پایان نامه - مقاله - تحقیق

:

خسارات ناشی از دما های سرد بحرانی بویژه در اکوسیستم های طبیعی و مناطق پرجمعیت شهری در حال افزایش است. ایران مرکزی سرزمینی خشک و مستعد رخداد سرما بویژه طی زمستان است و فاقد منابع تعدیل کننده تنش های دما مانند منابع آب و پوشش گیاهی انبوه است. در تحقیق حاضر برای تعیین امواج سرمای ایران مرکزی، داده های دمای بیشینه روزانه مربوط به مجموع هشت شهر شامل شاهرود، تهران، سمنان، کاشان، اصفهان، یزد، کرمان و بم تهیه و دماهای صفر و زیرصفر آنها به عنوان امواج سرما استخراج شد. بر این اساس، تعداد 47 موج سرما در بازه آماری (1980-2012) شناسایی شد و در دومین مرحله بر پایه 2 معیار زمانی و مکانی یعنی به ترتیب دو روز دوام و درگیری دو ایستگاه و بیشتر، 17 مورد سرمای بحرانی تعیین شد. گشایش پرونده های داده های ترازی هوا تهیه شده از بایگانی NCEP/NCAR، تبدیل آنها به پوشه های متنی طی تاریخ های سرماهای بحرانی و رسم نقشه های هوای روزانه و ترکیبی با استفاده از نرم افزار Surfer سه مرحله از کار بود که به طراحی الگوهای همدید برای تعیین تراز و سمت غالب فرارفت هوای سرد سیبری انجامید. نتایج نشان داد که فرارفت سرما بسوی ایران مرکزی طی 70 درصد مواقع در پایین ترین ترازها (ترازهای دریا و 1000 هکتوپاسکال) و در قالب زبانه های پرفشار سیبری رخ داده است و تنها در 12 درصد اثر پرفشار ارتفاعی تبت و 17 درصد اثر پرفشارهای سرد مهاجر (غربی) آشکار شد.

تحلیل الگوهای های بردار باد و دما در تراز 1000 ه. پ برای  آزمون سمت فرارفت هوای سرد طی روزهای رخداد سرماهای بحرانی نشان داد که بردارهای باد در 70 درصد مواقع (12 مورد از 17 مورد)، از سمت جنوب شرق به عنوان دنباله بادهای شرقی از روی افغانستان و پاکستان و گاهی هم از سمت شمال شرق و شرق بر گستره ایران مرکزی راه یافته اند.

فصل اول: سرآغاز

تغییر در بسامد بلایای آب و هوایی مانند موج های سرما یکی از مهمترین جنبه های تغییر آب و هوا است (کنکال و همکاران؛ 1999). همه ساله افراد زیادی با گسترش و وقوع موج های گرم و یا بوران های سرمایی هلاک می شوند (علیجانی،1390). در این میان دماهای بسیار سرد به عنوان خطر یا بحران برای انسان تعریف شده اند. اساسا عنصر دما از دیرباز مورد توجه آب وهواشناسان بوده (عساکره؛ 1388)، تغییرات کوتاه مدت و درازمدت آن می­تواند ساختار آب و هوای هر محل را دگرگون سازد.

بر اساس گزارش هیأت بین الدول آب وهوا  (IPPC. 2001)دمای سطح کره زمین در فاصله زمانی 1861-2001 میلادی حدود 0.6 درجه سانتی گراد افزایش یافته است. این درحالی است که رفتار فراسنج دمای حداقل و حداکثر با یکدیگر متفاوت بوده، دمای حداقل به طور آشکاری نرخ افزایشی داشته است. با وجود افزایش دمای حداکثر، نرخ آن از نرخ دمای حداقل کمتر بوده است (کارل و همکاران،1993).

از این رو بنا به قول شعبانی و همکاران (1392: 896)، مدلسازی متغیرهای حدی دمای هوا و پیش بینی دماهای حداکثر و حداقل به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای آب وهوای با توجه به تغییرات آب وهوایی، گرمایش جهانی و خشکسالی­ها، قطعاً فرصت بیشتری را جهت برنامه

 ریزی و ارائه تمهیدات لازم به خصوص در آب و هواهای خشک و نیمه خشک در اختیار برنامه ریزان قرار می دهد.

1-1- بیان مسأله

ایران به دلیل گستردگی زیاد در طول و عرض جغرافیایی، پیچیدگی در پیکربندی ناهمواری ها و یورش توده های هوا با خاستگاه های گوناگون، از نظر دمایی شرایط ویژه ای دارد. تکرار توده های هوایی که به وسیله سامانه های چرخندی و واچرخندی و یا گسترش زبانه های آنها به ایران می رسند و شرایط رطوبتی و دمایی هوای روزمره را تعیین می کنند؛ در درازمدت، شرایط آب و هوایی ایران را به وجود می آورد (علیجانی،1383: 37).

سرزمین ما به دلیل  شرایط جغرافیایی خاص، یعنی موقعیت آن در رابطه با گردش عمومی جو و قرار گرفتن آن در عرضهای جغرافیایی میانه، در فصول مختلف سال تحت تاثیر آنتی سیکلونهایی با منشاهای مختلف و خصوصیات فیزیکی گوناگون قرار می گیرد، از جمله این آنتی سیکلون ها، پرفشار سیبری است که مهم ترین مرکز کنش جوی اوراسیا طی زمستان است و اثر محسوسی بر آب وهوای ایران دارد (لشکری 1375: 4).

از جمله سامانه های موثر بر توده هوای وارد شونده به سرزمین ایران می توان به موارد زیر اشاره کرد؛

 توده هوای عموما گرم و خشک ناشی از پرفشاره جنب حاره: پرفشاره جنب حاره، سامانه پویشی (دینامیکی) بزرگی در مقیاس سیاره ای است که کانونی روی اقیانوس اتلس شمالی دارد. در دوره گرم سال زبانه ای از پرفشار جنب حاره روی ایران است. قلمرو این زبانه از تراز 700 تا 1000 ه.پ گسترش دارد و سبب حاکمیت هوایی گرم و خشک بر بخش بزرگی از ایران (شبانکار و جلبیان، 1389: ص 48)، بویژه در سرزمین های دور از ساحل می شود.  با حرکت پرفشارجنب حاره و رودباد همراه با آن به عرض های پایین تر، از ماه دسامبر و ورود بادهای غربی به ایران در دوره سرد سال (امام هادی، 1383: 36) می توان شاهد ورود توده های هوایی دیگری بود.

n توده های هوای سرد و خشک ناشی از پرفشار سیبری: پرفشار سیبری از میانه ی مهر تا میانه ی فروردین بر آسیا حاکم است. این سامانه نقش دمایی مهمی در ایران بازی می کند و چنانکه پیش از این براتی و علیجانی (1378: 55)، تحقیق کرده اند، طی فصل بهار زبانه های سرمای آن از شمال شمال شرق و گاهی شمال غرب به ایران نفوذ می کنند. مسعودیان (1386: 22) نیز به گسترش این هوای بسیار سرد و خشک بر بخش هایی از کشور اشاره دارد.

n توده های هوای اقیانوسی مدیترانه ای ناشی از ورود بادهای غربی: دریای مدیترانه در مسیر بادهای غربی قرار دارد و اثرات آن از طریق این باد ها به ایران گسترش می یابد. در دورۀ سرد سال بر اثر استقرار فرود بلند مدیترانه، سامانه های غربی فشار هوا اعم از موج های سطح بالا و چرخندهای روی زمین به طرف ایران می آیند. از این رو رطوبت بارندگی ها در دورۀ سرد سال به وسیلۀ سامانه های مهاجر دریای مدیترانه تأمین می شود (علیجانی؛1391).

n  توده هوای نسبتا گرم و مرطوب ناشی از ورود زبانه های کم فشار سودانی: کم فشار سودانی که در شمال آفریقا تشکیل می شود و در فصل تابستان به صورت یک کم فشار حرارتی عمل می کند و در زمستان رفتار پویشی دارد .هر گاه کم فشار سودانی و مدیترانه ای با هم مرتبط شوند، ناوۀ عمیق در شرق مدیترانه به وجود  می آید و موجب ورود توده های نسبتاً گرم و مرطوب و بارش های سنگین در اغلب نقاط ایران می شود (جوانمرد و همکاران،1382).

1-1-1- اهمیت سرماهای بحرانی از نظر محققان

دما از مهمترین عناصر آب وهوایی است و تغییرات ناگهانی آن به ویژه افت دما به مقادیر زیر صفر درجه، منشأ بسیاری از تحولات فیزیکی، شیمیایی و زیست محیطی است. به همین دلیل، بررسی روند دما در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی مورد توجه محققان بوده، بخش بزرگی از ادبیات آب وهوا شناسی را به خود اختصاص داده است. در این مجال به بیان اهمیت موضوع دماهای بحرانی سرد از سه جهت می پردازیم:

– به لحاظ مفهومی:

هن و همکاران (2009)، در تحقیق خود یک موج سرد را  با عنوان یک کاهش دمای سریع و غیرمتعارف برای یک دوره کوتاه مدت 24 ساعته روزانه تعریف کرده اند البته نه سرد مطلق بلکه سردی نسبی معادل انکه انسان کاهش درجه حرارت را احساس کند.

مشکلاتی که هر ساله دماهای بحرانی سرد در مناطق مختلف جغرافیایی و بخصوص منطقه ایران مرکزی به وجود می آورند باعث شده که موضوع مطالعه این دماها اهمیت علمی و کاربردی پیدا کرده، اثرات مختلف این دماها بررسی شود. این اثرات از جمله شامل ترکیدن لوله های آب، دیواره استخرها و حوض ها، بروز بیماری های واگیردار زمستانی مانند سرماخوردگی آنفلوانزایی، سارس و آلودگی هوا و مصرف زیاده از حد سوخت، مرگ و میر حیوانات وحشی و هجوم آنها به مراکز زیست انسانی، وقوع اینورژن های حرارتی و تشعشعی است (قویدل رحیمی و خوشحال دستجردی، 1389: 180). 

