فهرست مطالب
 
 
عنوان                                                                                               صفحه
 
1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………. 2
1-1- کلیات………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
1-2- ضرورت انجام تحقیق………………………………………………………………………………………………………… 4
1-3- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-4- نوآوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………… 6
1-5- ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………………………………………. 7
2- پیشینه و تئوری تحقیق………………………………………………………………………………………………………..9
2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2-1- انواع جاذب…………………………………………………………………………………………………………………….9
2-2-1-1- پوسته برنج………………………………………………………………………………………………………………..9
2-2-1-2- کربن فعال………………………………………………………………………………………………………………11
2-2-1-3- پوسته گردو…………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-4- خاک اره………………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-5- نانو ذرات کربنی……………………………………………………………………………………………………..13
 
عنوان                                                                                               صفحه
 
2-2-1-6- سایر جاذب ها…………………………………………………………………………………………………………14
2-2-2- انجام آزمایشات با بهره گرفتن از سیستم ستون………………………………………………………………15
استفاده از روش پاسخ سطح (RSM) در مدلسازی آزمایش……………………………………16
انجام آزمایشات با بهره گرفتن از سیستم ستون و مدلسازی توسط روش RSM…………18
2-3- تئوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..18
2-3-1- روش سطح پاسخ(RSM)……………………………………………………………………………………….. 18
2-3-1-1-روش شناسی سطح پاسخ………………………………………………………………………………………..18
2-3-1-2- طرحهای آزمایشی برای برازانیدن سطح های پاسخ……………………………………………..20
2-3-1-3- انواع طرح های سطح پاسخ……………………………………………………………………………………21
2-3-1-4- طرح های مرکب مرکزی (CCD)………………………………………………………………………. 24
2-3-2- تئوری جذب سطحی………………………………………………………………………………………………….27
2-3-2-1- ایزوترم جذب پایه…………………………………………………………………………………………………..29
2-3-2-2- مدل های تجربی برای مدلسازی نتایج آزمایشها…………………………………………………..31
2-3-2-2-1- مدل Adam-Bohart…………………………………………………………………………………….31
2-3-2-2-2- مدل توماس……………………………………………………………………………………………………….32
2-4-جمع بندی……………………………………………………………………………………………………………………33
3- مواد و روشها ……………………………………………………………………………………………………………………….35
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………..35
3-2- مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………..35
3-2-1- جاذب مورد استفاده: شلتوک برنج اصلاح شده بازی……………………………………………….35
3-2-2- فاضلاب مصنوعی حاوی فلز سنگین………………………………………………………………………….36
3-2-3- سایر مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………36
3-3- دستگاه های مورد استفاده……………………………………………………………………………………………37
3-4- روش های مورد استفاده………………………………………………………………………………………………….37
عنوان                                                                                              صفحه
 
3-4-1- آماده سازی ستون………………………………………………………………………………………………………37
3-4-2- طراحی آزمایشها به کمک روش RSM……………………………………………………………………39
3-4-3- روش تعیین بازدهی جذب در هر آزمایش…………………………………………………………………41
3-4-4- روش انجام آزمایش غیر پیوسته…………………………………………………………………………………43
4- نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………………….46
4-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………46
4-2- نتایج آزمایش های غیر پیوسته…………………………………………………………………………………..46
4-3- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ به منظور بررسی عوامل موثر بر بازدهی جذب فلز سنگین…………………………………………………………………………………………………..49
4-4- تحلیل نتایج…………………………………………………………………………………………………………………52
4-4-1- تحلیل واریانس……………………………………………………………………………………………………………68
4-4-1-1- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای مرتبه دوم……………………………………………………..68
4-4-1-2- تحلیل واریانس مدل خطی…………………………………………………………………………………….72
4-4-2- تعیین بهترین رابطه…………………………………………………………………………………………………..74
4-5- ترکیبات مختلف پارامتر ها در اهداف تعیین شده مجموعه آزمایش ها……………………….79
4-6- تطبیق نتایج بدست آمده از آزمایش های پیوسته با مدل های تجربی………………………..81
5- نتیجه گیری و پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………….85
5-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………85
5-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………86
فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………..88
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول­ها
 
 
عنوان و شماره                                                                               صفحه
 
جدول 2-1- خلاصه نتایج تحقیقات صورت گرفته بر روی حذف فلزات سنگین مختلف به                                                                       کمک پوسته برنج (سعادت، 1391) 10
جدول 2-2- ترکیب های مختلف کد شده پارامتر ها در طرح متشکل از 3 پارامتر 26
جدول 2-3- مقایسه بین جذب فیزیکی و شیمیایی 28

جدول 3-1- پارامترهای مستقل طرح و سطوح مقادیر و کد های مربوطه 40
جدول 3-2- پارامترهای مورد نظر در این مطالعات و ترکیبات مختلف آزمایشها 41
جدول 4-1- مقدار غلظت تعادلی نیکل، بازدهی جذب و مقدار نیکل جذب شده در واحد      جرم جاذب در آزمایش های غیرپیوسته 47
جدول 4-2- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ 50
جدول 4-3- میزان غلظت خروجی نیکل را در زمان های مختلف از ستون با حداکثر بازدهی جذب نیکل 52
جدول 4-4- نتایج آنالیز برنامه Design Expert جهت انتخاب مدل ریاضی 60
جدول 4-5- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای درجه دوم (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 69
 
 
عنوان و شماره                                                                                 صفحه
 
جدول 4-6- ضرایب ثابت، اثرات خطی، مربعی و متقابل پارامتر های مدل مرتبه دوم 70
جدول 4-7- تحلیل واریانس مدل خطی (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 72
جدول 4-8- ضرایب ثابت و اثرات خطی پارامتر های مدل خطی 74
جدول 4-9- نتایج مقایسه درصد حذف نیکل حاصل از کاربرد روابط مرتبه دوم و خطی 75
جدول 4-10- ترکیبات مختلف پارامتر ها را در مدل مرتبه دوم برای بدست آوردن حداکثر راندمان 80
جدول 4-11- پارامتر های مدل Adam-Bohart 82
جدول 4-12- پارامتر های مدل توماس 83
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل­ها
 
