عنوان :

تحقیق میزان نقش گیاهان آبزی در تولید و مصرف گازهای مختلف

تعداد صفحات : ۷۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده:

در این مقاله میزان نقش گیاهان آبزی در تولید و مصرف گازهای مختلف و به بیان دیگر فتوسنتز در گیاهان مورد بررسی قرار گرفته است. اکثر اکسیژن محلول اضافه شده با گیاهان از میلیون ها جلبک سبز میکروسکوپی ناشی می گردد.

احیای دی اکسیدکربن و تبدیل آن به ترکیبات مختلف کربن دار، تنها در حضور مقداری انرژی صورت می گیرد که یا به وسیله انرژی حاصل ار انجام واکنشهای شیمیایی انرژی زا و یا به کمک انرژی نورانی تأمین می شود. در حالت اول پدیده را کموسنتز (chemosynthesis) یا شیمیوسنتز می نامند که به عنوان مثال در نزد باکتریهای تبدیل کننده نیتروژن آمونیاکی به نیتروژن نیتراتی دیده شده به وسیله وینوگرادسکی (Winogradsky) کشف شده است. در حالت دوم پدیده را فتوسنتز (photosynthesis) می گویند که در حضور رنگیزه های گیرنده انرژی خورشید صورت گرفته، در نزد باکتریها و گیاهان کلروفیل دار دیده شده است.

 فتوسنتز فرآیند شیمیایی است که در اشکال زیاد باکتری ها و واقعاً تمام گیاهان از جمله گیاهان آبزی و جلبک ها با استفاده از سه تشکیل دهنده‌ی ساده (دی اکسید کربن، آب و نور آفتاب) انجام می شود. که گیاهان و باکتر‌ی‌ها بدین طریق قادر به ساختن غذای خودشان هستند.

خوشبختانه برای تمام حیوانات، از جمله انسان ها و ماهی ها اکسیژن محصول فرعی این فرآیند معجزه آسا می باشد، تا زمانی که فتوسنتز اتفاق می‌افتد، اکسیژن به طور مداوم در هوا، دریاچه ها و اقیانوس ها، رودها و آبگیرها رها می گردد.

واژه های کلیدی: فتوسنتز، دی اکسیدکربن، اکسیژن، گیاهان آبزی

فهرست مطالب

چکیده:    ۱
تعادل   :    ۲
فتوسنتز و تولید اکسیژن:    ۴
اکسیژن حل شده:    ۹
استانداردهای کیفیت آب برای اکسیژن محلول:    ۱۵
محدودیت های اکسیژن محلول در مجوزهای NPDES :    ۱۵
اطلاعات در خصوص مقدارهای اکسیژن موجود برای ارگانیزم های زنده:    ۱۷
گیاهان دو ماده‌ی شیمیایی از محلیط جذب می نمایند:    ۱۹
تأثیر محیطی:    ۲۴
درک اکسیژن محلول در نهرها:    ۲۵
گیاهان آبزی غوطه ور:    ۲۵
گیاهای در حال ظهور متصل:    ۲۶
گیاهان بومی و سوسن های آب:    ۲۹
فتوسنتز: بررسی کلی    ۲۹
اختصاصات    ۳۰
الف) تاریخچه    ۳۰
۳۱
ب) تبادلات گازی    ۳۱
ج) فرآورده های متشکله    ۳۴
ب) اندازه گیری فتوسنتز خام    ۳۷
مقادیر متوسط و تغییرات آنها    ۳۹
نقش اسید فسفوگلیسریک    ۴۱
جذب احیایی و تثبیت نااحیایی    ۴۸
فتوسنتز باکتریایی    ۴۹
شیمیوسنتز    ۵۳
فصل پنجم :مکانیسم فتوسنتز    ۵۵
نقش احیا کنندگی آب    ۵۵
فصل چهارم: آشنایی با فتوسنتز    ۵۷
۱- تاریخچه    ۵۷
۲- علایم ظاهری فتوسنتز    ۶۱
تبادلات گازی    ۶۱
جذب دی اکسید کربن    ۶۳
۳- ترکیبات حاصل از انجام فتوسنتز    ۶۳
۷- مسیر حرکت گازها    ۶۶
منابع:    ۶۹

منابع:

فیزیولوژی گیاهی/ تألیف حسن ابراهیم زاده. تهران- دانشگاه تهران، ۱۳۶۶-۱۳۷۷

فیزیولوژی گیاهی (سلول، تنفس، فتوسنتز)/ تألیف رمضانعلی نادری، تهران: دانشگاه تربیت معلم ۱۳۷۵٫

 تعادل  :

گاز  حل شده در آب می تواند بصورت بی کربنات یا کربنات درآید. این سه شکل در تعادل شیمیایی هستند که در آن وجود داشتن شکل موجود بستگی به pH دارد.

یون کربنات  یون بی کربنات   حل شده در دامنه‌ی مناسب برای گیاهان آبزی که دارای pH بین ۶/۴ تا ۷/۲ هستند. درصدی به عنوان  حل شده و بقیه به عنوان یون های بی کربنات وجود خواهند داشت.

گرچه آن ها موسوم به گیاهان آبی (آبزی) هستند، اما گیاهان آکواریمی واقعاً گیاهان غوطه ور هستند که در زیستگاه طبیعی خودشان طوری زندگی می کنند که حداقل قسمتی از سطوحشان بالای خط آب قرار دارند. بنابراین، آن‌ها برای جذب کردن  گازی از اتمسفر، خودشان را تطبیق داده اند. اگر زیر آب قرار گیرند. آن ها تنها قادر به استفاده کردن از  حل شده در آکواریم هستند.

چندین گیاه آبی واقعی، یعنی گونه هایی که همشه در زیر آب در زیستگاهشان هستند نیز قادر به استفاده کردن از یون های بی کربنات می‌باشند. اگر وجود  محدود باشد، شرایط مساعد نیست که این کار اتفاق افتد، اولاً به خاطر اینکه اکثر گیاهان دیگر در آکواریوم قادر به رشد کردن نخواهند بود، ثانیاً با استفاده از یون های بی کربنات، pH به سطوح غیر قابل قبول برای تمام گیاهان افزایش خواهد یافت.

به خاطر تعادل  حل شده، مقدار حداکثر  حل شده‌ی موجود بستگی به pH دارد. هر قدر pH پایین تر باشد به همان اندازه  موجود بیشتر خواهد بود. از جایی که گیاهان  را در مقادیر قابل ملاحظه ای بکار می برند، آن‌ها در عین حال pH را افزایش می دهند. بنابراین مقدار pH و غلظت  به هم مرتبط می باشند.

کنترل کربنات نیز عامل دیگری است که غلظت  را تحت تأثیر قرار می‌دهد. آب سخت دارای kH بالا می تواند  بیشتری را نسبت به آب نرم نگاه دارد، در صورتی که اساساً صحیح می باشد که آب سخت دارای pH پایین بیشترین مقدار  را در محل نگه می دارد، می توانیم تنها از مناسب‌ترین مقادیر pH و kH برای گیاهان استفاده کنیم که pH 6.44-7.2 و kH 3-80 هستند.

شخص علاقه مند به گیاه آبزی با وظیفه‌ی حفظ pH و سختی پایداری برای ایجاد غلظت  مطلوب، روبرو می باشد.

فتوسنتز و تولید اکسیژن:

فتوسنتز فرآیند شیمیایی است که در اشکال زیاد باکتری ها و واقعاً تمام گیاهان از جمله گیاهان آبزی و جلبک ها با استفاده از سه تشکیل دهنده‌ی ساده (دی اکسید کربن، آب و نور آفتاب) انجام می شود. که گیاهان و باکتر‌ی‌ها بدین طریق قادر به ساختن غذای خودشان هستند.

خوشبختانه برای تمام حیوانات، از جمله انسان ها و ماهی ها اکسیژن محصول فرعی این فرآیند معجزه آسا می باشد، تا زمانی که فتوسنتز اتفاق می‌افتد، اکسیژن به طور مداوم در هوا، دریاچه ها و اقیانوس ها، رودها و آبگیرها رها می گردد.

اشکال اولیه جلبک ها و باکتری ارگانیزم های اول برای فتوسنتز به مدت بیش از سه میلیارد سال پیش بودند. بعد از مدتی مقادیر قابل توجهی اکسیژن در اتمسفر انباشته شده بودند. دانشمندان تخمین می زنند که در حدود ۲۰۰۰ سال فعالیت فتوسنتزی برای جایگزین کردن یا دوباره پر کردن تمام اکسیژن در زیست کوره‌ی زمین طول می کشد.

کربن غیرآلی حل شده (DIC) در آب شیرین به عنوان چهار گونه‌ی متفاوت در تعادل با یکدیگر وجود دارند. چهار گونه‌ی آن عبارتند از: دی اکسید کربن، اسید کربنیک، بی کربنات و کربنات.

مقدار کلی OIC عمدتاً ظرفیت تامپون سازی (buffering) آب های شیرین را معین می سازد و نسبت این گونه ها با یکدیگر عمدتاً pH را معین می نماید.

