Skip to main content
SUPERVISOR
Majid Afyuni,Fatallah Karimzadeh,Amirhossein Khoshgoftarmanesh
مجید افیونی مبارکه (استاد مشاور) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sahar Moghadasy boroujeny
سحر مقدسی بروجنی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Influence of Industrial Wastes Containing Nano-particles of Zinc on Growth, Yield and Antioxidant Response of Cucumber in Hydroponic
Disposal of tire rubber is an environmental challenge in many countries. It has recently been shown that rubber can be used as an effective source of zinc (Zn) and some other nutrients for crops. According to the previous results, rubber particles size is a key factor determining the rate of micronutrient release from the rubber wastes. In this study, different treatments were applied to synthesis Zn nano-particles from waste tire rubber. Scrap tire was reduced to 3mm shreds by a slow speed shredder. The particles were processed to smaller sizes by grinding rolling mills and sieved on a stainless steel sieve ( 0.1 mm screen). Waste tire rubber, 100 µm particles were milled for 5 or 10 h inside ball mill with bullet: powder ratio of 1:10 at 500 rpm individually or in combination with different ratios of liquid nitrogen, silicon wastes or steel wastes. A rubber ash sample was also produced by ashing ground tire rubber in a furnace at 550°C for 12 h. The particles produced after applying various treatments were characterized using scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and X-ray diffraction (XRD). The SEM results confirmed successful synthesis of nano-particles ( 100 nm) from waste rubber or rubber ash by milling (for 5 h) in the presence of silicon wastes. The XRD analyses showed that rubber ash contained about 10% Zn while negligible Cd and Pb contents. On the other hand, the extractability of Zn from waste rubber at nano-size was significantly greater than those at 100 nm size. Results showed that rubber ash at nano size has more than 40% zinc that is much higher than the ash in the micron size. According to the results, the best approach for synthesis of nano-Zn particles from waste tire rubber is milling them inside ball mill for 5 h in the presence of silicon wastes. In the next step, the efficiency of rubber nano-particles as Zn source for cucumber in nutrient solution culture was compared with ground tire rubber and a commercial ZnSO 4 fertilizer. The cucumber seedlings grown in nutrient solution containing nano-Zn particles had higher shoot growth and accumulated higher amounts of Zn in their tissues compared with those grown in ZnSO 4 -containing nutrient solution. The imaged taken by TEM confirmed the penetration of nano-particles of rubber into the root cells. The filaments of nano-rubber particles were also observed at the end of roots by LM and TEM. According to the results obtained, nano-zinc particles synthesized from waste tire rubber offer strong value as Zn fertilizer for cucumber grown in the nutrient solution culture. Further research is needed to clarify the fate of these nano-particles in the plant cells and their possible harmful effects of food chain. Keywords: Zinc, Iron, Cadmium, Lead, Waste tire rubber, Nano-Zn particles, Cucumber
دفع تایرهای فرسوده یکی از بزرگترین مشکلات زیست محیطی سال های اخیر بسیاری از کشورها است. در مطالعات اخیر نشان داده شده تایرهای فرسوده می توانند به عنوان منبع موثری از روی و برخی عناصر دیگر برای گیاه باشد. مطابق نتایج پیشین، اندازه ذرات لاستیک نقش کلیدی در مقدار آزاد سازی عناصر از این ضایعات دارد. در مطالعه حاضر، از تیمارهای مختلف به منظور تولید نانو ذرات روی از ضایعات لاستیک استفاده شد. حلقه های تایر با استفاده از آسیاب به تکه های کمتر از 3 میلی متر رسانده شدند. ذرات تولیدی با آسیاب کاری پی در پی به اندازه کوچکتر از 1/0 میلی متر رسانده شدند. تایرهای فرسوده کوچکتر از 100 میکرومتر به مدت زمان پنج و 10 ساعت با استفاده از آسیاب گلوله ای سیاره ای با نسبت گلوله به پودر 10: 1 و سرعت 500rpm و در ترکیب با درصدهای متفاوت نیتروژن مایع، ضایعات سیلیسی و پلیسه های فولاد آسیاب کاری گردید. نمونه خاکستر لاستیک نیز با 12 ساعت قرارگیری پودر لاستیک در دمای 550 درجه سیلسیوس کوره الکتریکی تولید شد. پودرهای تولیدی تیمار شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و نیز دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) مشخصه یابی گردیدند. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی بیانگر تولید موفق آمیز نانو ذرات ( 100 نانومتر) از ضایعات لاستیک و یا خاکستر آن با آسیاب کاری (5 ساعت) در حضور ضایعات سیلیسی است. نتایج آنالیز XRD نشان داد خاکستر لاستیک دارای حدود 10 درصد روی و در همان حال مقدار بسیار ناچیز سرب و کادمیم می باشد. از سوی دیگر قابلیت عصاره گیری روی از ضایعات لاستیک در سطوح نانو به صورت قابل ملاحظه ای بیش از ذرات درشت تر از 100 نانومتر است. نتایج نشان داد نانو ذرات خاکستر دارای بیش از 40 درصد روی قابل عصاره گیری هستند که بسیار بیشتر از ذرات در اندازه میکرون است. بر اساس نتایج بدست آمده، بهترین راه کار تولید نانو ذرات روی از ضایعات لاستیک، آسیاب کاری این ضایعات به همراه پس ماندهای سیلیسی به مدت زمان 5 ساعت در آسیاب گلوله ای سیاره ای است. در مرحله بعد کارایی نانو ذرات تولیدی به عنوان منبع تامین روی در کشت محلول خیار، با پودر لاستیک و کود سولفات روی تجاری موجود در بازار مقایسه شد. بر اساس نتایج بدست آمده گیاه خیار در محلول غذایی حاوی نانو ذرات روی، رشد و عملکرد خشک بیشتری داشته و درصد بالاتر روی در بافت های خود در مقایسه با تیمار کود سولفات روی انباشته کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری حاکی از نفوذ نانو ذرات در سلول های ریشه گیاهی است که این موضوع در فرآهم آوری روی برای گیاه موثر می باشد. همچنین اتصال رشته ای نانو ذرات لاستیک در انتهای ریشه، با استفاده از میکروسکوپ نوری و نیز الکترونی عبوری تایید گردید. البته انجام تحقیقات بیشتر در خصوص سرنوشت نانو ذرات نفوذی در سلول های گیاهی و نیز امکان اثرهای منفی این ذرات بر چرخه غذایی ضروری به نظر می رسد . واژه های کلیدی: نانو ذرات لاستیک، روی، آنتی اکسیدانت، خیار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی