خلاصه دانلود تحقیق سلنیوم و اصلاح آلودگی آن در خاک
مقدمه: اولین اطلاعات ثبت شده در این مورد توسط مارکو پولو در سال 1295 میلادی بوده است که در مناطق غربی چین ونزدیک تبت و مغولستان حیواناتش بعد از چرای گیاهان آن منطقه شروع به تلو خوردن می‌نمودند که امروزه می‌دانیم ناشی سمیت حاد سلنیومی‌بوده است.
برای اولین بار سلنیوم توسط Berzelius که در سال 1817 یا 1818 رسوبات و لجنهایی که از اکسیداسیون اکسید سولفور سنگ مس بدست می‌آمد را مورد بررسی قرار داد کشف شد وی متوجه شد که در بین آن عنصر جدیدی وجود دارد اما در آن هنگام آنرا با تلوریم اشتباه گرفتند بعد از گذشت ربع قرن Arnold به گوگرد قرمز توجه کرد و متوجه موادی در رسوبات آن شد و آنرا Sulfurrubeum نامید.
به هر حال تا سال 1950 کسی متوجه وجود سلنیوم نبود فقط می‌دانستند که درجدول تناوبی عنصری وجود دارد که بار گوگرد (s) و عنصر تلوریم (Ti) هم خصوصیات است.
و حتی خصوصیاتی به طور مشترک با هر یک از آنها دارد یعنی هم خصوصیات فلزی و هم غیر فلزی را داراست و در حالت سمیت،5 برابر خطرناک تر از آرسنیک می‌باشد؛ در نهایت آنرا سلنیوم نامیدند و بیان نمودند که این عنصر در محدوده خیلی کوچکی برای جانواران قابل استفاده می‌باشد.
در کل سلنیوم از عناصر کم مصرف می‌باشد که باعث سلامتی فرد یا گیاه یا حیوان می‌گردد، ولی همانطور که گفته شد مقدار نیاز به سلنیوم خیلی کم است.
سلنیوم اغلب در پروتئن ها موجب ساختن سلنوپروتئن ها می‌گردد که برای تولید آنزیمهای آنتی اکسیدان مهم هستند این آنتی اکسیدانها به کمک Se-Pt ها در حفظ سلامتی سلولها که مورد خطر رادیکالهای آزاد اکسیژن می‌باشند موثرند به صورت خلاصه باید گفت رادیکالهای آزاد بطور طبیعی در متابولیسم اکسیژن ساخته می‌شوند که ممکن است در ایجاد بیمارهای مزمن مثل سرطان و بیمار قلبی و عروقی و یا حتی در انجام فعالیتهای منظم غده تیروئید و سیستم دفاعی بدن نقش داشته باشند.
یکی از راههای مطمئن جذب سلنیوم خوردن غذاهای گوشتی وگیاهانی است که در مناطقی با خاکهای سرشار از سلنیوم می‌رویند که در ادامه بطور مفصل راجع به آن بحث خواهد شد.
و در نهایت نتجه گیری می‌گردد که کمبود یا سمیت سلنیوم در بدن انسان تحت تاثیر مقدار سلینوم در بدن دامها و حیواناتی است که انسان از آن تغذیه می‌کند و آنها هم به نوبه خود متاثر از گیاهان منطقه و خاک آن نواحی اند البته در این میان عواملی چون اقلیم و pH هم موثر خواهند بود.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی: سلینوم همانطور که در جدول شماره یک نشان داده شد سلنیوم عنصری با عدد اتمی34 و وزن اتمی78.96 و چگالی 79/4 گرم بر سانتیمتر مکعب در 20 درجه سانتگراد است.
حجم اتم آن 45/16 سانتیمتر مکعب بر مول می‌باشد و جزء عناصر غیر فلزی و از گروه شش جدول تناوبی است که معروف به chalcogen می‌باشد.
خصوصیات و اشکال سلنیوم در طبیعت: برای سلنیوم شکلهای زیاد آلوتروپیک وجود دارد که از بین 3 گونه آن کاملا شناسایی شده است.
