سلنیوم و اصلاح آلودگی آن در خاك

اولین اطلاعات ثبت شده در این مورد توسط ماركو پولو در سال 1295 میلادی بوده است كه در مناطق غربی چین ونزدیك تبت و مغولستان حیواناتش بعد از چرای گیاهان آن منطقه شروع به تلو خوردن می‌نمودند كه امروزه می‌دانیم ناشی سمیت حاد سلنیومی‌بوده است
دسته بندی منابع طبیعی
فرمت فایل doc
حجم فایل 630 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 75

سلنیوم و اصلاح آلودگی آن در خاك

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

فهرست مطالب

فصل اول- خصوصیات سلنیوم. 1

مقدمه: 2

خصوصیات فیزیكی و شیمیایی: سلینوم. 3

خصوصیات و اشكال 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 فیزیولوژیكی سلنیوم. 16

خطرات مصرف بیش از حد سلنیوم. 19

خطرات مصرف زیاد سلنیوم برای سلامتی.. 23

خطرات كمبود سلنیوم در بدن.. 31

روش اول: تزریق سلنیوم. 35

روش دوم: د ادن سلنیوم خوراكی.. 35

نمونه هایی از خواراكیهای حاوی سلنیوم زیاد. 37

فصل سوم- آلودگی سلنیوم و نحوه از بین بردن آن.. 39

نمونه هایی از خاكهای حاوی سلنیوم زیاد. 40

غلظت سلنیوم در خاك.. 40

آلودگی سلنیوم در خاك.. 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 بیوتكنولوژی در phytoremediation. 59

نتایج و بحث.. 61

منابع و ماخذ. 63

مقدمه:

اولین اطلاعات ثبت شده در این مورد توسط ماركو پولو در سال 1295 میلادی بوده است كه در مناطق غربی چین ونزدیك تبت و مغولستان حیواناتش بعد از چرای گیاهان آن منطقه شروع به تلو خوردن می‌نمودند كه امروزه می‌دانیم ناشی سمیت حاد سلنیومی‌بوده است.

برای اولین بار سلنیوم توسط Berzelius كه در سال 1817 یا 1818 رسوبات و لجنهایی كه از اكسیداسیون اكسید سولفور سنگ مس بدست می‌آمد را مورد بررسی قرار داد كشف شد وی متوجه شد كه 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 كرد و متوجه موادی در رسوبات آن شد و آنرا Sulfurrubeum نامید. به هر حال تا سال 1950 كسی متوجه وجود سلنیوم نبود فقط می‌دانستند كه درجدول تناوبی عنصری وجود دارد كه بار گوگرد (s) و عنصر تلوریم (Ti) هم خصوصیات است. و حتی خصوصیاتی به طور مشترك با هر یك از آنها دارد یعنی هم خصوصیات فلزی و هم غیر فلزی را داراست و در حالت سمیت،5 برابر خطرناك تر از آرسنیك می‌باشد؛ در نهایت آنرا سلنیوم نامیدند و بیان نمودند كه این عنصر در محدوده خیلی كوچكی برای جانواران قابل استفاده می‌باشد.

در كل سلنیوم از عناصر كم مصرف می‌باشد كه باعث سلامتی فرد یا گیاه یا حیوان می‌گردد، ولی همانطور كه گفته شد مقدار نیاز به سلنیوم خیلی كم است.

سلنیوم اغلب در پروتئن ها موجب ساختن سلنوپروتئن ها می‌گردد كه برای تولید آنزیمهای آنتی اكسیدان مهم هستند این آنتی اكسیدانها به كمك Se-Pt ها در حفظ سلامتی سلولها كه مورد خطر رادیكالهای آزاد اكسیژن می‌باشند موثرند به صورت خلاصه باید گفت رادیكالهای آزاد بطور طبیعی در متابولیسم اكسیژن ساخته می‌شوند كه ممكن 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.

یكی از راههای مطمئن جذب سلنیوم خوردن غذاهای گوشتی وگیاهانی است كه در مناطقی با خاكهای سرشار از سلنیوم می‌رویند كه در ادامه بطور مفصل راجع به آن بحث خواهد شد. و در نهایت نتجه گیری می‌گردد كه كمبود یا سمیت سلنیوم در بدن انسان تحت تاثیر مقدار سلینوم در بدن دامها و حیواناتی است كه انسان از آن تغذیه می‌كند و آنها هم به نوبه خود متاثر از گیاهان منطقه و خاك آن نواحی اند البته در این میان عواملی چون اقلیم و pH هم موثر خواهند بود.

خصوصیات فیزیكی و شیمیایی: سلینوم

همانطور كه در جدول شماره یك نشان داده شد سلنیوم عنصری با عدد اتمی‌34 و وزن اتمی‌78.96 و چگالی 79/4 گرم بر سانتیمتر مكعب در 20 درجه سانتگراد است. حجم اتم آن 45/16 سانتیمتر مكعب بر مول می‌باشد و جزء عناصر غیر فلزی و از گروه شش جدول تناوبی است كه معروف به chalcogen می‌باشد.

جدول 1: خصوصیات عمومی‌سلینوم

Name

Selenium

Symbol

Se

Atomic number

34

Atomic weight

78.96

Density @ 293 K

4.79 g/cm3

Atomic volume

16.45 cm3/mol

Group

Non-Metal, Chalcogen

Discovered

1818

همانطور كه در جدول شماره دو نشان داده شده است دمای ذوب این عنصر 490.2 درجه كلوین و دمای جوش آن 958 درجه كلوین برابر با 685 درجه سانتیگراد می‌باشد و همچنین انرژی ویژه ذوب آن 6.694 كیلو ژول بر مول است و گرمای ویژه تبخیر آن 37.7 همچنین فشار بخار این عنصر در 494 درجه كلوین برابر 0.695 پاسكال است می‌باشد.

جدول 2: خصوصیات فیزیكی سلینوم

State (s, l, g)

s

Melting point

490.2 K

Boiling point

958 K

Heat of fusion

6.694 kJ/mol

Heat of vaporization

37.70 kJ/mol

Vapor pressure 0.695 pa at 494 K

Speed of sound 3350 m/s at 293.15 K

همانطور كه در جدول (شماره-3) انرژیهای یونش عنصر سلنیوم نشان داده شده است.

اولین انرژی یونش این عنصر490.9 كیلو ژول بر مول و دومین انرژی یونش آن 2044.5 كیلوژول بر مول و سومین انرژی یونش آن 2973.7 كیلو ژول بر مول و چهارمین یونش آن 4144 كیلو ژول بر مول می‌باشد و با توجه به اینكه گرمای یونیزاسیون آن 227 كیلوژول بر مول اتم است دارای الكترونگاتیوی 2.55 می‌باشد.

جدول 3: انرژی یونش سلنیوم

1st ionization energy

940.9 kJ/mole

Electronegativity

2.55

2nd ionization energy

2044.5 kJ/mole

Electron affinity

194.97 kJ/mole

3rd ionization energy

2973.7 kJ/mole

Specific heat

0.32 J/gK

4th ionization potential

4144 Kj/mol

Heat atomization

227 kJ/mole atoms

در جدول (شماره –4) نشان داده شده است كه آرایش الكترونی این عنصر به صورت می‌باشد و حداقل عدد اكسیداسیون آن -2 و حداكثر آن 6 است.

جدول 4: آرایش اتمی‌و عدد اكسیداسیون سلنیوم

Shells

2,8,18,6

Electron configuration

[Ar] 3d10 4s2 4p4

Minimum oxidation number

-2

Maximum oxidation number

6

Minimum common oxidation number

-2

Maximum common oxidation number

6

همانطور كه در جدول (شماره –5) نشان داده شده است. آرایش فضایی آن به صورت ساختار صندلی شكل است به رنگ مشكی،با حالت سمیت برای مصارف پزشكی و صنایع چاپ است كه دارای سختی 2 در جدول موس می‌باشد و به 6 فرم در طبیعت یافت می‌شود.

جدول 5: خصوصیات ظاهری سلنیوم

Structure

parallel chains

Color

black

Uses

Xerography, medicines

Toxicity

yes

Hardness

2 mohs

Characteristics

6 forms

در جدول (شماره-6) نشان داده شده است كه سلنیوم در واكنشهای شیمیایی شركت كرده و مثلا در واكنش با هوا به صورت Seo2 در می‌آید و یا در واكنش با NaoHوHcl 6 مولار واكنشی نشان نمی‌دهد ولی در واكنش با HNo3 15 مولار واكنش به صورت ملایم صورت می‌گیرد و حاصل آنx H2Seo3,No است.

جدول 6: واكنشهای سلنیوم با مواد دیگر

Reaction with air

vigorous, w/ht =>SeO2

Reaction with 6M HCl

none

Reaction with 6M HCl

none

Reaction with 15M HNO3

mild, =>H2SeO3, NOx

Reaction with 6M NaOH

در جدول (شماره –7) اشكال سلنیوم مشخص گردیده است. این عنصر دارای 9 ایزوتوپ شخص می‌باشد و در كل برای آن 15 ایزوتوپ پیشبینی می‌كنند.

و فرمهای مختلفی در طبیعت دارد كه به صورت هیدرید (seH2)، اكسید (Seo2,Seo3) كلرید (Se2Cl2,Se4 Cl16) می‌باشند.

جدول 7: اشكال سلنیوم

Number of isotopes

6

Hydride(s)

SeH2

Oxide(s)

SeO2 SeO3

Chloride(s)

Se2Cl2 Se4Cl16

در جدول (شماره-8 )شعاعهای اتمی‌و یونی و نیز شعاعهای كووالانسی و واندروالسی عنصر سلنیوم نشان داده شده است.

جدول 8: شعاعهای اتم و یون سلنیوم

Ionic radius (2- ion)

184 pm

Atomic radius

119 pm

Covalent radius

116 pm

Vander waals radius

190 pm

در جدول 9: هدایت الكتریكی سلنیوم نشان داده شده است.

جدول9: هدایت الكتریكی سلنیوم

Thermal conductivity

0.52 J/m-sec-deg

Electrical conductivity

106/m.ohm

Polarizability

3.8 A^3

در جدول (شماره-10 )همانطور كه نشان داده شده است به نه مورد از ایزوتوپهای سلنیوم اشاره گردیده كه از میان آنها دو ایزوتوپ se 72 و se 79 در طبیعت وجود ندارد و ایزوتوپهای se 76و se 77 و se 78 هر كدام به ترتیب با 44,43,42 نوترون پایدار می‌باشند و سه ایزوتوپ باقی مانده یعنی se 75 با 119.7 روز، se 79 با

1.13 106 سال و se 82 با1020 1.08 سال دارای نیمه عمری نسبتا طولانی می‌باشند

جدول 10: ایزوتوپهای عنصر سلنویم

iso

NA

half-life

DM

DE MeV

DP

72Se

{syn.}

8.4 d

Ε

0.335

72As

74Se

0.87%

Se is stable with 40 neutrons

74Se

0.87%

Se is stable with 40 neutrons

75Se

{syn.}

119.779 d

Ε

0.864

75As

76Se

9.36%

Se is stable with 42 neutrons

76Se

9.36%

Se is stable with 42 neutrons

77Se

7.63%

Se is stable with 43 neutrons

77Se

7.63%

Se is stable with 43 neutrons

78Se

23.78%

Se is stable with 44 neutrons

78Se

23.78%

Se is stable with 44 neutrons

79Se

{syn.}

1.13 E6 y

β

0.151

79Br

80Se

49.61%

Se is stable with 46 neutrons

80Se

49.61%

Se is stable with 46 neutrons

82Se

8.73%

1.08 E20 y

β

2.995

82Kr

خصوصیات و اشكال سلنیوم در طبیعت:

برای سلنیوم شكلهای زیاد آلوتروپیك وجود دارد كه از بین 3 گونه آن كاملا شناسایی شده است.

سلنیوم می‌تواند به صورت آمورف و یا كریستالی باشد نوع آمورف آن به رنگ مشكی و یا قرمز مایل به شكلی و نوع منوكریستالی آن به رنگ تیره است و نوع كریستالی هگزاگونال آن كه دارای پایداری زیادی است به رنگ خاكستری با جلای فلزی می‌باشد.

در واقع عنصر سلینوم به حالت غیر رسمی‌است و به طور كلی به عنوان یك عنصر ریز مغذی (trace element) معرفی شده است، اما به هر حال هیدروژن س؟ و تركیبات دیگر سلنیوم به شدت سمی‌می‌باشد و خصوصیاتی مشابه آرسنیك در واكنشهای بیولوژیكی دارد.

سلنیوم در طبیعت دارای 9 ایزوتوپ شناخته شده است كه در كل برای آن حدود 15 ایزوتوپ تخمین می‌زنند و با توجه به آنكه عضو گروه گوگرد است خصوصیاتی مشابه به آن برایش در نظر می‌گیرند.

شایان ذكر است كه در زمان نبودن اكسیژن خاك حالت اسیدی پیدا كرده در این زمان سلنیوم می‌تواند وارد گیاهان و میكروارگانیزمها (به مقدار كمتر) گردد. مورد بعدی اینكه سلنیوم عنصری نمی‌تواند به راحتی در آب حل گردد و از اشكال محلول خود پویایی كمتری دارد بنابراین حتی در حالت اسیدی بودن خاك هم در خاك باقی می‌ماند كه البته در این حالت از نظر سمیت خطر كمتری دارد.

تركیبات مختلف سلنیوم می‌توانند نسبتا در آب حل گردند و اغلب اوقات بسیار متحرك 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 كه سلنیوم می‌تواند جذب بافتهای زنده شود و ممكن 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 مشكلاتی را موجب می‌گردد كه در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.

اشكال سلنیوم در طبیعت علاوه بر حالت سلنیوم عنصری به صورت سلناید، سلنات و سلنیت و سلنیوم آلی است كه از بین آنها سلنات و سلینت بیشترین آمادگی جذب توسط گیاه را دارند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *