تاریخچه ی:
تجزیه ناهوازی ماده آلی در آب طبیعی
تفاوت با نگارش: 4
| | + |
|
| | + |
| | + | {img src=img/daneshnameh_up/0/08/ngrubbing.jpg} |
| | + | | |
| | !نگاه کلی | | !نگاه کلی |
| - | آبهایی که بوسیله ((مواد آلی)) مانند ((فاضلاب خانگی|فاضلابهای خانگی)) یا ((فضولات حیوانی|پسماندهای حیوانی)) در تماس هستند برای اکسایش این مواد به مقدار ((اکسیژن)) بیشتری از حد اکثر انحلال پذیری تعادلی اکسیژن نیاز دارد آب در چنین شرایطی خیلی زود از اکسیژن تهی میشود. ماده آلی حل شده در آب در شرایط ناهوازی (عاری از اکسیژن) در صورت وجود ((باکتری|باکتریهای)) مناسب تجزیه خواهد شد. شرایط ناهوازی بطور طبیعی در آبهای راکد مانند ((باتلاق|باتلاقها)) و کف ((دریاچه|دریاچه‌های)) عمیق وجود دارد. باکتریها روی کربن ماده آلی اثر کرده و موجب تقسیم نامتناسب آن میشود و باعث تولید ((دی‌اکسید کربن)) و ((متان|گاز متان)) می‌گدند. |
+ | آبهایی که بوسیله ((مواد آلی)) مانند ((فاضلاب|فاضلابهای خانگی)) یا پسماندهای حیوانی در تماس هستند، برای ((اکسیداسیون-احیا|اکسایش)) این مواد به مقدار ((اکسیژن)) بیشتری از حداکثر انحلال پذیری تعادلی اکسیژن نیاز دارد. ((آب)) در چنین شرایطی خیلی زود از اکسیژن تهی میشود. ماده آلی حل شده در آب در شرایط ناهوازی (عاری از اکسیژن) در صورت وجود ((باکتری|باکتریهای)) مناسب تجزیه خواهد شد.
شرایط ناهوازی بطور طبیعی در آبهای راکد مانند باتلاقها و کف دریاچه‌های عمیق وجود دارد. باکتریها روی ((کربن)) ماده آلی اثر کرده ، موجب تقسیم نامتناسب آن میشود و باعث تولید ((دی‌اکسید کربن)) و گاز متان می‌وند. |
| | !واکنش تخمیر | | !واکنش تخمیر |
| - | ((واکنش تخمیر)) واکنشی است که در آن عوامل اکسنده و کاهنده هر دو ماده آلی هستند. متان تولید شده در فرایند تخمیر در آبهای راکد ، تقریباً نامحلول در آب است پس حبابهایی ایجاد می‌کند که به سطح باتلاق می‌رسند، در واقع متان در آغاز ، ((گاز مرداب)) نامیده می‌شد. ساکنان روستاهای کشورهای نیمه استوایی از همین واکنش تخمیر برای تبدیل ((فضولات حیوانی)) به گاز متان برای مصرف سوختی استفاده می‌کنند. شرایط ناهوازی از لحاظ شیمیایی شرایط کاهنده می‌باشد. ترکیبات {TEX()} {fe^{3+}} {TEX} که به صورت نامحلول در ((رسوبات دریاچه‌ای|رسوبات کف دریاچه)) موجودند در این شرایط به ترکیبهای {TEX()} {fe^{3+}} {TEX} تبدیل و حل می‌شوند. |
+ | واکنش تخمیر ، واکنشی است که در آن ، عوامل ((اکسیداسیون-احیا|اکسنده و کاهنده)) هر دو ماده آلی هستند. متان تولید شده در فرایند تخمیر در آبهای راکد ، تقریباً نامحلول در آب است. پس حبابهایی ایجاد می‌کند که به سطح باتلاق می‌رسند، در واقع متان در آغاز ، __گاز مرداب__ نامیده می‌شد. ساکنان روستاهای کشورهای نیمه استوایی از همین واکنش تخمیر برای تبدیل فضولات حیوانی به گاز متان برای مصرف سوختی استفاده می‌کنند. شرایط ناهوازی از لحاظ شیمیایی شرایط کاهنده می‌باشد. ترکیبات {TEX()} {fe^{3+}} {TEX} که به صورت نامحلول در رسوبات کف دریاچه موجودند، در این شرایط به ترکیبهای {TEX()} {fe^{3+}} {TEX} تبدیل و حل می‌شوند. |
| | !پدیدار شدن شرایط هوازی و ناهوازی در قسمتهای مختلف یک دریاچه | | !پدیدار شدن شرایط هوازی و ناهوازی در قسمتهای مختلف یک دریاچه |
| - | یافتن شرایط هوازی و ناهوازی در قسمتهای مختلف یک ((دریاچه)) به طور همزمان یه ویژه در ((فصل تابستان)) امری عادی است. این پدیده به خاطر ((لایه لایه شدن آب)) اتفاق می‌افتد. آب قسمتهای بالای دریاچه به خاطر جذب ((نور خورشید)) توسط مواد زیست شناختی گرم میشود و آبی که پایین‌تر از سطح نفوذ خورشید است، سرد می‌ماند. آب گرم به علت سبکتر بودن روی لایه سرد زیرین شناور می‌ماند و تبادل اندکی بین آنها صورت می‌گیرد.
لایه بالایی به علت تماس با هوا همچنین به واسطه {TEX()} {O_2} {TEX} تولید شده از ((فتوسنتز جلبکها)) تا مرز اشباع شدن اکسیژن حل شده دارد. پس در شرایط لایه هوازی است در نتیجه عناصر موجود در آن بالاترین حالت اکسایش را دارند. آب نزدیک کف دریاچه از اکسیژن تهی است زیرا در آنجا تماسی با هوا وجود ندارد و {TEX()} {O_2} {TEX} در نتیجه تجزیه شدن مواد زیستی مصرف میشود. در چنین شرایط ناهوازی عناصر پایین‌ترین حالت اکسایش خود را دارند. |
+ | یافتن شرایط هوازی و ناهوازی در قسمتهای مختلف یک دریاچه بطور همزمان بویژه در فصل تابستان امری عادی است. این پدیده به خاطر لایه لایه شدن آب اتفاق می‌افتد. آب قسمتهای بالای دریاچه به خاطر جذب نور خورشید توسط مواد زیست شناختی گرم میشود و آبی که پایین‌تر از سطح نفوذ خورشید است، سرد می‌ماند. آب گرم به علت سبکتر بودن روی لایه سرد زیرین شناور می‌ماند و تبادل اندکی بین آنها صورت می‌گیرد.
لایه بالایی به علت تماس با هوا همچنین به واسطه {TEX()} {O_2} {TEX} تولید شده از فتوسنتز جلبکها تا مرز اشباع شدن ، اکسیژن حل شده دارد. پس در شرایط لایه هوازی است. در نتیجه عناصر موجود در آن بالاترین حالت اکسایش را دارند. آب نزدیک کف دریاچه از اکسیژن تهی است، زیرا در آنجا تماسی با هوا وجود ندارد و {TEX()} {O_2} {TEX} در نتیجه تجزیه شدن مواد زیستی مصرف میشود. در چنین شرایط ناهوازی عناصر پایین‌ترین حالت اکسایش خود را دارند. |
| | | |
| | | | | | |
| | | __عناصر موجود در آب__ | | | __عناصر موجود در آب__ |
| | | __شکل عناصر در شرایط هوازی__ | | | __شکل عناصر در شرایط هوازی__ |
| | | __شکل عناصر در شرایط ناهوازی__ | | | __شکل عناصر در شرایط ناهوازی__ |
| | | | |
| | | | | | |
| | | __C__ | | | __C__ |
| | | {TEX()} {CO_2 , H_2CO_3 , HCO_3^-} {TEX} | | | {TEX()} {CO_2 , H_2CO_3 , HCO_3^-} {TEX} |
| | | {TEX()} {CH_4} {TEX} | | | {TEX()} {CH_4} {TEX} |
| | | | |
| | | | | | |
| | | __S__ | | | __S__ |
| | | {TEX()} {SO_4^{2-}} {TEX} | | | {TEX()} {SO_4^{2-}} {TEX} |
| | | {TEX()} {H_2S} {TEX} | | | {TEX()} {H_2S} {TEX} |
| | | | |
| | | | | | |
| | | __N__ | | | __N__ |
| | | {TEX()}{ NO_3^-} {TEX} | | | {TEX()}{ NO_3^-} {TEX} |
| | | {TEX()} {NH_4^+ , NH_3} {TEX} | | | {TEX()} {NH_4^+ , NH_3} {TEX} |
| | | | |
| | | | | | |
| | | __Fe__ | | | __Fe__ |
| | | {TEX()} {Fe(OH)_3 نامحلول} {TEX} | | | {TEX()} {Fe(OH)_3 نامحلول} {TEX} |
| | | {TEX()} {Fe^{2+} نامحلول} {TEX} | | | {TEX()} {Fe^{2+} نامحلول} {TEX} |
| | | | |
| | | | | |
|
| | !مدت زمان دوام شرایط ناهوازی | | !مدت زمان دوام شرایط ناهوازی |
| - | شرایط ناهوازی معمولاً بطور نامحدود دوام ندارد. در پاییز و زمستان لایه بالایی آب بوسیله هوای سردی که از روی آن می‌گذرد سرد شده و در نهایت آب غنی از ((اکسیژن)) بالا از آبی که در زیر آن قرار گرفته سنگین‌تر شده و این عمل باعث اختلاط لایه‌ها میشود. در زمستان و اوایل بهار ، محیط نزدیک به کف دریاچه معمولاً هوازی است.
!((نقش گوگرد در تجزیه ناهوازی))
گوگرد در مولکولهای آلی و آلی زیستی مانند ((آمین اسید|آمینو اسیدها)) با حالتهای اکسایش حد واسط وجود دارد. وقتی چنین اجسامی بطور ناهوازی تجزیه می‌شوند گازهایی مثل هیدروژن سولفید و متان متول و ((دی متیل سولفید)) که گوگرد کمترین حالت اکسایش را دارد آزاد می‌شوند، بوی ناخوشایند باتلاقها ناشی از این گازهاست. بعضی از ((باکتری|باکتریهای)) ناهوازی می‌توانند به جای اکسیژن از یون سولفات به عنوان عامل اکسنده برای تبدیل ماده آلی به ((دی‌اکسید کربن)) استفاده کنند. در این فرآیند یون سولفات به گوگرد یا ((هیدرژن سولفید)) کاهیده می شود. |
+ | شرایط ناهوازی معمولاً بطور نامحدود دوام ندارد. در پاییز و زمستان لایه بالایی آب بوسیله هوای سردی که از روی آن می‌گذرد، سرد شده ، در نهایت آب غنی از اکسیژن بالا از آبی که در زیر آن قرار گرفته است، سنگین‌تر میشود و این عمل باعث اختلاط لایه‌ها میشود. در زمستان و اوایل بهار ، محیط نزدیک به کف دریاچه معمولاً هوازی است.
{img src=img/daneshnameh_up/8/86/degradation.jpg}
!نقش گوگرد در تجزیه ناهوازی
((گوگرد)) در مولکولهای آلی و آلی زیستی مانند ((اسید آمین|آمینو اسیدها)) با حالتهای اکسایش حد واسط وجود دارد. وقتی چنین اجسامی بطور ناهوازی تجزیه می‌شوند، گازهایی مثل هیدروژن سولفید و متان متول و دی‌متیل سولفید که گوگرد کمترین حالت اکسایش را دارد، آزاد می‌شوند، بوی ناخوشایند باتلاقها ناشی از این گازهاست. بعضی از باکتریهای ناهوازی می‌توانند به جای اکسیژن از یون سولفات به عنوان عامل اکسنده برای تبدیل ماده آلی به دی‌اکسید کربن استفاده کنند. در این فرآیند یون سولفات به گوگرد یا هیدرژن سولفید کاهیده میشود. |
| | !روش تشخیص آبهای زیرزمینی | | !روش تشخیص آبهای زیرزمینی |
| - | آبهای زیرزمینی که به علت دور بودن از تماس با هوا بخوبی هوادهی نمی‌شوند وقتی به سطح زمین می‌رسند و با اکسیژن تماس حاصل می‌کنند {TEX()} {Fe^{2+}} {TEX} حل شده در آن به {TEX()} {Fe^{2+}} {TEX} نامحلول تبدیل شده و رسوب قهوه‌ای ،
نارنجی {TEX()} {Fe\left(OH\right)_3} {TEX} تشکیل میشود. |
+ | آبهای زیرزمینی که به علت دور بودن از تماس با هوا بخوبی هوادهی نمی‌شوند، وقتی به سطح زمین می‌رسند و با اکسیژن تماس حاصل می‌کنند {TEX()} {Fe^{2+}} {TEX} حل شده در آن به {TEX()} {Fe^{2+}} {TEX} نامحلول تبدیل شده ، رسوب قهوه‌ای-نارنجی {TEX()} {Fe\left(OH\right)_3} {TEX} تشکیل میشود. |
| | !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| - | *((آمین اسید)) |
+ | *((اسید آمین)) |
| | *((اکسیژن)) | | *((اکسیژن)) |
| | *((اکسیژن محلول در آب)) | | *((اکسیژن محلول در آب)) |
| | *((باتلاق)) | | *((باتلاق)) |
| | *((باکتری)) | | *((باکتری)) |
| | *((تجزیه الکتریکی آب)) | | *((تجزیه الکتریکی آب)) |
| - | *((یاچه)) />*((فضاب خانگی))
*((گ مرداب))
*((ایه لایه دن ب))
*((متان))
*((مواد ی)) />*((نق گگرد در تجزیه نوازی))
*((واکنش تمیر))
|
+ | *((زیه ییایی))
*((میر))
*((اضلاب نتی))
*((مواد ییایی ی ی))
*((واکنش تزیه)) |