 
عنوان و شماره                                                                              صفحه
شکل 2-1- طرح مرکب مرکزی (CCD) 24
شکل 2-2- ایزوترم جذب 28
شکل 3-1- شمای شماتیک سیستم پیوسته 38
شکل 3-2- سیستم پیوسته به هنگام انجام آزمایش ها 39
شکل 3-3- شمای شماتیک نمودار جذب 42
شکل 4-1- نمودار ایزوترم جذب نیکل در آزمایش های غیر پیوسته 48
شکل 4-2- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل لانگمویر 48
شکل 4-3- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل فروندلیچ 49
شکل 4-4- نمودار شکست آزمایش شماره 4 با راندمان حداکثر برابر با 8/69 % 51
شکل 4-5- نمودار نرمال باقیمانده ها در مدل های مرتبه دوم و خطی 55
شکل 4-6- نمودار باقیمانده ها در مقابل مقادیر پیش بینی شده 56
شکل 4-7- نمودار باقیمانده ها در برابر ترتیب اجرای آزمایش 57
شکل 4-8- نمودار پریشیدگی پارامتر های مختلف در پارامتر ها 58
 
 
عنوان و شماره                                                                             صفحه
 
شکل 4-9- نمودار اثر ارتفاع جاذب بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 62
شکل 4-10- نمودار اثر دبی بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 63
شکل 4-11- نمودار اثر غلظت اولیه نیکل بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 64
شکل 4-12- نمودار خطوط پاسخ اثر تغییرات ارتفاع جاذب و دبی ورودی بر بازدهی جذب 65
شکل 4-13- نمودار اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 66
شکل 4-14- نمودار سه بعدی اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 67
شکل 4-15- نمودار مقایسه نتایج روابط شماره 4-3 و 4-5 با نتایج واقعی بازدهی حاصل از انجام آزمایشها 77
شکل 4-16- اختلاف نتیجه بازدهی بر اساس روابط 4-3 و 4-5 با مقدار واقعی بازدهی از آزمایشها 78
شکل 4-17- نمودار میله ای مطلوبیت ترکیبات تعریف شده در اهداف 80
شکل 4-18- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل Adam-Bohart 82
شکل 4-19- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل توماس 83
شکل پ-1- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 75/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 76 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-2- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-3- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96
 
 
عنوان و شماره                                                                                             صفحه
 
شکل پ-4- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96
شکل پ-5- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-6- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-7- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-8- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-9- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 90 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-10- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 20 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-11- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی5/17میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-12- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 10 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-13- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی9میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ- 14- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ-15- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102
عنوان و شماره                                                                                 صفحه
 
شکل پ-16- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102
شکل پ-17- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 103
شکل پ-18- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 103
شکل پ-19- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 104
شکل پ-20- نمودار خطوط پاسخ اثر تغییرات ارتفاع جاذب و غلظت نیکل ورودی بر بازدهی جذب 105

• سیستم‌های پیچیده تابع خاصی از زمان هستند که باعث تغییر در این سیسم می‌شوند.
• سیستم‌های پیچیده دارای تعاملات منحصر به‌فرد و تکراری با پتانسیل نظام‌مندی هستند.

پیچیدگی مسائل یا سیستم‌ها، بر اساس دو ویژگی اساسی نظام‌مندی و زمان‌مندی سیستم پویا و از طریق بررسی حلقه‌های بازخوردی و تعاملات غیرخطی این مسائل پیچیده مورد کنکاش قرار می‌گیرند و از ترکیب دیاگرام‌ها و گراف‌ها و معادلات تشکیل شده، مدل‌هایی را در طول زمان ترسیم می‌کند که در تصمیم‌گیری‌های استراتژیکی در حوزه‌های اقتصادی، اجتماعی ، زیست‌محیطی و فنی و تمامی ” سیستم‌های بازخوردی “ قابلیت استفاده را دارا بوده و بسیار حائز اهمیت خواهند بود.
به طور خلاصه ۶ گام مطالعه پویایی سیستم عباتند از:

• شناسایی و تعریف مسئله( شناخت کامل مسئله و تعیین افق زمانی )
• مفهوم‌سازی سیستم( مرزبندی سیستم و تعیین متغیرهای حالت و نرخ )
• تدوین مدل( نمودار جریان و معادلات )
• شبیه‌سازی و اعتبار سنجی مدل
• تحلیل و بهبود سیاست( تحلیل نتایج و ارائه راهکار و پیشنهادات )
• پیاده‌سازی و اجرای سیاست‌های اتخاذ شده

1-2-3 سطح سرویس
در طراحی حمل‌و‌نقل و در علم مهندسی ترافیک، سطوح سرویس به شش سطح، ازبسیار عالی( با درجه‌ی آزادی بالا ) تا بدتر از همه( بدون درجه‌ی آزادی و بسیار محدود ) برای ارزیابی مشکلات و شناسایی و ارائه راه‌حلهای بالقوه ترافیکی طبقه‌بندی می‌گردند و متاثر از تصمیمات طراحان حمل‌و‌نقل شهری هستند[4].
سیستم‌های ارزیابی در سطح سرویس معابر می‌توانند در بازشناسایی مشکلات، ارزیابی شاخص‌های انتخابی ایجاد شده و کارآیی آن‌ ها در رسیدن به اهداف، ارزیابی راه‌حلهای بالقوه اجرا شده، مقایسه‌ی مکانی، و شناسایی و پیگیری آلودگی‌ها کاربرد داشته باشند.
طراحی و برنامه‌ریزی متداول و رایج در این سیستم، مبتنی بر سرعت و تعلل و توقف‌های ایجاد شده در حرکت خودروها و سنجش میزان کارآیی سیستم حمل‌و‌نقل و همچنین برای اصلاح یا ارتقاء سطح خدمات مرتبط با حمل‌و‌نقل شهری و با توجه به گسترش بزرگراه‌ها بوده و این سیستم برای سایر مدل‌ها یا مشکلات جامعیت ندارد.
سطح سرویس در معابر مختلف دارای مقادیر مختلفی می‌باشد و یک معیار کیفی از احساس کاربران، اعم از رانندگان، راکبان و عابران نسبت به راحتی، آسایش، ایمنی و کیفیت عبور و مرور در معابر گوناگون تعریف شده است. و سرعت حرکت، زمان سفر، آزادی حرکات، عدم تداخل با دیگر کابران، راحتی و آسایش و ایمنی کاربران، ملاک ارزیابی کیفیت معبر قرار می‌گیرد و شاخص‌های عملکردی از قبیل سرعت، حجم و چگالی در هر سطح سرویس قابل محاسبه بوده و لذا سطوح سرویس از شرایط حرکت آزاد تا تقاضای بیش از حد معبر الگوبندی شده و برای اینکه شبکه‌های ارتباطی بتوانند نقش‌های موثر و متعدد خود؛ سه نقش محوری: اجتماعی، جابجایی، دسترسی؛ را به درستی ایفا کنند، ملزم به رعایت سلسله مراتب خاص در طراحی تعریف شده هستند.
1-2-4 نقش‌های محوری معابر شهری
معابر یا شبکه‌های ارتباطی که بستر ارتباطی بین انسان، فضا و فعالیت تعریف می شوند دارای شش نقش محوری در شهرها هستند[5].
 
 

• جابجایی: هر چه سرعت و میزان ترافیک موتوری در خیابان‌ها روان‌تر باشد، نقش جابجایی معبر بیشتر خواهد بود.
• دسترسی: هر چه تعداد دسترسی‌ها و امکانات پارکینگ حاشیه‌ای و تعداد تقاطع‌ها و ورودی و خروجی ها در خیابان‌ها بیشتر باشند، نقش دسترسی معبر بیشتر خواهد بود.
• اجتماعی: هر چه میزان جداکنندگی خیابان بیشتر باشد و عابرین پیاده‌ و دوچرخه‌سواران آسان‌تر از عرض خیابان عبور کنند، نقش اجتماعی معبر بیشتر خواهد بود.
• معماری شهری: هر چه جذابیت بناهای اطراف خیابان‌ها و جهت‌دهی به این فضاها و شهر بیشتر باشد ، نقش معماری معبر بیشتر خواهد.
• تاثیر آب و هوایی: هر چه در طراحی فضاهای خیابان‌ها و نحوه‌ی استقرار بناهای اطراف آن تناسب با اکوسیستم آب و هوایی منطقه‌ی شهری رعایت شده باشد، نقش خیابان‌ها و معابر به عنوان کانالهای تهویه در سرعت بخشیدن به جریان هوای تازه و ایجاد محیطی شاداب و با طراوت و با بهره‌گیری از ایجاد فضاهای زیست‌محیطی گیاهی و درختی بیشتر خواهد بود.
• اقتصادی: هر چه تاثیر خیابان در جهت‌دهی توسعه‌ی شهری بیشتر باشد، نقش آن معبر در ایجاد ارزش افزوده برای زمین‌ها و بناها و توزیع ثروت بیشتر خواهد بود.

نقش جابجایی و اجتماعی در تعاریف و پیاده‌سازی معابر شهری به شدت با همدیگر در تعارض هستند.
در آئین نامه طراحی راه‌های شهری، معابر شهری به سه دسته‌ی تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه به آن‌ ها پرداخته می‌شود:

• شریانی درجه1: برتری با وسایل نقلیه‌ی موتوری بوده و کنترل دسترسی اساسی‌ترین مشخصه‌ی هندسی آن است و فاقد نقش اجتماعی هستند.( عبور عابرین و دوچرخه ها فقط از طریق معابر غیر هم‌سطح میسر می باشد ) و دارای 2 گروه: آزاد راه، بزرگ راه است.
• شریانی درجه2: برتری با جابجایی وسایل نقلیه‌ی موتوری بوده و حرکت عابرین پیاده از عرض خیابان کنترل می‌گردد و دارای 2 گروه: خیابان‌های شریانی درجه 2 اصلی، خیابان‌های شریانی درجه 2 فرعی( جمع کننده و پخش کننده ) است.
• معابر محلی : به نیازهای دوچرخه‌سواران و عابرین پیاده و دسترسی وسایل نقلیه‌ی موتوری اولویت داده می شود و دارای 2 گروه:
• 
•  خیابان‌های محلی اصلی و خیابان‌های محلی فرعی است.

 
1-2-5 توسعه‌ی پایدار
توسعه‌ی پایدار به توسعه‌ای اطلاق می‌شود که نیازهای زمان حال را بدون آنکه توانایی‌های نسل‌های آینده را در تامین نیازمندی‌هایشان به مخاطره اندازد فراهم می‌کند[6].
 
1-2- 6 محیط‌زیست
به محیطی که در آن زندگی جریان داشته و مجموعه‌ای از عوامل فیزیکی خارجی و موجودات زنده با هم در کنش بوده و بر رفتار و رشد و نمو همدیگر تاثیر می‌گذارند، محیط‌زیست می‍‍‍‍‌گویند. طبیعت شامل عوامل طبیعی، زیستی و غیر زیستی است در حالی‌که محیط‌زیست بر اساس کنش‌های میان انسان و طبیعت است[7].
1-2- 7 فضای سبز شهری
فضای سبز بخشی از گستره فیزیکی شهر است که می‌تواند عملکردهای معینی داشته باشد. فضای سبز در برخی مواقع نقش تزئینی( زیباسازی سیمای شهری ) و گاهی نقش تفریحی( تفرجگاهی ) را به خود پذیرفته است، ولی با توسعه روزافزون مناطق شهری در دهه‌ های اخیر و پیشی گرفتن شهرنشینی بر شهرسازی که با معضلات عدیده‌ای مانند افزایش بی‌رویه جمعیت، توسعه غیرهدفمند کالبدی شهرها و افزایش آلودگی زیست‌محیطی همراه بوده، این فضاهای سبز شهری نقش مهمی در حفظ و تعادل زیست محیطی و تعدیل آلودگی هوا پیدا کرده‌اند[8].
از نظر کارشناسان، استاندارد فضای سبز دارای ابعاد اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی است و نمی‌توان انتظار داشت که برای سراسر ایران سطح یا حجم استاندارد دارای واحد معین و یکسانی باشد و علاوه بر موارد فوق  شرایط آب و هوایی و اقلیم هر منطقه نیز در انتخاب نوع گیاهان مختلف و خصوصیات بیو کلیماتیک منطقه تاثیرگذار بوده و حتی مقدار این استاندارد در بین کشورهای مختلف نیز متفاوت است. اما اطلاع از استانداردهای فضاهای سبزرا می‌توان بعنوان یک راهنمای اولیه برای انجام مطالعات پروژه ‌ها مورد استفاده قرار داد.
1-2- 8 آلودگی محیط‌زیست
در بند سوم، مادهء 1 آیین نامه اجرایی تبصره ء 13 قانون برنامهء اول توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی جمهوری اسلامی ایران، آلودگی محیط زیست به طور کلی تحت قالب زیر تعریف شده است :
«آلودگی یا آلوده ساختن محیط زیست عبارت است از پخش یا آمیختن مواد خارجی به آب، هوا، خاک یا زمین به میزانی که کیفیت فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیک آنها را به طوری که زیان آور به حال انسان یا سایر موجودات زنده، گیاهان و یا آثار و ابنیه باشد، تغییر دهد.»[9].
1-2- 8-1 آلودگی آب
مهم‌ترین تأثیرات فعالیت‌های انسان بر روی آبها در سه مورد خلاصه می‌شود: مصرف بیش از حد آب و از بین رفتن منابع آب، و آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی[10].
امروزه تأمین آب شیرین برای بعضی کشورها یک بحران جدی محسوب شده و گرم شدن زمین نیز در از بین رفتن منابع آب به خصوص در مناطقی چون آسیای مرکزی، آفریقای شمالی و دشت‌های بزرگ ایالات متحده نقش می‌دارد.
کیفیت آب‌ها نیز بحران دیگری است که برخی کشورها در پیش رو دارند. میزان آلودگی برخی آب‌ها و روند افزایش آن در بسیاری از نقاط کرهٔ زمین بسیار نگران‌کننده می‌باشد. آب‌های سفره‌های زیرزمینی و رودها و دریاچه‌ها منابع مهم تأمین آب شیرین هستند که مستقیماً در معرض آلودگی توسط فعالیت‌های انسان قرار دارند. آلودگی دریاها نیز علاوه بر دخالت مستقیم انسان، تحت تأثیر آلودگی آب‌های شیرین و چرخه‌ی آب می‌باشد.
علل آلودگی آب‌ها ممکن است فیزیکی یا شیمیایی باشند:
آلودگی فیزیکی همچون آلودگی گرمایی (مصرف آب برای خنک کردن دستگاه‌های صنعتی که موجب افزایش دمای آب و در نهایت از بین رفتن برخی گونه‌های گیاهی یا جانوری می‌شود) یا رادیواکتیو (در اثر حوادث هسته‌ای).
آلودگی‌های شیمیایی بسیار گوناگون می‌باشند و می‌توانند در اثر ورود مواد شیمیایی حاصل از کارخانه‌ها، کشاورزی یا فاضلاب‌های شهری به درون آب باشد. مصرف مواد شیمیایی ضد‌آفت در کشاورزی از علل مهم آلودگی آب‌های زیرزمینی یا سطحی است که مستقیماً موجب مرگ بسیاری از گونه‌ها می‌شود. همچنین، مصرف کودهای نیتراتدار و فسفاتدار موجب افزایش این عناصر در آب‌ها می‌شود. در نتیجه، باکتری‌ها و جلبک‌های سطح آب که از این مواد تغذیه می‌کنند به سرعت رشد می‌کنند و زیاد می‌شوند و موجب کمبود اکسیژن محلول در آب و در نتیجه مرگ اغلب گونه‌های ساکن زیر آب می‌شوند[10].
[1] Christopher Alexander

[2] University of California, Berkeley

[3] Land scape
[4] Dynamic System
[5] Jey.W.Forrester
[6] MIT
[7] Industrial System
[8] Feed Back

 
عنوان                                           صفحه
 
فصل اول
مقدمه…………………………………… 2
1-1-اهمیت موضوع و لزوم انجام مطالعه……… 3
1-2-اهداف……………………………… 5
1-3-نوآوری پایان نامه…………………… 5
 
فصل دوم
کلیات و تئوری…………………………… 7                                                              
2-1- تاریخچه لندفیل…………………….. 7
2-2- لندفیل های جدید…………………… 11
2-3- ساختار لندفیل…………………….. 14
2-4- بیوگاز لندفیل…………………….. 16
2-5- استفاده از گاز لندفیل……………… 17
2-5-1- روش های فیزیکی-شیمیائی…………. 23
2-5-2- روش های بیولوژیکی……………… 23
2-5-3- اصول روش تصفیه با بیوفیلتر……… 26
2-6- تصفیه گاز لندفیل………………….. 33
2-7- بررسی مدل­های بیوفیلتر……………… 33
2-7-1- شرح تئوری مدل Ottengraf…………… 34
2-7-2- شرح تئوری مدل Zarook……………. 38
2-7-3- بررسی مدل Hodge ……………….. 39
2-7-4- بررسی مدل Li…………………… 42
2-7-5- تئوری و آنالیز مدل Deshusses …….. 45
2-7-6- پارامترهای طراحی………………. 49
 
فصل سوم
پیشینه تحقیق……………………………. 54            ……………………………………………
3-1- بر پژوهش های انجام شده……….. 54            …………………………………………..
 
فصل چهارم
مواد و روش کار………………………….. 67            ……………………………………………              ………………………………………..
4-1- مواد و روش­های اندازه ­گیری…………… 67            ………………………………………              ………………………………………
4-1-1- روش‌های اندازه‌گیری……………… 82
4-2- روش انجام آزمایش………………….. 83            …………………………………………..
 
فصل پنجم
نتایج و بحث…………………………….. 85
 
فصل ششم
نتیجه گیری و پیشنهادات………………….. 104
6-1- نتیجه گیری……………………….. 104
6-2- پیشنهادات………………………… 105
منابع ………………………………… 106             …………………………………………………           …………………………………………….
 
 
 
فهرست شکل­ها
 
عنوان                                                            صفحه
 
شکل 2-1- تولید بیوگاز متان در لندفیل………. 12
شکل 2-2- انتقال بیوگاز لندفیل به نیروگاه و تولید برق    14
شکل 2-3- نمونه ای از ساختار بیوفیلتر ساده … 26
شکل 2-4- شماتیک مفهوم مدل بیوفیلم در یک مقطع عرضی در طول ستون بیوفیلتر……………………………….. 35
شکل 2-5- مدل بیوفیزیکی برای بیوفیلتر………. 39
شکل 2-6- ساختار کلی مدل برای موازنه جرم ….. 46
شکل 2-7- توضیح شماتیک مدل برای یک بخش ستون .. 46
شکل 4-1- رشد باکتری در محیط کشت مایع………. 70
شکل 4-2- کلنی های باکتری در محیط کشت جامد…. 72
شکل 4-3- کمپرسور استفاده شده……………… 75
شکل 4-4- بیوفیلتر استفاده شده…………….. 76
شکل 4-5- سکوی سیمانی ساخته شده……………. 77
شکل 4-6- نصب اتاقک فلزی………………….. 77
شکل 4-7- اتاقک فلزی نصب شده ……………… 78
شکل 4-8- استقرار بیوفیلتر در داخل اتاقک فلزی 78
شکل 4-9- خروجی بیوگاز از چاه (شیر سمت راست) و اتصال به شبکه (شیر میانی)…………………………………. 79
شکل 4-10- اتصال خروجی بیوگاز از چاه به کمپرسور 79
شکل 4-11- اتصال پمپ آب از طریق شیر تنظیم به ستون    80
شکل 4-12- پمپ آب استفاده شده جهت چرخش آب درون ستون 80
شکل 4-13- لوله تخلیه شیرابه از درون چاه ….. 81
شکل 14-4- ثبت غلظت سولفید هیدروژن ستون با دستگاه سنسور 81
شکل 4-15- سنسور گاز سولفید هیدروژن……….. 82
شکل 4-16- pH متر ……………………….. 83
شکل 5-1- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن خروجی ستون بیوفیلتر بر حسب دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250………………………… 87
شکل 5-2- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن خروجی ستون بیوفیلتر بر حسب دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه با غلظت سولفید هیدروژن

