سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
در این دوره از جشنواره از 20 استان کشور در سه بخش به تفکیک، 350 گروه در بخش غرفه های نمایشگاهی، 650 گروه در بخش سمینارهای علمی و 750 گروه در بخش مسابقات دانش آموزی از مدارس و پژوهش سراهای دانش آموزی سراسر کشور انتخاب شده اند و به جشنواره کشوری دعوت شده اند.
که تعداد 53 گروه در بخش سمینارهای علمی مقام برتر را کسب نمودند. 
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره دوم متوسطه
موضوع: تصفیه آب های پرورش ماهی با استفاده از بنتونیت
نام مدرسه: دکتر علی ذاکری، قزوین
نام استاد: رحمن حیدری
دانش آموزان: مهرآنا زاجکانی، سمیرا قدیمی، مایده محبوب پور

چکیده
سال های زیادی است كه پرورش ماهی در جهان به علت افزایش نیاز بشر مرسوم شده است. پرورش ماهی به صورت مصنوعی توسط انسان ها از دیرباز بوده است ؛ اما این صنعت نیز مانند دیگر صنایع، با پیشرفت تكنولوژی پیشرفت های زیادی داشته و موجب افزایش بهره وری شده است كه یكی از اصلی ترین آن ها تصفیه آب پرورش ماهی است.

تصفیه در سیستم های مدار بسته یکی از مهم ترین ابزارهای مدیریت کیفی آب محسوب می شود. ترکیبات نیتروژن دار، عمده ترین آلودگی موجود در سیستم های آبزی پروری به شمار می روند. استفاده از جاذبه ای یونی از جمله رسها در صنایع تصفیه فاضلاب در مقیاس وسیع صورت می گیرد. در این پروژه با استفاده از بنتویت و بنتونیت اکتیو شده به صورت عملی و آزمایشگاهی شرایط مناسب جهت تصفیه مورد قبول آب مورد بررسی قرار گرفت. در این روش فاکتور های مانند دانه بندی بنتونیت، دما، PH و ترکیب دو ماده مورد بررسی قرار گرفت. و میزان کاهش ترکیبات آنیونی مثل ترکیبات نیتروژنی بوسیله دستگاه یون کروماتوگرافی (IC) بررسی شد که نتایج حاصله نشان داد ترکیب دو جاذب با یک نسبت مشخص در سیستم های مدار بسته می تواند به عنوان ابزاری موثر در تصفیه آب و حفظ منابع آبی مورد استفاده قرار گیرد.

 مقدمه
موجودات آبزی از جمله ماهی ها وابستگی بسیار زیادی با آب اطراف خود دارند به نحوی که هر گونه تغییری در آب، به طور مستقیم و غیرمستقیم وضعیت تغذیه ای، متابولیکی و دفعی آن ها را تحت تأثیر قرار می دهد. کیفیت آب در پرورش ماهی نقش تعیین کننده ایفا می کند و تغییرات نامطلوب آن عامل اکثر بیماری های محیطی و بسیاری از بیماریهای عفونی وابسته به محیط است. 
کیفیت آب را مجموعه ای از متغیرهای فیزیکی، شیمیایی و زیست شناختی تعیین می کنند. این متغیرها کیفیت آب را بسته به نوع استفاده از آب تحت تأثیر قرار می دهند. در پرورش ماهی معمولاً آبی دارای کیفیت مطلوب محسوب می شود.

که بقا و رشد ماهیان را به بهترین وجه تأمین کند و طبعاً فقط چند متغیر معدود بر آن حاکمند.
 آبزی پرورشی آلوده شده و توسط سیستم های پالایشی تمیز می شود. سیستم های پالایشی، آلودگی را تا حد ممکن حذف می نمایند و آب را به منظور استفاده مجدد وارد سیستم مدار بسته می كنند، در نتیجه راز سودمندی سیستم های مدار بسته آبزیان، در حذف آلودگی از طریق انواع سیستم های پالایشی و مصرف مجددآب و صرفه جویی در مقدار آب است. سیستم های پالایشی مقدار مشخصی از آلودگی را برای برگشت کیفیت آب به سطوح قابل قبول حذف می نمایند.

 در سیستم های مدار بسته، آلودگی ها به طور عمده ناشی از آبزی و همچنین غذای مصرفی است عمده آنیون ها در سیستم های پرورشی آبزیان را ترکیبات نیتروژن دار به خود اختصاص می دهند. محصول نهایی دفع در ماهیان آب شیرین، آمونیاک است که توسط باکتری های تجزیه کننده آمونیاک به ترکیباتی همچون نیتریت و سپس نیترات تبدیل می شود. نیترات محصول نهایی تجزیه باکتریایی است که باید به طریقی از سیستم حذف شود زیرا تجمع آن در محیط آبی می تواند منجر به تولید ترکیبات سمی تر شود که pH شرایط دما و دارای سمیتی به مراتب بالاتر از نیترات هستند. نیتریت در ماهیان سبب ایجاد بیماری مت هموگلوبین می شود و افزایش در میزان آن، مرگ و میر ماهیان را به دنبال دارد. 

از اثرات نامطلوب آلودگی ها برآبزیان و محیط زیست آن ها می توان به کاهش میزان اکسیژن دردسترس برای آبزی، تخریب تجهیزات و ادوات در سیستم های مدار بسته و نامطلوب شدن رنگ آب اشاره نمود انباشته شدن ترکیبات مغذی نیتروژن دار ناشی از مزارع پرورش ماهی سبب تغییرات در جمعیت جلبکی می شود استفاده از روش های تصفیه فاضلاب یکی از روش های مؤثر در کاهش بار آلودگی است.

 با اعمال این روش های تصفیه ای می توان به بهبود وضعیت کیفیت آب قبل از ورود به محیط طبیعی پرداخت در سیستم های پرورشی، از مواد تعویض کننده یونی به طور محدود و تنها به منظور حذف آمونیاک استفاده می شود تعویض یون در حقیقت روشی برای حذف مواد محلول از آب است. مواد تعویض کننده یونی دارای بار الکتریکی بر سطح خودشان هستند. هنگامی که آب از بستر ثابت عبور می کند، یون های موجود در آب با یون های موجود در ماده تعویض کننده یونی مبادله می شوند.

بنتونیت ها به طور کلی تحت خانواده سیلیكات ها طبقه بندی می شوند. اما به دلیل اینكه تركیب شیمیایی آن ها دارای اكسیژن بیشتری است، این مواد معدنی می توانند به طور بحث بر انگیزی به عنوان اكسیدها و هیدرواكسیدها و سیلیكون آلومینیم یا منیزیم (Mg و Al،Si) در نظر گرفته شوند. رس ها به کانی های با قطر ذرات کمتر از 4 میلی متر اطلاق می شود. 

این مواد بر خلاف زئولیت ها دارای ساختار لایه ای بوده و بار منفی دارند و عمده کاتیون های تعویضی است جایگزینی های ایزومورفی آن ها شامل خلأهای موجود در ساختار لایه ای رس سبب ایجاد یک بار لایه ای منفی در آن می شود به دلیل همین منفی بودن بار لایه ای، از رس به عنوان جاذبی مناسب در حذف کاتیون ها و یون های فلزی سنگین استفاده می شود. به منظور جذب آنیونی می توان به اصلاح ساختار این مواد پرداخت در مطالعات گذشته از رس های تغییر ساختار یافته به منظور حذف ترکیبات رنگی، یون هایی از قبیل کرومات، نیترات، فنول، نفتالین، فسفات و ترکیبات سمی استفاده گردیده است به دلیل ساختار منفی لایه ای این مواد عمده مصرف آنها، حذف ترکیبات با بار مثبت و یون های فلزی است. 

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی

سالهای زیادی است كه پرورش ماهی در جهان به علت افزایش نیاز بشر مرسوم شده است. پرورش ماهی به صورت مصنوعی توسط انسان ها از دیرباز بوده است؛ اما این صنعت نیز مانند دیگر صنایع، با پیشرفت تكنولوژی پیشرفت های زیادی داشته و موجب افزایش بهره وری شده است كه یكی از اصلی ترین آن ها تصفیه آب پرورش ماهی است .