– به لحاظ کمی: گاوس و همکاران (2014)، اندازه گیری هوای سرد بحرانی را از طریق شاخص های مختلف آب و هوایی از جمله آستانه های بحرانی (دمای زیر 15- درجه)، سرمازدگی (تعداد روزهایی که دمای حداقل زیر صفر باشد)، یخبندان (تعداد روزهایی که دمای حداکثر روزانه زیر صفر درجه باشد) و شاخص مدت زمان دوام سرما (مثلاً، شش روز متوالی دمای حداکثر روزانه پایین تر از صدک دهم باشد) می داند.

– به لحاظ پیامدها و زیان ها:

بسیاری از بحران های ایجاد شده به طور کلی خطر نامیده می شوند و بیشتر از شرایط آب و هوای نشأت می گیرند (علیجانی،1390). مشکلاتی که هر ساله دماهای بحرانی سرد در مناطق مختلف جغرافیایی و بخصوص منطقه ایران مرکزی به وجود می آورند باعث شده که موضوع مطالعه این دماها اهمیت علمی و کاربردی پیدا کند. اثرات مختلف این دماها، در مواقع افت قابل بحث است مانند مسایلی که برای جوامع به وجود می آورد (مثل ترکیدن لوله های آب، دیواره استخرها و حوض ها، بروز بیماری های واگیردار زمستانی مانند سرماخوردگی آنفلوانزایی، سارس، آلودگی هوا با مصرف زیاده از حد سوخت، مرگ و میر حیوانات وحشی و هجوم آنها به مراکز زیست انسانی، وقوع اینورژن های حرارتی و تشعشعی مورد بررسی قرار داده شود (قویدل رحیمی و خوشحال دستجردی، 1389: 180).

       از نمونه این خسارات می توان به وقوع موج سرمای دی ماه 1386 اشاره کرد که همه ایران را در بر گرفت و به تبع آن استان های مورد پژوهش این تحقیق نیز طی چندین روز متوالی از 15 تا 20 دی 1386 شاهد دمای شدید سرد و یخبندان بودند. از خسارات این سرما می توان به تعطیلی تمام مقاطع تحصیلی و دانشگاه های استانهای تهران، سمنان و یزد به مدت دو روز، قطع و افت فشار گاز در اغلب شهرهای تهران، شاهرود، کاشان، یزد و کرمان، لغو اکثر پروازهای مسافرتی بعلت برودت و سردی هوا اشاره کرد (سایت خبر گذاری تابناک؛ در تاریخ 16/10/1386) همچنین کاهش دما به زیر صفر درجه در تمام ایستگاه ها، از جمله در استان سمنان کاهش دما تا منفی 13 درجه، شاهرود منفی 12 (سایت خبر گذاری فارس؛ 18/10/1386). اعلام وضعیت حاد برای هشت استان كشور، سرگردانی بیش از سه هزار تن در راه های یزد اشاره کرد . این امواج سرد که با کاهش شدید دما و ریزش برف سنگین (100سانتی متر در اطراف قمصر) همراه بود، باعث مسدود شدن اکثر راههای ارتباطی شهری و روستایی کاشان، تهران به قم و دیگر شهرها شد (سایت سازمان مدیریت بحران کشور؛ در تاریخ 17/10/1386).

       مرتبط با دماهای بحرانی سرد، رزنویک (1996) و ساکاموتو (1997) اشاره می کنند که  قرار گرفتن در معرض دماهای بسیار پایین در فصل سرد سال برای سلامت کودکان، سالمندان، بی خانمان ها و افرادی که بیماریهای تنفسی، قلبی و عروقی دارند، زیان زیادی به همراه دارد. علاوه بر این اگر دماهای سرد همراه با بارش برف باشند می تواند اقتصاد مناطق را بی تحرک کند. این محققان تخمین زده اند که سرماهای شدید در طول مدت ماه های سرد سال منجر به 3 تا 18 درصد از مجموع مرگ و میر در کشورهای توسعه یافته اقتصادی می شود. تخمین زده می شود که مرگ و میر سالانه مربوط به سرمای شدید  ایالات متحده 0.8درصد از متوسط مرگ و میرهای سالانه باشد (دسکینس؛ 2007). کمیسیون اتحادیه اروپا اثر سوانح ناشی از دماهای حدی آب و هوایی را به 5 بخش شامل صدمات در بخش های جنگلداری و کشاورزی، صدمات بوم شناختی، گردشگری، انرژی و بیمه و حفاظت تاسیسات تقسیم کرده اند (هانسون و همکاران؛ 2007). نتایج تحقیقات هان و همکاران (2009) در سئول کره جنوبی نشان داد افراد مسن و افراد مبتلا به بیماریها قلبی و عروقی در معرض دمای منفی 2 درجه سلسیوس دچار مشکلات جسمی جدی و حتی مرگ و میر می شوند. شبیه این نتایج در اسپانیا برای افراد مسن (بالای 70 سال) و مرتبط بیماری های تنگی نفس، قلب و عروق و آنفلونزا و ذات الریه بدست آمد است (کامرون و همکاران؛ 2010).

   لذا مطالعه و شناسایی دقیق دماهای بحرانی برای برنامه ریزی زندگی آرام و پایدار انسان و حفظ تعادل محیط زیست لازم است. به منظور انجام برنامه ریزی های منطقی برای هر قسمتی از زمین باید اول بحران های موجود شناخته شوند تا برنامه های عمرانی و پیشرفت قابل اجرا باشد.

   امروزه با استفاده از داده های جوی زمینی و ترازهای بالا می توان روابط سامانه های فشار با ویژگی ها و رفتار  دماهای بحرانی طی دوره  سرد سال مطالعه و مدل سازی کرد تا بتوان از خسارتها کاسته، راهکارهایی برای کاهش آنها در منطقه پیشنهاد داد.

   شهرهای منتخب در این تحقیق در گسترۀ چهار استان شامل سمنان،اصفهان، یزد و کرمان قرار دارند که در محدوده30 تا 35 عرض شمالی و 25 تا 62 شرقی قرار دارند. این ناحیه با امتداد شمال شرق- جنوب غربی و در راستای جهت نفوذ سامانه پرفشارسیبری، دارای میانگین انحراف به هنجار دما برابر 3- درجه سلسیوس است.

      ماهیت پست بودن منطقه، فقر پوشش گیاهی و در نتیجه امکان ذخیره اندک حرارتی زمین ها در پی آن گسترش زبانه های هوای سرد، گاه باعث وقوع دماهای بحرانی تا منفی 2/13 درجه سلسیوس برای نمونه در اصفهان (1374) و در نتیجه بروز اختلال در ارتباطات و خسارات به خطوط انتقال سوخت شده است. در این تحقیق با استفاده از داده های بیشینه روزانه ایران مرکزی و تعیین سالهایی که دما کمتر از میانگین بوده است و در نتیجه تعیین دماهای بحرانی منطقه طی فصل سرد و نهایتاٌ تحلیل نقشه های هوا در محدوده تعریف شده، تراز و سمت فرارفت جریان های سرد هوا بررسی و مدلسازی شد. بر پایه موارد اهمیت یاد شده، اهداف این تحقیق شامل موارد زیر بودند.

:

محققان تأكید دارند كه قرار گرفتن در معرض تشعشعات امواج، اثرات نامحسوسی بر سلامتی انسان دارد و این اثرات به طول موج اشعه بستگی دارد .شواهد نشان می دهد افرادی كه بیش از سایرین در معرض امواج الكترومغناطیسی هستند، معمولا در مراحل اولیه خواب فعالیت های مغزی بیش تری نسبت به سایرین داشته و احسا س آشفتگی دارند. بنابراین هنگامی كه ما از راحتی و آسودگی استفاده از لوازم الكتریكی  و تلفن های همراه لذت می بریم و كارهای روزمره خود را با آن ها انجام می دهیم به طور همزمان در معرض اثرات منفی امواج الكترومغناطیسی قرار داریم، اما متأسفانه همه ما سعی داریم این واقعیت كه استفاده مداوم و طولانی مدت از لوازم الكتریكی آسیب

 هایی بر بدن ما وارد میکند را نادیده بگیریم و به راحتی از كنار آن بگذریم . گزارش های علمی حاكی از آن است كه تلفن های همراه یكی از منابع اصلی تولید امواج الكترومغناطیسی هستند و دانشمندان بر این عقیده اند كه استفاده از این وسیله ارتباطی می تواند اثرات مخربی را بر سلامت انسان داشته باشد. امروزه پیشرفت تكنولوژی و به دنبال آن گشایش افق های تازه بر روی انسان قرن 21 از یكسو و بهبود وضعیت اقتصادی مردم در نقاط مختلف جهان از سوی دیگر سبب شده تا اقشار مختلف مردم به منظور راحتی كار و افزایش رفاه خود از ابزارهای جدیدی استفاده كنند . به نظر می رسد كه استفاده از این ابزارها علاوه بر فواید آن، زیان هایی را برای كاربران آن ها به همراه دارد که از جمله آن ها می توان به انتشار امواج الكترومغناطیسی از انواع دستگاه های تلفن همراه و وسایل برقی نظیر مایكروویو، سشوار، سیستمهای بی سیم، موتور ماشین ها، سیم های فشار قوی، انواع كامپیوترها و بسیاری از لوازم برقی موجود در اطراف ما اشاره كرد كه همواره به عنوان تهدیدی جدی برای سلامتی انسان ها محسوب می شوند و ما را همواره در معرض ابتلا به ناهنجاری هایی قرار می دهد. تحقیقات دانشمندان روی پدیده های الكتریكی و مغناطیسی و وابستگی آن ها نشان داد كه الكتریسیته و مغناطیس و نور از هم جدا نبوده و از یك جنس هستند و نور بخش كوچكی از آن است و فقط طول موج امواج انهاست كه این پدیده ها را از هم جدا می كند. دو جسم كه دارای بار الكتریكی باشند بر یكدیگر نیرو وارد می كنند. كولن تحت تأثیر قانون جهانی گرانش نیوتن مقدار نیرویی را كه اجسام باردار بر یكدیگر وارد می كنند را به طور ریاضی بیان كرد كه طبق آن، این مقدار با حاصلضرب بارها متناسب و با مجذور فاصله نسبت عكس دارد.

F=kqQ/r^ .

مخلوط­های دوتایی

محلول به ترکیب همگن دو یا چند ماده گفته می­‌شود منظور از ترکیب همگن این است که اجزای تشکیل دهنده مخلوط در یک فاز باشند و اجزاء آن قابل تفکیک از یکدیگر نیستند.. به­طور معمول ماده­ای که به مقدار بیشتری در مخلوط موجود باشد، حلال نامیده می­شود. حلال می­تواند گاز، مایع و یا جامد باشد. به مواد دیگری که در محلول موجود هستند (به غیر از حلال) حل شونده می­گویند. حلال در هر فاز فیزیکی باشد، محلول هم در همان فاز خواهد بود. محلول­ها نقش بسیار مهمی در مطالعات علمی و تحقیقاتی دارند زیرا اکثر پدیده­های شیمیایی و بیوشیمیایی در فاز محلول انجام می­گیرد. سیستم های دوتایی از نقطه نظرهای متعددی حائز اهمیت می­باشند خواص شیمی فیزیکی مخلوط دوتایی از دو نقطه نظر نظری و عملی برای درک نظریه مایع اهمیت دارد ]1[. خواص ترمودینامیکی محلول­های مایع دوتایی اغلب براساس توابع اضافی هما­نند حجم مولار اضافی، آنتالپی اضافی و انرژی گیبس اضافی، مطرح می­شوند،­ مطالعه این خواص ترمودینامیکی و درجه انحراف آن از حالت ایده آل در درک طبیعت بر همکنش­های بین مولکولی میان دو محلول و همچنین به عنوان یک

 روش کمی و کیفی برای استنباط اطلاعات مربوط به ساختار مولکولی و نیروهای بین مولکولی بسیار مفید است [3,2].

از میان این خواص ترمودینامیکی، خواصی مانند چگالی، گرانروی، ضریب شکست، وخواص حجمی مرتبط با آن بیشتر مورد بررسی قرار می­گیرند زیرا این اطلاعات منعکس کننده رفتار واقعی حل شونده و میزان برهمکنش آن با حلال می­باشد که از این دانش می­توان در عملیات­های مهندسی مانند طراحی، کنترل و بهینه­سازی فرایندهای شیمیایی استفاده نمود [4].

اطلاعات چگالی، گرانروی مایعات خالص و مخلوط­ها به منظور اهداف نظری و عملی حائز اهمیت می‌باشند و از نظر کمی و کیفی در مطالعه جنبه­های ترمودینامیک – انتقال مرتبط با جریان مایع و گرما مفید می­باشد [5].

سولفولان یک حلال آب­گریز دو قطبی، با فرمول مولکولی C4H8SO2 دارای جرم مولکولی 17/120 گرم بر مول می­باشد که به شکل مایع خالص بی­رنگ است اما در صنعت اغلب در رنگ زرد روشن به علت برهمکنش با هوا می باشد که که بطور وسیع در صنعت نفت برای بازیافت ترکیبات آروماتیک و دیگر ترکیبات آلی با روش استخراج مایع[1] بکار می­رود و همچنین در استخراج گاز  برای خالص­سازی و تصفیه بخار گاز طبیعی استفاده می­شود و برای جزء جزء کردن اسید چرب به اجزای اشباع و غیر اشباع، به عنوان حلال واکنش برای تهیه  پیریدین، ایزوسیانات، تهیه دارو و همچنین فرآیند پلیمریزاسیون کاربرد و اهمیت ویژه­ای دارد [7,6].

کلروبنزن، یک مولکول قطبی است و به عنوان یک ترکیب مهم در سینتیک شیمیایی، در فرایند دارویی و بیولوژیکی”ضد قارچ”، به عنوان ضدعفونی کننده و به طور گسترده­ای در تهیه حلال­های صنعتی به­کار می­رود [9,8].

برومو بنزن مایعی زرد رنگ با بویی معطر که یک هالو بنزن است و به عنوان یک ماده اولیه در ساخت فن سیکلیدین استفاده می­شود و همچنین به عنوان حلال صنعتی و یک افزود­نی در روغن­های موتور به­کار می­رود و همچنین در تولید دارو کاربرد دارد [10].

نیترو بنزن، یک حلال دو قطبی چند منظوره است که برای تحقیقات سینیتیکی و الکتروشیمیایی به­کار می­رود که 95% آن در تهیه آنیلین مصرف می­شود و همچنین در تهیه لاستیک ، آفت­کشها، مواد منفجره، دارو و همچنین به عنوان یک عطر ارزان قیمت در تهیه صابون و موارد بسیار دیگر کاربرد دارد ]13,11[

مروری بر پژوهش­های انجام شده

کریشنا و همکارانش[2] در سال 2009 چگالی، گرانروی، مخلوط­ های دوتایی از سولفولان با آمین آلیفاتیک را در دمای15/308 درجه کلوین و در فشار اتمسفر اندازه­گیری کردند و توابع اضافی مربوطه را محاسبه و علامت و بزرگی این کمیت­ها را در عبارتی از پیوند هیدروژنی و برهمکنش­های دو قطبی دو قطبی بین ترکیبات به بحث گذاشته و مشاهده کردند که حجم مولار اضافی، محلول دو تایی منفی می­باشد که ناشی از برهمکنش­های دوقطبی دوقطبی قوی بین ترکیبات می­باشد [6].

مطالعات انجام شده توسط پات واری[3] و همکارانش بر روی خواص ترمودینامیکی مخلوط­های دوتایی شامل اندازه گیری چگالی، گرانروی و سرعت صوت مخلوط­های دوتایی سولفولان با ایزومرهای استات (اتیل استات، n پروپیل استات و n بوتیل استات) در دماهای مختلف است در این تحقیق توابع اضافی مربوطه محاسبه و داده­های تجربی با معادله ردلیچ کیستر ارتباط داده شده و اثرات ساختاری از جمله تغییرات طول زنجیر در میزان برهمکنش بین مولکولی به بحث گذاشته شد ]14[.

بعلاوه مطالعات صورت گرفته شده توسط شوکلا[4] و همکارانش بر روی خواص ترمودینامیکی مخلوط­های دوتایی شامل اندازه گیری چگالی، گرانروی مخلوط­های دوتایی از متانول باکلروبنزن، برومو بنزن در دما­های مختلف که در آن توابع اضافی مربوطه محاسبه و برهمکنش­های بین مولکولی و اثرات ساختاری تشریح گردیدکه بر اساس آن این نتیجه حاصل شد مقادیر منفی حجم مولار اضافی مشاهده شده نشان دهنده برهمکنش دوقطبی دوقطبی قوی بین ترکیبات می­باشد [15].

در پژوهشی دیگر چگالی، گرانروی مخلوط­های دوتایی 2- اکتانول با برومو بنزن و کلرو بنزن در دما­های مختلف توسط باهاتیا[5] و همکارانش اندازه گیری شده است و توابع اضافی مربوطه تعیین و این نتیجه حاصل شد که مقادیر مثبت حجم مولار اضافی نا­شی از برهمکنش بین مولکولی ضعیف بین 2 -اکتانول و ترکیبات آروماتیک می­باشد [16].

گیاهان منبع غنی از ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی هستند که از مهمترین آنتی­اکسیدان­های طبیعی به شمار می­آیند. آنتی­اکسیدان­های موجود در رژیم غذایی به لحاظ محافظت بدن در مقابل استرس اکسیداتیو و حفظ سلامت حائز اهمیت هستند. در این تحقیق به بررسی تأثیر متیل جاسمونات بر محتوای فنلی و فلاونوئیدی و همچنین اثر آنتی­اکسیدانی و ضدرادیکالی گیاه نعنا فلفلی پرداخته می­شود .

روش تحقیق: در این مطالعه نمونه­های گیاه نعنا  فلفلی به مدت 7 هفته نگهداری شده و سپس با محرک رشد متیل جاسمونات 50 و 100 میکرو مولار مورد تیمار قرار گرفته­اند. در ادامه میزان محتوای تام فنلی و فلاونوئیدی عصاره متانولی گیاه به روش اسپکتروفتومتری تعیین شده و در نهایت فعالیت آنتی­اکسیدانی عصاره گیاه در غلظت­های مختلف با استفاده از روش مهار رادیکال آزاد 2 و2 دی فنیل 1-

پیکریل هیدرازیل DPPH)) اندازه­گیری شد. تجزیه و تحلیل داده­ها با نرم افزار SPSS نسخه 16 و روش آزمون آنالیز واریانس انجام شد.

یافته ها: نتایج بدست آمده نشان داد که میزان اسانس حاصل با افزایش غلظت تیمار بیشتر شده و در نمونه تیمار 100 میکرو مولارافزایش چشمگیر­تر بود. وهمچنین برای گروه­های شاهد با آب، شاهد با الکل، تیمار 50 میکرو مولارو تیمار 100 میکرو مولار محتوای تام ترکیبات فنلی عصاره متانولی گیاه برحسب میلی گرم­های گالیک اسید بر گرم نمونه به صورت  05/216،  75/224، 45/304 و 45/433 و محتوای تام ترکیبات فلاونوئیدی عصاره متانولی گیاه برحسب میلی گرمهای روتین به گرم نمونه به ترتیب 29/13، 84/13، 99/14 و 46/19میانگین غلظت عصاره در مهار 50 درصد IC50))± Std error به ترتیب 73/1±41/81 ، 46/1±05/77 ،11/2±81/64 و 55/0±13/58 حاصل گردید.

    نتیجه­گیری: این نتایج نشان می­دهند که محتوای تام فنلی وفلاونوئیدی و نیز قدرت عصاره گیاه در مهار رادیکال DPPH)) افزایش یافته است. بنابراین می­توان با در نظر گرفتن دیگر جنبه­های سلامتی و زیست محیطی از متیل جاسمونات هنگام کشت گیاه نعنا فلفلی استفاده نمود.

کلید واژه­ها: متیل جاسمونات، نعنا فلفلی، محتوای فنلی، محتوای فلاونوئیدی، اثر آنتی­اکسیدانی

فصل اول

کلیات

1-1 پیشگفتار

پیوند انسان با گیاهان همواره با رمز و رازهایی ناشناخته همراه بوده و همیشه انسان سعی نموده تا با استفاده از اطلاعات پیشینیان و تجربیات علمی وعملی خود رازهای دنیای اسرار آمیز گیاهان راکشف کند. از دوران کهن استفاده از گیاهان دارویی برای درمان بیماریها معمول بوده است و علم شناسایی و استفاده از گیاهان دارویی به قدمت عمر انسان می­رسد. انسان اولیه پس از ابتلا به بیماری در تلاش برای بهبود از محیط اطراف خود مدد می­جسته است و اولین وسیله­ای که به آن متوسل می­شده گیاهان بوده است. این امر سبب شد که در طی زمانهای طولانی به طور تصادفی گیاهانی با اثرات درمانی جالب توجه کشف شوند.

پیشرفت سریع علوم مثل شیمی از یک طرف و ازیاد جمعیت و کمبود منابع طبیعی باعث گردید که از مصرف داروهای گیاهی کاسته شده و ترکیبات شیمیایی جدید جایگزین شود اما عوارضی جانبی اکثر داروهای شیمیایی سبب گردید تا دانشمندان دوباره به داروهای گیاهی روی آورند.

1-2 اهمیت موضوع

گیاهان گروه بزرگی از ترکبیات آلی به نام متابولیت­های ثانویه را تولید می­کنند که توسط انسان به عنوان یک ترکیب دارویی مصرف می­شوند طبق برآوردهای صورت گرفته در سالهای اخیر توجه بازار جهانی به داروهای گیاهی که شامل گیاهان دارویی و فراورده­های آنهاست رو به افزایش بوده است. با توجه به این که بخش اعظم بازارهای گیاهان دارویی دنیا به تولید و عرضه متابولیت­های ثانویه مشتق از این گیاهان مربوط می­شود لذا متابولیت­های ثانویه­ی گیاهان از ارزش اقتصادی و همچنین ارزش افزوده بسیار بالایی برخوردار هستند و سنتز

شیمیایی این متابولیت­ها معمولاً پیچیده و پرهزینه است. بنابراین تولید متابولیت­ها به روشهای مختلف زیست فناوری از جهت کشت سلولی گیاه یا راه جایگزین مناسب استفاده از الیسیتورهای افزایش دهنده متابولیت ثانویه گیاه نقش بسیار مهّمی برعهده دارد. (91و119)همچنین در راستای حذف ویا کاهش ترکیبات شیمیایی وسنتزی در مواد غذایی تحقیقات زیادی برای جایگزین کردن مواد طبیعی به جای ترکیبات شیمیایی انجام شده است. در همین زمینه تلاش­های زیادی در یافتن آنتی اکسیدان­های طبیعی از منابع گیاهی صورت گرفته است، چون آنتی اکسیدان­های صنعتی که برای به تاخیر انداختن اکسیداسیون چربی­ها استفاده می­شود، به دلیل اثرات بد تغذیه­ای و سرطان­زا بودن این ترکیبات استفاده از آنتی­اکسیدان­ها طبیعی مورد توّجه محققین قرار گرفته است.(33و52)

:

امروزه نفت و مشتقات آن تقریباً 37 درصد مصرف انرژی جهان و 90 درصد سوخت وسایل حمل و نقل بزرگراه ها مانند (اتومبیل ها، اتوبوس ها و کامیون ها) و سیستم های حمل و نقل غیر جاده ای مانند( قطارها، کشتی ها و تجهیزات کشاورزی) را تامین می کنند. با این وجود این سیستم ها سبب انتشار ذرات آلاینده[1] و همچنین انتشار گازهای آلاینده ای چون SOx و NOx می گردند که معضلات زیست محیطی را به همراه دارند. گوگرد یکی از آلودگی های اصلی در نفت و فرآورده های آن مخصوصاً دیزل و یا گازوئیل به شمار می رود که سبب ایجاد آلاینده های جامد دوده و آلاینده ی گازی SOx به هنگام احتراق می گردد. دوده عامل اصلی دود و بخارات سیاه رنگ و مضر خروجی از اگزوز است که سهم عظیمی در آلودگی هوا دارد. همچنین حضور مقادیر اندکی گوگرد در سوخت موتورها منجر به از کار افتادن و غیر فعال شدن مبدل های کاتالیستی شده و کارایی و توانایی آن ها را در اکسید کردن ترکیبات مضری چون مونواکسید کربن، هیدروکربن ها و مواد آلی فرار کاهش می دهد. در همین راستا به منظور کاهش اثرات زیان بار این آلاینده ها، قوانین و مقررات زیست محیطی در بسیاری از کشورهای جهان برای کاهش میزان گوگرد فرآورده های نفتی مخصوصاً دیزل و گازوئیل و تبدیل آن ها به فرآورده

 های با مقدار گوگرد بسیار پایین[2] ( برای مثال ppm15- 10  در مورد گازوئیل)وضع شده و هر روز سخت گیرانه تر نیز می گردد ]1[

به منظور کاستن از میزان انتشار ذرات معلق (دوده) و اکسیدهای گوگرد سازمان های بین المللی مقرراتی به منظور محدود نمودن میزان گوگرد موجود در سوخت دیزل وضع نمودند. در نوامبر سال 1990آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا[3]  (US-EPA) تمامی وسایل نقلیه موتوری را که از سوخت های دیزلی استفاده می کردند را موظف نمود تا از اکتبر سال 1993 سوخت دیزل با میزان حداکثر گوگرد ppmW 500 را استفاده نمایند که به سوخت دیزل با گوگرد پایین[4] (LSD) شناخته می شود. درژانویه سال 2001 ، این شرایط به صورت سخت گیرانه تری اعلام گردید. در اوایل ژوئن سال 2006  سازمان بین المللی ،پالایشگاه ها را موظف نموده اند تا میزان گوگرد سوخت وسایل نقلیه موتوری را  تا حد ppmW 15  کاهش دهند که به سوخت دیزل با گوگرد بسیار پایین (ULSD) شناخته می شود. در اوایل دسامبر سال 2010 ، تمامی سوخت های دیزل مورد استفاده در بزرگراه ها می بایستی از نوع ULSD باشد. نوع دیگری از سوخت دیزل در سامانه حمل و نقل غیر جاده ای، ریلی و دریایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. پیش از سال 2004 محدودیت خاصی توسط EPA برای میزان گوگرد در سوخت دیزل غیر جاده ای وضع نشده بود. البته کاربردهای صنعتی این نوع دیزل مستثنی گردیده بود و محدودیتی تا سقف 5/0 درصدppmW) 5000(درنظر گرفته شده بود.در ژوئن سال  2004، EPA استانداردهای جدیدی را برای این سوخت دیزل وضع نمود. فرایند دو مرحله ای جهت کاستن از میزان گوگرد برای سوخت دیزل غیر جاده ای به صورت زیر وضع گردید:
الف) تا سقف ppmW 500 از ژوئن سال 2007
ب)تا سقفppmW  15از ژوئن سال 2010
به طور مشابه میزان گوگرد برای سوخت های مصرفی در سامانه های ریلی و دریایی به سقف ppmW 500از تاریخ ژوئن 2007محدود گردید و این در حالی است که این میزان برای تاریخ ژوئن 2012 در سقف  ppmW 15تعیین گردیده است.[1]
نفت کوره اساساً در کشتی ها و نیروگاه ها برای تولید برق و همچنین در برخی از سازه های صنعتی و تجاری برای
ایجاد گرما و دیگر مقاصد فرایندی استفاده می گردد. با توجه به کاربردهای خاص نفت کوره خصوصیات آن عموماً بر

جدول(1-1)استانداردهای میزان گوگرد برای سوخت دیزل (U.S.EPA,2004 )
پایه مشخصات فنی و نه مسائل محیط زیستی تعیین می گردد.در ایالات متحده آمریکا، هیچ محدودیتی برای میزان گوگرد در نفت سنگین یا نفت کوره برای کاربردهای غیرجاده ای خشکی از قبیل واحدهای تولید برق که از سوخت های فسیلی برای تولید برق استفاده می کنند، وجود ندارد. در عوض برای انتشار دی اکسید گوگرد توسط آژانس حافظت از محیط زیست قوانینی وضع گردید.از آن جایی که کاربرد دیگر نفت کوره در ناوگان حمل و نقل دریایی است، از این رو قوانین و مقرراتی بوسیله کمیته حفاظت ازمحیط زیست دریایی1   (MEPC) وابسته به سازمان ناوگان بین المللی2 (IMO) وضع گردید که به طور کلی برای نفت کورهقابل اجراست.
پروتکل سال 1997 (MARPOL* Annex VI) قوانین برای جلوگیری از آلودگی هوا  ناشی از کشتی ها اولین توافقنامه بین المللی است که میزان گوگرد محتوی در سوخت های نفتی از جمله نفت کوره را به مقدار 5/4 درصد وزنی محدود می کند. میزان گوگرد محتوی در سوخت های نفتی در مناطق کنترل انتشار گوگرد SECA) ها( باید کمتر از5/1 درصد وزنی باشد. قوانین SECA ها تنها در دریای بالتیک (لازم الاجرا در سال 2991 )، دریای شمال و کانال انگلیس (لازم الاجرا در سال 2007 ) به اجرا در آمد. پروتکل از 19 مه سال 2005 فعال است ( MEPC,1997). MARPOL Annex 13 ، که به عنوان نسخه ویرایش شده   MARPOL Annex VI  نیز شناخته می شود، در دهم اکتبر سال2008 پذیرفته گردید.