 ورودی حدودppm 350………………………… 89

شکل 5-3- تغییرات ظرفیت حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250………………………… 90
شکل 5-4- تغییرات ظرفیت حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350………………………… 91
شکل 5-5- تغییرات راندمان حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 92
شکل 5-6- تغییرات راندمان حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 93
شکل 5-7- تغییرات راندمان حذف بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 94
شکل 5-8- تغییرات راندمان حذف بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 95
شکل 5-9- تغییرات راندمان حذف بر حسب دبی ورودی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 96
شکل 5-10- تغییرات راندمان حذف بر حسب دبی ورودی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 97
شکل 5-11- تغییرات غلظت خروجی بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 98
شکل 5-12- تغییرات غلظت خروجی بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 99
شکل 5-13- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 1 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان………………. 99
شکل 5-14- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 2 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان……………… 100
شکل 5-15- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 3 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان……………… 101
شکل 5-16- تغییرات راندمان حذف سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه…….. 102
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول­ها
 
عنوان                                           صفحه
 
جدول 2-1- نمونه ­ای از ترکیب گاز دفنگاه……… 15
جدول 2-2- مشخصات سه سیستم بیولوژیکی……….. 24
جدول 2-3- نمونه ­ای از بسترهای استفاده شده در بیوفیلتراسیون گازها………………………………………. 29
جدول 2-4 خصوصیات مهم برخی از باکتری‌ها که در تجزیه سولفید هیدروژن و دیگر ترکیبات گوگرددار استفاده شده‌اند 32
جدول 2-5- پارامترهای عملیاتی بیوفیلتر……… 52
جدول 4-1- محیط کشت استفاده شده برای باکتری Thiobacillus thioparus  69
جدول 5-1- ترکیب گاز دفنگاه شهر شیراز در منطقه برمشور    85
جدول 5-2- ترکیب ورمی­کمپوست بر اساس گزارش آزمایشگاه  86
 
فهرست نشانه­ های اختصاری
 
ضریب نفوذ مؤثر
ضخامت لایه بیولوژیکی
k          ثابت سرعت واکنش درجه صفر
عدد Thiele
مختصه بی­بعد طول
m         ضریب تقسیم
h          ارتفاع بستر بیوفیلتر
سطح لایه بیولوژیکی
سرعت ظاهری گاز
غلظت آلاینده در فاز گاز
غلظت آلاینده در فاز بیوفیلم
ماکزیمم سرعت رشد ویژه
ثابت سینتیکی
غلظت اکسیژن در بیوفیلم
ضریب پراکندگی
V    سرعت درون شبکه­ ای محوری
تخلخل ماده فیلتر
ثابت سرعت بیولوژیکی
جرم دی­اکسید کربن به جرم سوبسترا
L    طول بیوفیلتر
متوسط غلظت ورودی آلاینده
H    ثابت هنری
ضریب انتقال فیلم گاز-بیوفیلم
سطح نفوذ مؤثر به ازای واحد حجم بستر
زمان اقامت
تخلخل بستر بیوفیلتر
R    شعاع متوسط ماده پکینگ بیوفیلتر
قابلیت نفوذ در فاز بیوفیلم
G    دبی کل گاز
W    تعداد کل لایه ­ها
J    شار نفوذ
سرعت تجزیه بیولوژیکی
N    تعداد کل زیربخش­های بیوفیلم
ثابت بازدارندگی
EC   ظرفیت حذف


 
 
 
 
 
 
 
فصل اول
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
مقدمه
 
مهمترین هدف از تشكیل حوزه های دفن زباله شهری و جمع آوری بیوگاز تولیدی آنها، جلوگیری از تصاعد ‏گازهای گلخانه ای مانند متان و نیز استفاده از انرژی تجدیدپذیر موجود در بیوگاز آن می باشد. ‏امروزه در اغلب كشورهای جهان، دفن زباله به علت ارزان بودن، نسبت به دیگر روش های موجود مانند سوزاندن ‏زباله و یا تبدیل آن به كود و غیره، ترجیح داده می شود . اما در گذشته مقررات خاصی در مورد مكان دفن زباله ها ‏وضع نشده بود و لندفیل ها مكانهایی بدبو و بدون پوشش بودند كه معضلات زیست محیطی فراوانی ایجاد می ‏كردند. با رشد آگاهی نسبت ‏به تأثیر سوء لندفیل های غیرمهندسی بر روی محیط زیست و وضع قوانین و مقررات خاص، دفن در گودال ‏های بدون پوشش را رها شده و به تشكیل لندفیل های مهندسی با رعایت قوانین و مقررات محیط زیست پرداخته ‏شده است.
لندفیل مهمترین روش برای دفع پسماند جامد شهری است كه در مورد بیش از 80% از مقدار كل پسماندها در چین به كار می‌رود. بوهای نامطبوع در لندفیل عمدتاً توسط تركیبات گازی خروجی از لندفیل كه در طول فعالیت‌های شیمیایی و فیزیكی برای تجزیه مواد زائد ایجاد می‌شوند مانند سولفید هیدروژن H2S، متیل مركپتانز و متیل سولفید و یكی از موارد عمده شكایات توسط افراد ساكن در اطراف لندفیل است. بیش از 100 تركیب به عنوان منابع اصلی ایجاد بوی نامطبوع در لندفیل شناخته شده است. H2S بعنوان عامل اصلی در ایجاد بوی نامطبوع در لندفیل در غلظت‌های كمتر‌ از 1% در لندفیل‌ها موجود است. سولفید هیدروژن نه تنها باعث رنجش مردم می‌گردد، بلكه در غلظت‌هایی حدود ppm200-100 موجب مرگ می‌گردد. تكنولوژی‌های مختلفی برای كاهش H2S خروجی توسعه داده شده است كه شامل جذب توسط كربن فعال اكسیداسیون به وسیله ازن، بیوفیلترها و لجن فعال است (1).
 
1-1- اهمیت موضوع و لزوم انجام مطالعه

 
 
 
فهرست مطالب
 

1. کلیات 1

1-1 مقدمه 1
1-2 هدف از انجام این تحقیق 2
1-3 روش انجام تحقیق 4
1-4 نوآوری تحقیق 5
1-5 ساختار پایان نامه 5

2. پیشینه‌تحقیق 7

2-1 مقدمه 7
2-2 انواع مدلها 9
2-2-1 مدلهای ریاضی (mathematical models) 9
2-2-1-1 طبقه ‌بندی مدلهای ریاضی 10
2-2-1-2 معادله‌ی حاکم بر آبهای زیر زمینی 10
2-2-2 مدلهای فیزیکی (physical models) 13
2-2-3 مدلهای تمثالی(analog models) 15
2-2-3-1 مدلهای شبکه‌ای Pore Network Models (PNMs) 16
2-2-3-2 مدلهای سیال لزج (viscous fluid models) 25
2-2-3-3 مدلهای غشایی (membrane models) 26
2-2-3-4 مدلهای حرارتی (thermal models) 26
2-2-3-5 مدلهای الکتریکی (electrical models) 27
َ2-3 روش های عددی 28
2-3-1 روش تفاضل محدود (finite difference method) 29
2-3-2 روش حجم محدود (finite volume method) 32
2-3-3 روش عناصر محدود (finite element method) 34
2-3-4. روش عناصر مرزی (boundary element method) 36
2-3-5 روش عددی دیفرانسیل كوادراچر (differential quadrature method) 39
2-3-6 روش های طیفی (spectral methods) 40

3. معرفی روش شبکه‌ای به عنوان روشی عددی برای حل معادله‌ی آبهای زیرزمینی 41

3- 1 مقدمه 41
3-2 مبانی تئوریکی روش های شبکه‌ای 42
3-2-1 معادله‌ی حاکم بر روش شبکه‌ای 42
3-2-2 معادله‌ی جبری حاکم بر روش شبکه‌ای در حالت ماندگار 45
3-2-3 تأثیر ناهمگنی و ناهمسانی بر معادلات جبری حاکم 50
3-2-4 تزریق و برداشت 51
3-2-5 معادله‌ی جبری حاکم بر روش شبکه‌ای در حالت ناماندگار 51
3-2-6 آبخوان محصور و آزاد 52
3-2-7 اصلاح روش شبکه‌ای 53
3-2-7-1 بهبود با بهره گرفتن از افزایش اتصال گره‌ها 53
3-2-7-2 بهبود با بهره گرفتن از نحوه‌ی مدل کردن گره‌های مرزی 57
3-2-8 معادله‌ی حاکم در حالت کلی 59
3-2-9 تأثیر شکل هندسی مجاری بر روش شبکه‌ای 61
3-2-9-1شکل مجاری 61
3-2-9-2 معادله‌ی حاکم 62
3- 3 مدل آزمایشگاهی 70
3-3-1 مقدمه 70
3-3-2 نحوه‌ی ساخت مدل آزمایشگاهی 70
3-3-3 روش انجام آزمایش 71
3-3-3-1محیط همگن و همسان با هد ثابت 72
3-3-3-2 آزمایش آبخوان آزاد 72
3-3-3-3 آزمایش لایه‌ی غیر قابل نفوذ 72
3-3-3-4 آزمایش ناهمگن و ناهمسان بودن محیط متخلخل 73
3-3-3-5 آزمایش جریان ناماندگار 74

4. مثالهای عددی و آزمایشگاهی و بحث در نتایج به دست آمده 75

4-1 مقدمه 75
4-2 مثالهای عددی 76
4-1-1 مثال 1) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مربعی و شرایط               مرزی شكل 4-1 76
4-1-2 مثال 2) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مربعی و شرایط مرزی         شكل 4-5 87
4-1-3 مثال 3) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مستطیلی و شرایط           مرزی شكل 4-8 91
4-1-4 مثال 4) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مثلثی و شرایط مرزی     شكل4-11 94
4-1-5 مثال 5) مسأله‌ی حالت ماندگار با وجود چاه در محدوده‌ی مستطیلی             و شرایط مرزی شكل 4-14 97
شكل و شرایط                  مرزی شكل 4-17 99
4-1-7 مثال 7) مسأله‌ی حالت ناماندگار یک بعدی 101
4-1-8 مثال 8) مسأله‌ی حالت ناماندگار دو بعدی 104
4-1-9 مثال 9) مسأله‌ی حالت ماندگار با شرایط مرزی منحنی 107
4-1-10 مثال 10) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مستطیلی و               شرایط مرزی شكل 4-25 110
4-1-11 مثال 11) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مثلثی و شرایط           مرزی شكل 4-27 113
4-3 مثالهای آزمایشگاهی 116
4-3-1 آزمایش 1) جریان در اطراف یک مانع مستطیلی 117

4-3-2. آزمایش 2) جریان با شرایط مرزی مركب 120
4-3-3 آزمایش 3) جریان از زیر پرده‌ی آب بند 122
4-3-4 آزمایش 4) جریان در آبخوان آزاد 124
4-3-5 آزمایش 5) جریان در آبخوانی ناهمگن و ناهمسان 127

5. نتیجه‌گیری و پیشنهادات 132

پیوستها 134
پیوست 1. حل تحلیلی مثال 1 134
پیوست 2. حل تحلیلی مثال 2 136
پیوست 3. حل تحلیلی مثال 3 137
پیوست 4. حل تحلیلی مثال 4 138
پیوست 5. حل تحلیلی مثال 5 140
پیوست 6. حل تحلیلی مثال 7 142
پیوست 7. حل تحلیلی مثال 8 144
پیوست 8. حل تحلیلی مثال 9 146
پیوست 9. حل تحلیلی آزمایش 4 146
فهرست منابع 148


 
 
 
فهرست شکلها
 
 