سلنیوم می‌تواند به صورت آمورف و یا کریستالی باشد نوع آمورف آن به رنگ مشکی و یا قرمز مایل به شکلی و نوع منوکریستالی آن به رنگ تیره است و نوع کریستالی هگزاگونال آن که دارای پایداری زیادی است به رنگ خاکستری با جلای فلزی می‌باشد.
در واقع عنصر سلینوم به حالت غیر رسمی‌است و به طور کلی به عنوان یک عنصر ریز مغذی (trace element) معرفی شده است، اما به هر حال هیدروژن س؟
و ترکیبات دیگر سلنیوم به شدت سمی‌می‌باشد و خصوصیاتی مشابه آرسنیک در واکنشهای بیولوژیکی دارد.
سلنیوم در طبیعت دارای 9 ایزوتوپ شناخته شده است که در کل برای آن حدود 15 ایزوتوپ تخمین می‌زنند و با توجه به آنکه عضو گروه گوگرد است خصوصیاتی مشابه به آن برایش در نظر می‌گیرند.
شایان ذکر است که در زمان نبودن اکسیژن خاک حالت اسیدی پیدا کرده در این زمان سلنیوم می‌تواند وارد گیاهان و میکروارگانیزمها (به مقدار کمتر) گردد.
مورد بعدی اینکه سلنیوم عنصری نمی‌تواند به راحتی در آب حل گردد و از اشکال محلول خود پویایی کمتری دارد بنابراین حتی در حالت اسیدی بودن خاک هم در خاک باقی می‌ماند که البته در این حالت از نظر سمیت خطر کمتری دارد.
ترکیبات مختلف سلنیوم می‌توانند نسبتا در آب حل گردند و اغلب اوقات بسیار متحرک و پویا هستند و شانس افزایش غلظت آنها در گیاه به مراتب بیشتر از نوع عنصری آن است.
برخی از شواهد بر این دلالت دارند که سلنیوم می‌تواند جذب بافتهای زنده شود و ممکن است غلظت سلنیوم در آنها افزایش یابد و طی مراحل بعد به صورت تجمعی میزان سلنیوم را در زنجیره غذایی بالا ببرداین افزایش غلظت در بافتهای زنده مشکلاتی را موجب می‌گردد که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.
اشکال سلنیوم در طبیعت علاوه بر حالت سلنیوم عنصری به صورت سلناید، سلنات و سلنیت و سلنیوم آلی است که از بین آنها سلنات و سلینت بیشترین آمادگی جذب توسط گیاه را دارند.
حضور و تولید سلنیوم در طبیعت سلنیوم در تعداد کانیهای کمی‌یافت می‌گردد مثل .calusthalite, crooksite که بعد از چند سال در اثر هوازدگی به صورت گرد و غبار وارد محیط می‌گردد.
البته انفجارهای آتشفشانی نیز ممکن است سلنیوم را وارد هوا کند اما اغلب مقادیر موجود سلنیوم در محیط حاصل از فعالیتهای بشری مثل سوختن زغال سنگ و نفت و دیگر سوختهای فسیلی می‌باشد سلینوم موجود در این سوختها هنگام سوختن با اکسیژن ترکیب شده که در هنگام برخورد با محیط آبی آنرا به صورت محلول در می‌آورد.
در کل ذرات سلنیوم معلق در هوا مثل آنهایی که در ash وجود دارد می‌توانند در سطح خاک یا آب نشست کنند.
این روند در مناطق صنعتی که سلنیوم از طریق دود به هدر می‌رود موجب افزایش مقدار سلنیوم در خاک می‌گردد و این نکته را یاد آور می‌شود که سرنوشت سلنیوم در خاک به pH محیط و واکنش با اکسیژن آن جدا مربوط می‌گردد.
اما در روش تولید مصنوعی سلنیوم امروزه آنرا از کنار الکترود آند الکترولیت استخراج مس از سنگ مس بدست می‌آورند و قیمت تجاری آن حدودا 300 دلار برای هر پوند (معادل 456 گرم) می‌باشد و در درجات خلوص بالاتر قیمت آن بیشتر نیز می‌گردد.
همانطور که گفته شد یکی از مطمئن ترین منابع سلنیوم سنگهای آتشفشانی، رسوبات آتشفشانی گوگردی، رسوبات گرمابی، رسوبات مس و سنگهای رسوبی از قبیل carboonaceous siltstone, sandstone و سنگهای فسفری و limestone کربن دار سنگ آهن و زغال سنگ هستند.
سلنیوم این سنگ ها بعد از هوازدگی آزاد شده و به روشهای مختلف به داخل خاک وارد می‌شود و در بین ذرات خاک نفوذ می‌کند تا جایی که توسط ذرات رس یا هیدروکسیدهای آهن و یا ذرات آلی خاک جذب سطحی گردند و در اثر عوامل فرسایشی در سطح خاک تجمع پیدا کند سلنیوم بعد از این شاید وارد چرخه فعالیتهای بیولوژیکی نیز گردد و از طریق قارچها و باکتریها این مناطق اکسید شود.
در همین مورد Sara thchandra & watkinson (1980) گزارش دادند که قدرت باکتریها در طبیعت در حد ایزوله کردن سلنیوم است ولی در آزمایشگاه آنها توانایی اکسید کردن عنصر سلنیوم به سلنیت و سلنات را دارند.
مقدار سلنیوم در پوسته زمین در حدود ppm0.05-ppm0.02 است.
سلنیوم یک عنصر chalcophil می‌باشد ومقدار آن در شیلهای سیاه بیشتر از ppm675 می‌باشد.
البته مقداری سلنیوم در carbonaceous debris از sandstone ها ممکن است در شرایط احیا آزاد شود.
بطور کلی مقدار سلنیوم خاک مناطق مربوط به سنگهایی است که خاک از آنها تولید شده است مثلا خاکهای مناطقی مثل شمال غربی و جنوب شرقی آمریکا و مناطقی که قبلا دریاچه های بزرگ داشته اند دارای مقادیر کمتر از ppm0.5 سلنیوم هستند ومناطقی که خاک آنها از سنگهای ولکانیک و خاکهایی که از رسوبات شسته شده انباشته شده باشد و نیز خاکهایی که سر منشاء آنها شیلهای حاوی گچ فراوانند مثل داکوتا، مونتانا، نبراسکا و کانزاس دارای مقادیر زیاد تری از سلنیوم هستند که بعدا مفصل راجع به آن بحث خواهد شد.
در مورد حضور اشکال مختلف سلنیوم در طبیعت باید گفت در خاکهای قلیایی سلنیوم عموما به صورت سلنات و سلنیت دیده می‌شود و در خاکهای اسیدی و خاکهایی با تهویه نامناسب به صورت سلنید و سلنیوم عنصری وجود دارد که این دو فرم دارای حلالیت کمتری نسبت به دو فرم شرایط قلیایی هستند.
غلظت سلنیوم در آبهای زیر زمینی، چشمه ها، رودها و دریاچه ها عموما کم است و به عنوان منابع معنی دار برای تامین سلنیوم یا افزایش غلظت آن در ارگانیزمها و ایجاد سمیت در آنها محسوب نمی‌گردد حتی آبهای مناطق سلنیومی‌که حاوی مقادیر بیشتری از سلنیوم هستند هم نمی‌توانند تامین کننده این خواسته باشد.
در جدول (شماره- 11)غلظت سلنیوم در آبهای مختلف نشان داده شده است.
جدول 11: غلظت سلنیوم در آب و ارگانهای مربوط به آن سلنیوم به طور طبیعی در روی زمین و در سنگها وجود دارد و می‌تواند به طرق مختلف وارد سیستم آب و از طریق آن ها یعنی آب و خاک وارد گیاهان و بعد حیوانات گیاهخوار و نهایتا جانوران گوشتخوار گردد.
در آخر به این نکته باید توجه کرد که سلنیوم در طبیعت نه تولید می‌شود و نه از بین می‌رود فقط از شکلی به شکل دیگر آن تبدیل می‌گردد.
موارد استفاده سلنیوم در صنایع از سلنیوم در صنعت عکاسی و چاپ برای ایجاد حساسیت روی فیلمها استفاده می‌گردد و در صنعت شیشه سازی برای شفاف سازی محصولات و همچنین یاقوتی رنگ کردن آنها استفاده می‌گردد، همچنین در تونر فتوکپی ها استفاده می‌شود و در ضمن به عنوان یکی از افزودنیها در صنعت استیل هم کار برد دارد.
سلنیوم خصوصیت تبدیل انرژی نورانی را داراست و با توجه به همین خاصیت با تبدیل هر چه بیشتر انرژی نورانی از قدرت خودش کاسته می‌شود از این خاصیت گاهی در ساختن فتوسل ها اغلب در ساختن لایه فتوگراف فیلمهای عکاسی استفاده می‌گردد.
در برخی از گزارشات آمده که سلنیوم همیشه قدرت تبدیل الکتریسیته Ac به Dc را دارد و به طور وسیع در یکسو کننده هایی مثل ترانزیستورها در ضایع الکترونیک مصرف می‌گردد.
یکی دیگر از کاربردهای وسیع سلنیوم در ضایع بهداشتی و ساختن شامپوهای سلنیوم سولفاید است که حالت آنتی باکتریال دارند و برای رفع شوره سر از آنها استفاده می‌گردد از طریق ترکیب سلنیوم با ویتامین E به عنوان یک مکمل غذایی برای تقویت دستگاه دفاعی بدن و حفظ سلامتی بسیاری از خوراکیها از آن استفاده می‌کنند.
فصل دوم تاثیرات و خطرات سلنیوم تاثیرات سلنیوم جانداران سلنیوم در واقع از دیر باز مورد توجه افراد بوده و وجود آن در علوفه ها و گیاهان گزارش شده است ولی بطور کلی تاثیرات سلنیوم را بر روی جانوران می‌توان از دو جهت کمبود و سمیت بررسی کرد در این بخش ابتدا به نقش سلنیوم در بدن انسان و بررسی نیاز روزانه به آن می‌پردازیم و بعد بیماریهای سمیت سلنیوم را مطرح می‌کنیم و سپس به علائم کمبود و بیماریهای آن در دام و انسان پرداخته می‌شود.
نقش سلنیوم در بدن انسان و بررسی نیاز روزانه به آن سلنیوم از عناصر کم مصرف است که باعث سلامتی می‌شود اما مقدار نیاز به آن خیلی اندک است.
همانطور که گفته شد سلنیوم از عناصر ضروری برای رشد و تکثیر می‌باشد و نیز عامل مهمی‌برای جلوگیری از بیماریهای مزمن در انسان و دام است و از عوامل حفاظتی برای سلولها و اندامهای جانوران می‌باشد پیرو مطالب قبل مقدار سلنیوم در بدن انسان مستقیما مربوط به مقدار سلنیوم در گیاهان است و مقدار و نوع جذب آن است که در نهایت حیوانات از آنها تغذیه می‌کنند و این مقدار مستقما تحت تاثیر مقدار سلنیوم ذاتی خاک، نوع سلنیوم خاک، اقلیم و pH خاک می‌باشد.
گفته می‌شود که مقدار سلنیوم گیاهان توسط نوع و گونه گیاه هم, تحت تاثیر قرار می‌گیرد; دقیقا مثل نوع سلنیوم خاک گیاهانی که به عنوان accumulator سلنیوم عمل می‌کنند به خوبی در بین خاکهای سلنیومی‌رشد می‌کنند و ممکن است در گونه هایی از گون مقداری بیش از ppm 1000 سلنیوم متمرکز گردد.
و در مقابل دیگر گیاهان مانند شبدر سفید و گاو چاق کن مقدار سلنیوم کمی‌را درخود نگه می‌دارند در کل می‌توان گیاهانی را که برای تغذیه دام مورد استفاده قرار می‌گیرند شاخصی (indicator) برای غلظت سلنیوم خاک قرار داد و به این صورت بود که فهمیدند اغلب علوفه های شمال غربی آمریکا دارای مقدار کمی‌سلنیوم اند واکثر دامهای آن منطقه نیاز به سلنیوم تکمیلی در رژیم غذایی خود دارند.
فهرست دانلود تحقیق سلنیوم و اصلاح آلودگی آن در خاک
فهرست:
فصل اول- خصوصیات سلنیوم.. 1
مقدمه: 2
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی: سلینوم. 3
خصوصیات و اشکال سلنیوم در طبیعت: 8
حضور و تولید سلنیوم در طبیعت... 9
موارد استفاده سلنیوم در صنایع.. 13
فصل دوم تاثیرات و خطرات سلنیوم.. 14
تاثیرات سلنیوم جانداران. 15
نقش سلنیوم در بدن انسان و بررسی نیاز روزانه به آن. 15
نقش فیزیولوژیکی سلنیوم. 16
خطرات مصرف بیش از حد سلنیوم. 19
خطرات مصرف زیاد سلنیوم برای سلامتی.. 23
خطرات کمبود سلنیوم در بدن. 31
روش اول: تزریق سلنیوم. 35
روش دوم: د ادن سلنیوم خوراکی.. 35
نمونه هایی از خواراکیهای حاوی سلنیوم زیاد. 37
فصل سوم- آلودگی سلنیوم و نحوه از بین بردن آن. 39
نمونه هایی از خاکهای حاوی سلنیوم زیاد. 40
غلظت سلنیوم در خاک... 40
آلودگی سلنیوم در خاک... 46
نحوه از بین بردن آلودگی به روش گیاه پالایی.. 48
معرفی برخی از گونه ها و گیاهان مفید در phytoremediation.. 52
بررسی و نتایج آزمایشهای مربوط به Phytoremediation.. 56
وارد شدن علم بیوتکنولوژی در phytoremediation.. 59
نتایج و بحث... 61
منابع و ماخذ.. 63
منبع:
Alloway B.J (1995) heavy metals in soils-chapter12- selenium
Katy Wren Ealiss (January 2004) the effects of selenium accumulation in hydroponically grown canola (Brassica napus). Journal of Young Investigators.
Jane Higdon Ph.D (sep2003). Selenium The linus pauling Institute Micro nutrient Infromation center.
Williams and wilkins (October 1997 vol 162). Bioremediation os selenium in soil and water. Soil Science.
Agjournal Reclaiming soil with crops (March 2005) canola-kena oleanup selenium-laden soil)
Now foods (Junuary 2005). Dirt Rich: selenium-Rich soil-treacemineral's Mery Heal Benefits)
Ask the dietitian. Selenium
Dr. Julian Spollholz (sept 2000). Which form of selenium shalli use? (as of 1981)
Desert Rain Nutrition. Selenium Mineral water pint.
Chemistry web Element periodic table (march 2005). Selenium the essentials.
CRC Hand Book of chemistry and physics and the America chemical society (feb-2003) selenium
ATSDR- Public Health statement (sept 2003). Selenium for Heal th
N.L. Gates and K.A Johnson. (june 1995). selenium Related Disorders in Washington livestock. Cooperative Extension washington state university.
North Valley Business Journal (March 2005). Genetically Modified plant can absorb Harmful selenium from soil creatin Valuable Mineral.
Entrez pubmed National Library of Medicine (March 2005) selenium in plant
Institute for environmental studies, Department of chemistry University of south florida. Remediation os selenium contamination by plants and Microbes.
Kathleeam. (Nov.1997). selenium and sailsin the western united states. Electronic Green Journal.
Mahendras. (july 1993). Kenaf production on a saline soil and Its effect on the salinity of soil and shallow Aquifer. California Agricultural technology Institute.
Animal science at cornell university (January 2005). Selenium and Livestoch metabolism, toxicity and deficiency.
Journal of Aquatic plant Management (January 2001). Removal of Aqueous selenium by four Aquatic plants.
Scientific Nutrition for advanced conditioning (feb 2004) selenium
EPA te che Trends (may 1998). Biosolids and fly ash used to restore the Bunker Hill superfund site.
Nucycle therapy-mineralis. Selenium and Brassica vegetables.
Vigortone a leader in animal Nutrition since 1912 (April 2004) the Importance of trace Mineral Nutrition.
Agency for toxic substances and Disease Registry united states public health service (December 1989) selenium
Entrez pub Med Nation Library of Medicine (march 2005) the effect of selenium on the accumulation of some metals in zea May s l. plant treated with indale – 3- acetic acid.
Agricultural research service of united states deparment of Agriculture (Nov 2001). Areas with high concentration of selenium in the soil and Forage produce beef with enhanced concentration of selenium .
The linus pauling Institure-Oregon state university (sep 2003). The Anti concer effect of selenium enriched ramps.
The Daily online Californian (feb 2005). Modified plant may clean soil pollutants.
John Reeves (1995). The Influence of Agriculture on Mineral nutrition and health.
Ehtrz PubMed – National Librany of Medicine (Jan2000). Effect of water stress on selenium accumulation in tall fescue (festu arundinacea schreb) from aselenium-contaminated soil.
Helsinki University Environmental Research unit. Soil biology remediation, Fertilization and control of plant diseas.
Chaney. etal (1997). Phytoremediation os soil metals.
Nutrition Action health letter center for science in the public interest (Jan/feb 1997). The selenium surprise.
Agricultural Biotechnology support Project II (feb 2005). Us scientists fid transgenic mustared efficient in cleanin selenium polluted soil.
Lenntech (March 2005). Selenium-se-chemical properties Health and Environmental effects.
Environmental science and Technology on line news (feb 2005). GM plant field-tested for enhanced soil remediation.
UC Berkeley News (feb-2005). Transgenic planter move more selenium from contaminated soil than wild type plant, new field tests show.
Le Magazine life extension (Nov. 2003). Acomprenensive Guideto preventative blood testing.
Kelakronicle . selenium and Basics of Nutrition and cancer prevention you should know.
University of California toxic sub stances research and teaching program. Up take and volatilization of selenium in the hyper accumulator plant Stanley a pinnate Im plicaption for phytoremediation.
ATSDR (sep-2003). Public health statement for selenium.
Innovation report-university of California-berkeley (feb-2005) transgenic plant remove more selenium from polluted soil than wild plant.
The Daily online Californian (march -2005) modified plant may clean soil pollutants.
Seed Quest News section (feb-2005). Transgenic plant remove selenium from contaminated soil.
Institate of Medicine of the National Academies (Aug-2000) dietary Reference intakes for vitamin C, Vitamin E, selenium and Carotenoids.
Conadian Environmental Quality Guidelines (March -2004). Canadian soil Quality Guide lines – selenium.
Botanical society of America (April -1954). Sulfur- selenium Antagonism.
Ceagasc Technical Digest No.3-6-17(March-2000). Soil testing more reliable than herbagefor measuring heavy metal and trace element.
American society of plant Biologists. Protective effect of selenium an wheat plant under drought stress.
I want my vitamins com (feb 2005). Benefits of selenium.
Water quality water protection Branch Ministry of water, land and air protection. Government of British Columbia (sep 2001). Ambient water Quality Gaidelines for selenium.
Water Quality Guidelines for selenium (Aug. 2001). The effect of selenium on agricultural crops are summarized.
Definition and much more from Answers.com (feb-2004) selenium
CYPRESS created by Nature, improved by technology. (1999). NATURAL occurrence of selenium.
Botanical Society of America (Dec. 1944). Influence of plant extracts, proteins and Amino Acids on the Accumulation of selenium in plants.
Healthy life press Inc (2003). What does certified organic mean?
Healthlife press inc (April-2005). Cancer- selenium seen as prostate protector.
Detailed study of selenium in soil, Representative plant, and Bottom selenium in kerdrick redamation project Area. Selenium in soil and plant.
Office of dietany supplements National institute of health (jan2004). Selenium
University of wise on sin (March-2000). Essential elements for plant growth- selenium