عنوان پایان‌نامه
تعیین غلظت جیوه در آب با استفاده از رنگ سنجی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3110;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78849;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3110;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78849
- تاریخ دفاع
- ۰۲ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- خسرو وفایی نژاد
- استاد راهنما
- ابراهیم اصل سلیمانی, محمدرضا کلاه دوز اصفهانی
- چکیده
- جیوه(Hg2+) یک فلز سنگین و بسیار سمی در محیط زیست محسوب میشود.آلودگی های ناشی از Hg2+ گسترده است و از طریق انواع منابع طبیعی و انسانی رخ میدهد، و میتوان آنرا در بسیاری از محصولات مانند رنگ، تجهیزات الکترونیکی و باتری یافت. جیوه از خطرناک ترین آلاینده های زیست محیطی بوده که بسته به فرم شیمیایی، اثرات سمی شناخته شده ای برای انسان ایجاد می کند. از این رو حتی مقدارهای خیلی کم جیوه در مواد غذایی و آب بسیار خطرناک است. از آنجا که سدها و رودخانه‌ها مهمترین و اصلی ترین منابع تامین آب آشامیدنی و همچنین آبیاری محصولات کشاورزی میباشند بنابراین شناسایی سریع جیوه در آب حتی با مقادیر کم از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این پژوهش روشی را معرفی کرده‌ایم که هر‌کاربری را قادر به اندازه‌گیری میزان جیوه در‌آب با استفاده از تلفن هوشمند می‌سازد. به همین منظور در این روش، محلول شناساگری را معرفی می‌کنیم که با توجه به میزان غلظت جیوه موجود در آن تغییر رنگ منحصر بفردی را از خود نشان میدهد. در این محلول شناساگر، از نانوذرات کروی طلا به ابعاد ?? نانومتر استفاده شده است. همچنین با استفاده از پرینتر سه‌بعدی افزاره‌ای را طراحی کرده‌ایم که تلفن‌همراه و محلول‌شناساگر روی آن قرار می‌گیرد، با پردازش تصویر دریافتی از دوربین تلفن همراه میزان غلظت جیوه موجود در محلول شناساگر را اندازه‌گیری می‌کنیم. با استفاده از این روش قادر خواهیم بود غلظتهای ?? تا ??? نانومولار جیوه در آب را اندازه گیری کنیم. با توجه به اینکه مقدار مجاز جیوه در آب آشامیدنی با توجه به استاندارد سازمان بهداشت جهانی ?? نانومولار است در نتیجه با این روش می‌توانیم مقادیر جیوه خطرناک برای سلامت انسان را شناسایی کنیم. از نکات شاخص این روش میتوان به هزینه بسیار کم آن در مقابل روشهای معمول شناسایی جیوه در آب، دریافت نتایج سریع در محل نمونه‌برداری بدون نیاز به پروسه‌های پیچیده، دقت بالا، اندازه کوچک دستگاه، استفاده از تلفن‌همراه، قابلیت جابجایی راحت آن و عدم نیاز به برق شهری اشاره کرد که می‌تواند کاربرد بسیار زیادی در مناطق دورافتاده و محروم داشته باشد
- Abstract
- Mercury can be considered as a very critical and heavy metal because of its high toxicity and abundance in the environment. Furthermore, mercury can be found in many products of daily life such as electronic equipment, batteries, paints and etc. Mercury’s toxicity most commonly affects the neurologic, gastrointestinal and renal organ systems. Mercury poisoning can be a result of its vapor inhalation, absorption of mercury through the skin, its injection and ingestion. Industrial mercury pollution is often in the inorganic form, but aquatic organisms and vegetation in waterways such as rivers, lakes, and bays convert it to a deadly methylmercury. Since the dams and rivers are the most important sources of drinkable water and agriculture uses, so quick detection of very small trace of mercury pollution is very important. There are several methods such as atomic absorption spectrometry (AAS), inductively coupled plasma (ICP) and cold vapor atomic absorption spectrometry (CVAAS) used in determining trace concentration of mercury in water but all of them require expensive and bulky equipments, complex sample preparation procedures, professionally trained personal running the tests . So these methods are not suited for rapid and mobile detection of mercury. We’ve introduced a method that every user will be able to determine the amount of mercury in water using smart phone. For detecting mercury in water by colorimetric method, we’ve introduced a detecting solution that takes specific color based on the concentration of mercury. Gold nanoparticles play a major role in this detection because of their unique optical properties. So for this solution, gold nanoparticles with 10nm diameter was synthesized. Also to provide cost-effective, wirelessly connected platform to sensitively quantify mercury ion concentration on water sample, we report a mobile sensing device that consists of lightweight opto-mechanical attachment to a smart phone. This lab on a phone device can quantify mercury ion in water. Thus, every user will be able to determine the concentration of mercury in water immediately after sampling, just by their smart phone. Due to this method, we have demonstrated a sensitive detection of mercury in water samples with a limit of detection of 25nM (~5 ppb), which has the same order of magnitude as the maximum containment level (MCL) of mercury recommended for drinking water 6 ppb by World Health Organization (WHO).