 
شکل 2- 1. فلوچارت مدل کردن آب زیرزمینی (Baalousha, 2008) 7
شکل 2- 2. المان دو بعدی در محیط متخلخل 11
شکل 2- 3. آبخوان غیر محصور 12
شکل 2- 4. المان به کار رفته در مدل شبکه‌ای (Marios and Ioannis, 1992) 17
شکل 2- 5. سطح مقطعهای مختلف مجراهایPNM (Man and Jing, 2000) 17
شکل 2- 6. شکلهای مورد استفاده در شبیه سازی حفرات و مجاری موجود در محیط متخلخل (Acharya et al., 2004) 18
شکل 2- 7. نحوه‌ی ساخت مجاری ارتباطی (Acharya et al., 2004) 18
شکل 2- 8. نمودارضریب نفوذ پذیری ذاتی بر حسب تخلخل  (Acharya et al., 2004) 19
شکل 2- 9. مقایسه‌ی بین ضریب نفوذ پذیری به دست آمده با بهره گرفتن از معادله‌ی   Carman-Kozeny و روش شبکه‌ای (Acharya et al., 2004) 19
شکل 2- 10. مقایسه‌ی بین پروفیل سرعت در حفرات با بهره گرفتن از (a)آزمایش                 و (b) روش شبکه‌ای (Mazaheri et al., 2005) 20
شکل 2- 11. نشان دادن فرضیات مبنی بر به دام افتادن آب در هنگام زهکشی       (Joekar et al., 2008) 20
شکل 2- 12. نشان دادن به دام افتادن هوا در یک مجرای تنها و مجموعه‌ای از مجراها (Joekar et al., 2008) 21
شکل 2- 13. مقایسه‌ی بین جوابهای مختلف به دست آمده از مدل و آزمایش           (Joekar et al., 2008) 21
شکل 2- 14. نمایش اتصال یک گره به بیست و شش گره مجاور                           (Raoof and Hassanizadeh, 2010) 22
شکل 2- 15. تاثیر تعداد شبکه‌ها در فشار ورودی و زمان رسیدن جبهه‌ی                       آب و DNAPL (Nsir and Schafer, 2010) 22
شکل 2- 16. تاثیر شکل سطح مقطع در نمودارهای P-s و α-S (Joekar et al., 2010) 23
شکل 2- 17. مقایسه‌ی بین جوابهای به دست آمده از مدل و آزمایش برای               منحنی‌های P-s, α-S (Joekar et al., 2010) 23
شکل 2- 18. تاثیرشکل سطح مقطع در نمودارهای P-s, α-S (Jiang et al., 2012) 24
شکل 2- 19. شبکه بندی دامنه‌ی مورد نظر با بهره گرفتن از روش تفاضل محدود.                 (a) فواصل منظم. (b) فواصل غیر منظم (, 2010.et al Bear) 29
شکل 2- 20. ارتباط گره‌های مختلف با بهره گرفتن از روش تفاضل محدود رایج           (Iserles, 2009) 31
شکل 2- 21. ارتباط گره‌های مختلف با بهره گرفتن از روش های غیر رایج تفاضل محدود   (Iserles, 2009) 31
شکل 2- 22. ارتباط گره‌های مختلف با بهره گرفتن از روش های غیر رایج تفاضل محدود         برای مرزهای غیر منظم. شبکه بندی لانه زنبوری (Iserles, 2009) 31
شکل 2- 23. مقایسه‌ی بین شبکه بندی (a) کارتزین تفاضل محدود و                         (b) غیر متعامد حجم محدود (Louydi et al., 2007) 32
شکل 2- 24. شبکه بندی دامنه‌ی مورد نظر با بهره گرفتن از روش حجم محدود           (Chung, 2002) 33
شکل 2- 25. سطوح کنترل بین گره‌های 1 و 7 (Chung, 2002) 33
شکل 2- 26. نحوه‌ی شبکه بندی و نقاط مؤثر در روش دیفرانسیل کودراچر             (Iserles, 2009) 39
شکل 2- 27. نحوه‌ی شبکه بندی و نقاط مؤثر در روش دیفرانسیل کودراچر محلی   (Iserles, 2009) 40
شکل 3- 1. ساختار شبکه‌ی مستطیلی روش شبکه‌ای (RPNM) 43
شکل 3- 2. المانی نشان داده شده از روش RPNM 43
شکل 3- 3. گره داخلی دلخواه از شبکه‌ی مربعی (SPNM) 45
شکل 3- 4. نمایش محاسباتی گره داخلی از SPNM 46
شکل 3- 5. نمایش سه نوع شرط مرزی مختلف روی دامنه‌ای دلخواه از SPNM 47
شکل 3- 6. نمایش گرهی دلخواه واقع بر مرزی با شرایط     48
شکل 3- 7. در نظر گرفتن نقطه ای بیرون از مرز برای بررسی شرایط      48
شکل 3- 8. در نظر گرفتن نقطه‌ای بیرون از مرز برای بررسی شرایط         49
شکل 3- 9. کاهش قطر به منظور مدل سازی کاهش ضریب هدایت هیدرولیکی 50
شکل 3- 10. اضافه نمودن اعضای قطری به شبکه‌ی مربعی SDPNM 54
شکل 3- 11. گره داخلی دلخواه از SDPNM 54
شکل 3- 12. نمایش محاسباتی گرهی داخلی از SDPNM 55
شکل 3- 13. نمایش سه نوع شرط مرزی مختلف روی دامنه‌ای دلخواه از SDPNM 55
شکل 3- 14. افزایش طول لوله بجای کاهش قطر آن برای شبیه سازی کاهش              ضریب هدایت هیدرولیکی 60
شکل 3- 15. نحوه‌ی اتصال یک گره به گره‌های مجاور در UPNM 60
شکل 3- 16. نحوه‌ی تغییر سطح مقطع در طول لوله 62
شکل 3- 17. ساختار شبکه‌ی غیر منشوری SPNM 63
شکل 3- 18. گرهی داخلی از شبکه‌ی غیر منشوری SPNM 64
شکل 3- 19. نمایش محاسباتی گرهی داخلی از شبکه‌ی غیرمنشوری SPNM 64
شکل 3- 20. ساختار شبکه‌ی غیرمنشوری SDPNM 65
شکل 3- 21. گرهی داخلی از شبکه‌ی غیر منشوری SDPNM 65

1-1                                          مقدمه. 2

1-2                                          بیان مسئله. 3

1-3                                          ضرورت و اهمیت تحقیق.. 5

1-4                                          اهداف پژوهش…. 6

1-5                                          فرضیه های پژوهش…. 6

1-6                                          محدوده تحقیق.. 6

1-7                                          محدودیت‌های تحقیق.. 7

1-8                                          تعریف واژه‌ها و اصطلاحات.. 7

2-            مبانی نظری و پیشینه پژوهش…. 9

2-1                                          مبانی نظری.. 9

2-2                                          پیشینه داخلی.. 40

2-3                                          پیشینه خارجی.. 40

3-            روش‌شناسی پژوهش…. 50

3-1                                          مقدمه. 50

3-2                                          طرح پژوهش…. 50

3-3                                          جامعه و نمونه آماری.. 51

3-4                                          الگوی طرح تحقیق.. 52

3-5                                          روش‌های آماری.. 53

4-            تجزیه و تحلیل یافته‌های پژوهش…. 55

4-1                                          مقدمه. 55

4-2                                          تجزیه و تحلیل توصیفی و استنباطی یافته‌ها 55

4-2-1                                                     تجزیه و تحلیل توصیفی یافته‌ها 55

4-2-2                                                        تجزیه و تحلیل استنباطی یافته‌ها 57

4-3                                          یافته‌های جانبی پژوهش…. 61

5-            بحث و نتیجه‌گیری.. 63

5-1                                          بحث و نتیجه‌گیری.. 64

5-1-1                            بررسی فرضیه اول.. 64

5-1-2                            بررسی فرضیه دوم. 65

5-1-3                              بررسی فرضیه سوم. 66

5-2                                          پیشنهاد برای مدیران.. 68

5-3                                          پیشنهاد برای پژوهشگران.. 68

جداول و نمودارها

جدول ‏2‑1 خلاصه‌ای از تحقیقات پیشین.. 46

جدول ‏3‑1: الگوی طرح تحقیق.. 52

جدول ‏4‑1 تجزیه و تحلیل توصیفی یافته‌ها 55

جدول ‏4‑2: تغییرات سطوح پلاسما اوکسی توسین خون در بین ورزشکاران و غیر ورزشکاران قبل و بعد از نمایش فیلم خیرخواهانه. 58

جدول ‏4‑3: سطوح اوکسی توسین  ورزشکاران در مقایسه با غیر ورزشکاران.. 59

جدول ‏4‑4: میزان بخشش ورزشکاران در مقایسه با غیر ورزشکاران.. 61

جدول ‏4‑5: قصد کمک مالی ورزشکاران در مقایسه با غیر ورزشکاران.. 61

جدول ‏5‑1 خلاصه مشخصات آزمودنی‌های تحقیق.. 63

جدول ‏5‑2 خلاصه نتایج آزمون‌های پارامتریک برای سنجش فرضیه‌های تحقیق.. 64

نمودار ‏4‑1: میزان اوکسی توسین خون ورشکاران در مقایسه با غیر ورزشکاران.. 58

نمودار ‏4‑2: میزان بخشش ورزشکاران در مقایسه با غیر ورزشکاران.. 6

چکیده

یکی از عواملی که امروزه بر روی آن تحقیقات زیادی انجام می‌شود عوامل فیزیولوژیکی حاکم بر رفتار و نیز عوامل رفتاری که بر فاکتو­رهای فیزیولوژیکی تاثیر می­گذارد است. هدف از تحقیق نیمه تجربی حاضر، بررسی تغییرات میزان اوکسی توسین خون در پاسخ به فیلم تبلیغاتی موسسه خیریه و تفاوت این میزان در بین ورزشکاران و غیر ورزشکاران بوده است. همچنین مقایسه میزان کمک نیکوکارانه آن‌ ها به یک موسسه خیریه ناشناس هدف دیگر این تحقیق بوده است. دو گروه 10 نفری از دانشجویان پسر ورزشکار (سن: 3/21± 7/1) و غیر ورزشکار (سن 1/22 ± 7/1) برای این تحقیق انتخاب شدند. از شرکت کنندگان خون‌گیری به عمل آمده و بعد از نمایش فیلم و خون‌گیری مجدد میزان بخشش مالی آنان سنجیده شد یافته‌ها حاکی از این است که تماشای فیلم عاطفی مورد نظر می‌تواند اکسی توسین خون و میزان بخشندگی افراد را تحت تأثیر قرار دهید. میزان این تأثیرگذاری در بین دانشجویان ورزشکار و غیر ورزشکار یکسان بوده است. بر این اساس به نظر می‌رسد که می‌توان از نمایش فیلم‌های عاطفی برای افزایش رفتارهای بخشندگی ورزشکاران و غیر ورزشکاران به یکسان استفاده نمود.

1-1    مقدمه
از دیرباز انسان را موجودی اجتماعی تعریف کرده ­اند. انسان همواره به شكل اجتماعی زیسته است و تا آنجا كه تحقیقات باستان‌شناسی نیز تأیید می‌کند، در هیچ دورانی بشر به‌صورت انفرادی زندگی نكرده است. استاد مطهری منشأ زندگی اجتماعی انسان را امری طبیعی و فطری دانسته و می‌نویسد: «اجتماعی بودن یک غایت كلی و عمومی است كه طبیعت انسان بالفطره به‌سوی او روان است.» بسیاری از اندیشمندان نیز بر این اعتقادند كه اجتماعی زیستن انسان از طبیعت او سرچشمه می‌گیرد و طبق نظریه‌ی معروف ارسطو «الانسان مدنی بالطبع» انسان طبعاً اجتماعی است. انسان موجودی اجتماعی است كه این اجتماعی بودن ریشه در ذات و سرشت و فطرت انسان دارد و همان‌گونه كه انسان‌های سالم و متعادل، زیبایی و پاكی و … را دوست دارند به‌سوی جامعه نیز گرایش و میل دارند. ابونصر محمد فارابی نیز به این مسئله پرداخته است و او نیز انسان را ذاتاً مدنی الطبع می‌داند، یعنی اینکه نیاز به زندگی اجتماعی و تشكیل جامعه، در ذات و سرشت انسان‌ها نهفته است. بنابراین تشكیل جامعه برای انسان یک امر ضروری است. برای آنكه انسان بدون زندگی و همكاری اجتماعی نمی‌تواند به بلوغ و مراتب كمال دست یابد. پس علاوه بر فیلسوفی مانند ارسطو كه انسان را بالطبع اجتماعی می‌داند، دانشمند و عالم اجتماعی (فارابی) نیز به این مسئله اشاره دارد ضمن اینکه او به «نیاز» نیز به‌عنوان عامل دیگر برای گرایش انسان به زندگی اجتماعی توجه دارد.
این عامل محدودکننده البته درست است ولی نباید از یاد برد که این خصوصیت فقط به انسان تعلق ندارد. برخی از انواع عالی حیوانات به‌طور جمعی زندگی می­ کنند (مانند مورچه­ها و زنبورها) آنچه انسان را از این حیوانات متمایز می­ کند درواقع رفتار اجتماعی و فرا اجتماعی[1] اوست که شکل‌های متنوعی به خود می­گیرد.

رفتار فرا اجتماعی رفتار داوطلبانه خیرخواهانه به‌منظور سود رساندن به دیگران است (1) و متضمن کنش متقابل دو یا چند انسان و کمک‌رسانی است.

مردم غالباً در فعالیت‌هایی شرکت می‌کنند که به قیمت هزینه گذاشتن بر دوش خودشان به دیگران یاری و منفعت می‌رسانند. آن‌ ها داوطلب می­شوند، به غریبه‌ها کمک می­ کنند، رأی می­دهند­ به سازمان‌های سیاسی یا خیریه کمک می­ کنند، خون اهدا می­ کنند، به گروه­های امداد می­پیوندند و چیز­های دیگری که زندگی خود را برای غریبه‌ها قربانی می­ کنند. بسیاری از پژوهش­ها تأیید می‌کنند که قسمت زیادی از مردم در این