دی اکسید کربن به سرعت در آب حل می شود. تعادل هوایی، غلظت  در هوا و آب تقریباً برابر با حدود ۰٫۵ mg/L است.

متأسفانه  در حدود ۱۰ هزار بار در آب کندتر از هوا پخش می گردد. این مسأله با لایه‌ی نسبتاً ضخیم «لایه‌ی مرزی» که برگ های گیاه آبزی را احاطه می نماید پیچیده تر می گردد.

لایه‌ی مرزی در گیاهان آبزی، لایه‌ی آب را که (به هم نخورده) می باشد که از آن گازها و مواد غذایی باید برای رسیدن به برگ گیاه پخش شوند. ضخامتش در حدود mm 5/0 می باشد که ده برابر ضخیم تر است نسبت به گیاهان سرزمینی. نتیجه این است که تقریباً mg/L 30 ،  آزاد برای اشباع کردن فتوسنتز در گیاهان آبزی غوطه ور لازم می باشد.

قابلیت پخش پایین  در آب، لایه‌ی مرزی نسبتاً ضخیم و غلظت بالای  لازم برای اشباع کردن فتوسنتز، دانشمندان را برانگیخته اند، که بگویند: برای گیاهان ماکروفیت آبزی غوطه ور در آب شیرین. سطوح OC که به طور طبیعی اتفاق می افتد محدودیت عمده ای را برای فتوسنتز به وجود می آورند.

محدودیت های OIC بر روی ماکروفیت های آبزی و پیامدهای آن ها، نیاز برای حفظ کردن کربن، به طور فزاینده به عنوان خصوصیات اکولوژیکی مهم محیط های آبزی آشکار می شود. (جرج بود، جذب کربن غیرآلی با ارگانیز فتوسنتزی آبی، ۱۹۸۵)

گیاهان آبزی از طریق چند روش به محدودیت  ، خودشان را تطبیق داده‌اند. آن ها دارای برگ های نازک اغلب شکافت می باشند این نسبت سطح به حجم را افزایش می دهد و ضخامت لایه‌ی مرزی (لایه‌ی به هم نخورده) را کاهش می دهد.

آن ها کانال های هوایی گسترده‌ی موسوم به aerenchema دارند که به گازها امکان می دهند که به طور آزاد در داخل گیاهان حرکت نمایند. این باعث می گردد که  تنفس شده در داخل گیاه محبوس گردد و در برخی گونه‌ها حتی به  از رسوب امکان می دهد که به داخل سطوح پخش گردد.

نهایتاً اکثر گونه های گیاهان آبزی قادر به انجام فتوسنتز با استفاده از بی‌کربنات ها و نیز  هستند. این امر مهم می باشد زیرا در مقادیر pH بین ۶٫۴ و ۱۰٫۴ ، اکثریت DIC در آب شیرین، به شکل بی کربنات موجود می‌باشد.

برای گیاهان آکواریمی فراهم کردن  می تواند به دو روش صورت گیرد. هر دو روش با افزایش نرخ سرعت جذب  به داخل گیاهان است. اول نرخ سرعت حرکت آب در داخل آکواریوم می تواند افزایش یابد. ضخامت لایه‌ی مرزی را کاهش خواهد داد و تضمین خواهد کرد که سطوح  در تعادل با هوا باشند.

این روش برای اجرا کردن ارزان می باشد و رشد عالی گیاهان آبزی تحت اکثر شرایط را به وجود خواهد آورد.

ثانیاً  می تواند به آکواریم تزریق گردد. این روش می تواند گران باشد و اگر به طور نامناسب انجام شود می تواند باعث مرگ ماهی ها باشد. استفاده از این روش، تنها اگر نوساناتpH مضرانه‌ی مهمی در آکواریوم وجود داشته باشد یا اگر گونه های گیاهان مورد کشت کاملاً قادر به استفاده کردن از بی‌کربنات نباشند (مثل گونه‌ی کامبومبا) ضروری است.

اکسیژن حل شده:

اکسیژن حل شده به حجم اکسیژن که محتوی در آب است اشاره می‌کند. اکسیژن زمانی که گیاهان آبزی ریشه دارد جلبک ها دستخوش فتوسنتز می‌شوند و زمانی که اکسیژن به سطح مشترک هوا – آب انتقال می یابد وارد آب می گردد. مقدار اکسیژنی که می تواند با آب نگاه داشته شود بستگی به دمای آب، شوری و فشار آب دارد. حلالیت گاز با کاهش دما افزایش می‌یابد (آب سردتر اکسیژن بیشتری نگاه می دارد).

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .