هم تفکیک می شوند .

H2o + co2 = H2co3 H2co3 = (H+) + (Co3 - - )

در آب خالص در دمای c25 غلظت کل دی اکسید کربن حدود mgil 48% می باشد . در غلظتهای بالای co2 ، PH کاهش می یابد . در غلظت دی اکسید کربنی معادل mgil 30 ، ph حدود 8/4 می باشد . دی اکسید کربن نباید سبب کاهش PH به زیر 5/4 شود .

PH استخرهای پرورش ماهی بدلیل فتوسنتز و تنفس در طی روز متغیر است . از آنجا که بعد از غروب خورشید فتوسنتز متوقف می شود و نیز اینکه همه گیاهان و جانوران موجود در استخر پرورش ماهی مصرف کننده اکسیژن هستند لذا مقدار اکسیژن محلول در آب کاهش می یابد . در استخرهایی که تراکم ماهی زیاد است ممکن است مقدار co2 حاصل از تنفس افزایش یابد . این co2 با آب ترکیب شده و اسیدکربنیک بوجود می آید و در نتیجه PH کم می شود ( 3 ) .

اثر PH روی استخر ماهیان

نقاط مرگ آور اسید و باز برای ماهیان در حدود PH 4 و 11 می باشد . هر چند ، اگر آبها بیشتر از 5/6 اسیدی شوند و یا قلیایت آنها بیشتر از 5/9 _ 9 شود و این برای مدتهای طولانی صورت گیرد تولید مثل و رشد متوقف خواهد شد . ( 1973 , swingle , 1961 , mount )

مشکلات ناشی از PH دراستخرهای ماهیان غیرمعمول نیستند . در نواحی که معدن وجود دارد تراوشهای ناشی از معدن که اسیدی هستند باعث اسیدی شدن جویبارها و دریاچه ها می شود . اسیدی شدن طولانی مدت دریاچه ها و جویبارها باعث ایجاد بارانهای اسیدی خواهد شد که اثرات خطرناکی روی جمعیت ماهیان در نواحی اروپا و امریکای شمالی داشته است ( 1975 و همکاران , Beamish ) ( 6 ) .

یکی از عوامل عمده و مهم تغییر PH در استخرها ، وجود یا عدم وجود ترکیبات کلسیم در آب آنها می باشد . کربنات کلسیم یکی از فراوانترین مواد معدنی طبیعی است که بصورت نسبتاً خالص و یا بصورت ذراتی در سنگها و خاک وجود دارد . این ماده در آب خالص نسبتاً غیر محلول است و تنها به میزان 13 قسمت در میلیون در آب حل می شود . آبیکه از کربنات کلسیم اشباع شده است دارای PH حدود 3/9 است ( 3 ) .

کربناتها و بیکربناتها می توانند با اسید ها و نیز بازها واکنش نشان داده و منجر به تغییر PH گردند . زی شناوران گیاهی با تثبیت PH در قلیائیت 5/6 یا بیشتر توان تولید خود را بدلیل افزایش دسترسی به مواد معدنی ( مقدار فسفات محلول ) بهبود می دهند . قلیائیت به مقدار لیتر / میلی گرم 20 یا بیشتر co2 را به دام می اندازد و به این ترتیب مقادیر co2 موجود برای فتوسنتز را افزایش می دهد ( 7 ) .

* تغییر در سیستم کربنات بر اساس دما و PH و شوری 34.325 % . ( 7 ) .

درصد اجراء به صورت مولار

آب شور

Co3- -

Hco3 -

H2 co3

Temp . C

PH

2.1

94.0

3.9

8

7.5

6.6

92.2

1.2

8

8

3.2

93.9

2.9

24

7.5

8.4

90.7

0.9

24

8

آب شیرین

0.0

91.2

8.8

8

7.5

0.3

96.7

3.0

8

8

0.2

92.9

6.9

24

7.5

0.4

97.3

2.3

24

8

بدلیل استفاده زی شناوران گیاهی از Co2 در فتوسنتز ، PH آب استخر افزایش می یابد . زیرا اسید کربنیک از بین می رود . هم چنین ، زی شناوران گیاهی و سایر گیاهان می توانند جهت تشکیل Co2 برای فتوسنتز ، بیکربناتها را جذب کنند که در نتیجه کربناتها آزاد می شود . آزاد سازی کربنات از بیکربناتها توسط اعمال حیاتی گیاهان می توانند PH را شدیداً افزایش داده و نیز از طریق شکوفائی زی شناوران در طول دوره فتوسنتز ، موجب افزایش بارز PH می گردد . ( بیش از 9 )

این افزایش PH می تواند در آبی با قلیائیت کم ( 20 تا 50 لیتر/میلی گرم ) و یا قلیائیت متوسط به بالا ( 75 تا200 میلی / لیتر ) که سختی آن از لیتر/ میلی گرم 25 کمتر است روی دهد ( 2 ) .

دی اکسید کربن به طور قابل ملاحظه ای ، برای ماهیان سمیتی ندارد . بیشتر گونه ها در آبهای با غلظت لیتر / میلی گرم 60 از Co2 برای چندین روز به بقا خود ادامه می دهند . هنگامیکه غلظت اکسیژن محلول پائین است درصد قابل قبولی از دی اکسید کربن از جذب اکسیژن بوسیله ماهی جلوگیری می کند . متاسفانه ، غلظتهای دی اکسید کربن بطور نرمال به حد کافی بالاست وقتی که اکسیژن محلول کم است ( 1979 و Boyd ) . هنگامیکه اکسیژن محلول پائین است فتوسنتز سریع صورت نمی گیرد . بعلت رابطه دی اکسید کربن با فتوسنتز تنفس غلظت دی اکسید کربن در طول شب افزایش و در طول روز کاهش می یابد غلظتهای بالای دی اکسید کربن در استخرها بعد از مرگ فیتوپلانکتونها و بعد از کاهش لایه بندی دما و در طول روزهای ابری رخ می دهد ( 6 ) .

سمیت چندین آلوده کننده معمولی مانند آمونیاک و سیانید اثر روی تغییرات PH می گذارند . سمیت PH هم چنین بستگی به محتوی مواد معدنی و ظرفیت باکتری آب دارد . وجود فلزاتی مانند آهن می تواند خطر کاهش PH را زیاد کند بعلت اینکه نفوذ هیدرواکسید فریک روی آبشش ها سبب چنین حالتی می شود . ( EIFAC, 1969)

برای مثال ، ماهیانی که 4/8 = PH را تحمل کردند در 5/6 = PH در وجود آهن معادل 09/0 گرم درلیتر همگی مردند .

آلومینیم در آبهای اسیدی به آبشش ماهیان آسیب می رساند و موکوس را پوشش می دهد . اثرات PH در رنج های مختلف آن و تاثیر آن بر روی ماهیان در جدول زیر آورده شده است : ( 7 ) .

رنج

اثر بر ماهی

3.5-3

مرگ بیشتر گونه های ماهی به سرعت صورت می گیرد .

4.5-4

احتمالاً به بیشتر گونه ها آسیب می رسد ولی باعث سازگار شدن آنها نمی شود . پایداری ماهی با سن و اندازه بیشتر می شود .

6-5

آسیبها متفاوت هستند گر اینکه Co2 آزاد بیشتر از لیتر/میلی گرم 20 باشد یا نمکهای آهن موجود باشند . تغذیه در بعضی از گونه های دریازی کاهش و ممکن است سبب مرگ و میر شود .

6.5-6

آبهای مربوط به ماهی متفاوت هستند گر اینکه Co2 آزاد بیشتر از میلی گرم / لیتر 100 شود .

8-6.5

آسیبی وجود ندارد . اگر چه تغییرات درون این رنج ممکن است اثر مستقیم داشته باشد . سمیت دیگر سم ها تغییر می یابد .

9-8

تعدیه ممکن است روی ماهیان دریا اثر کند بخصوص لارو آنها . اگر چه جوانها سازگار می شوند .

9.5-9

احتمالاً آسیبها روی لارو ماهیان دریایی است .

10.5-9.5

مرگ ماهیان دریایی در طولانی مدت صورت می گیرد ، اما ممکن است برای دوره ای کوتاه مقاومت ایجاد بشود .

11-10.5

تماس طولانی مدت در محدودیت های بالا در این رنج مرگ و میر ایجاد می کند بخصوص در کپور ماهیان .

11.5-11

مرگ و میر سریع در تمام گونه های ماهی صورت می گیرد .

مقدار باز موجود در آب تحت عنوان قلیائیت کل شناخته می شود . بازهائی که اغلب در استخرهای پرورش ماهی یافت می گردند شامل کربناتها ، بیکربناتها ، هیدرواکسیدها ، فسفات ، و بوراتها می باشند . قلیائیت کل بر حسب میلی گرم در لیتر یا قیمت در میلیون کربنات کلسیم بیان می گردد . در استخرهای حاصلخیز پرورش ماهی ، قلیائیت کل معادل لیتر/میلی گرم 20 یا بیشتر مورد نیاز است . دامنه مطلوب قلیائیت کل برای پرورش ماهی بین 75 تا 200 میلیگرم / لیتر کربنات کلسیم می باشد ( 2 ) . آبهای طبیعی که محتوی لیتر / میلی گرم 40 یا بیشتر از قلیائیت باشند بیشتر برای آبزی پروری و تولید مورد نیاز هستند ، نسبت به آبهائیکه قلیائیت کمتری دارند ( 1966 و Mairs و 1945 و Moyle ) . بر طبق ( 1946 ) Moyle تولیدات بیشتر در آبهای با قلیائیت بالا در نتیجه تاثیر مستقیم قلیائیت نیست بلکه بیشتر به علت فسفر و دیگر مواد غذایی است که با افزایش قلیائیت کل زیاد می شوند . رابطه بین قلیائیت کل و محصول vitereum stizostedion در استخرهای کود دهی نشده در Minnasota آورده نشده است :

محصول سالیانه ماهی فوق در استخرهائی که قلیایت ها کل آنها متفاوت است ( 1946 و Moyle ).

هکتار/کیلو متوسط محصول

شماره استخر

قلیائیت کل

19

7

20-8

32

7

40-21

71

20

80-41

70

15

120-81

54

20

120 <

در استرهای کود دهی شده مقدار قلیائیت کل در بخشی حدود 120-20 لیتر / میلی گرم می باشد که اثر کمی روی تولید می گذارد ( 1975 و Boyle , Walley ) .