طراحی، ساخت و کنترل دستگاه سمیت‌شناسی آب با ماهی جهت حفاظت از منابع آب شرب.

خاشعی سیوکی, عباس; حسین آبادی, سعیده; تقی پور گرجی کلایی, مهران; شهیدی, علی

طراحی، ساخت و کنترل دستگاه سمیت‌شناسی آب با ماهی جهت حفاظت از منابع آب شرب.

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند

² دانشجوی کارشناسی ارشد منابع آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

³ استادیار دانشکده:مهندسی برق و کامپیوتر گروه:الکترونیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

⁴ دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

امنیت آبی و غذایی، بخش مهمی از امنیت ملی هر کشور است. پژوهش حاضر با هدف طراحی و ساخت دستگاه سمیت‌شناسی آب با ماهی جهت حفاظت از منابع آب شرب، کنترل و تعیین حساسیت آن در برابر سه نوع سم انجام گرفت. در دستگاه حاضر نمونه‌ای از آب، همواره مورد پایش زیستی قرار می‌گیرد. مطالعه و محاسبات پژوهش حاضر با تحقیق و آزمایش‌های سعی و خطا روی دو نوع ماهی مختلف (بارب ببری و تتراجواهر) صورت گرفت که درنتیجه، ماهی بارب ببری به‌عنوان مناسب‌ترین نوع ماهی مورداستفاده در دستگاه معرفی گردید. همچنین جهت انتخاب بخش الکترونیکی دستگاه از دو صفحه متشکل از لیزر به‌عنوان صفحه فرستنده و گیرنده استفاده شد. نتایج نشان داد در صورت استفاده از ماهی بارب ببری، زمان اعلام هشدار دستگاه برای غلظت ppm5 سم سیانید حدود 5 دقیقه و برای سه غلظت متفاوت علف‌کش توفوردی+ ام‌سی‌پی‌آ (4/17، 2/23 و 8/34 گرم در لیتر) به ترتیب 520، 280 و 100 ثانیه بعد از ورود سم به دستگاه و برای سه غلظت علف‌کش دلتامترین (46/0، 93/0 و 99/1 گرم در لیتر) نیز به ترتیب 220، 160 و 60 ثانیه پس از ورود سم بود که این نتایج نشاندهنده کارایی مفید دستگاه حاضر است. نتایج عملکرد دستگاه حاکی از آن است که استفاده از دستگاه حاضر کمک شایانی در راستای پدافند غیرعامل، حفظ سلامت منابع آب شرب کشور و جلوگیری از حملات تروریستی می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.26762935.1399.11.3.7.0

عنوان مقاله [English]

Design, Production and Control of the Toxicological System of Water using Fish, to Protecting the Drinking Water Supplies

نویسندگان [English]

A. KhasheiSiuki ¹
S. Hoseinabadi ²
M. Tghipour Gorjikolaie ³
A. Shahidi ⁴

¹ university of birjand, Avini street, birjand city, soth khorasan province,iran

² Msc student water resources management in water engineering Dept. University of Birjand, Birjand, Iran

³ Assistant Professor, Faculty:Electrical Engineering and Computer, Department:Electronic, University of Birjand, Birjand, Iran

⁴ Associate Professor, Water Science and Engineering Department, Birjand University, Birjand, Iran

چکیده [English]

The most important parts of any country’s national security, are water and food security. The purpose of this study was to produce and design a toxicological system of water using fish, to protect the drinking water resources and to determine its sensitivity against three types of toxins. In this system, always a sample of water is biologically monitored. The calculations were done by trial and error iterations on two different fish species (tiger barb and tetravirus). As a result, tiger barb fish was introduced as the most appropriate type of fish for using in this system. Also two laser plates were used as transmitter and receiver for electronic parts of the system. The results showed that after entering the toxin into the system, with using tiger barb fish, the alert time of system for concentration of Cyanide (5 ppm) 5 minute and for tree different concentrations of 2,4-D+MCPA herbicide (17.4, 23.2, 34.8 g/l) would be 520, 280, 100 seconds and also for tree different concentrations of Deltamethrin herbicide (0.46, 0.93, 1.99 g/l) would be 220, 160, 60 seconds respectively. These results demonstrate the effectiveness of the system. The performance of the system and its results shows that the use of this system can helps so much in passive defense, maintaining the health of the country’s water supplies and preventing terrorism attacks.

کلیدواژه‌ها [English]

Bioterrorist attacks
Drinking water
Human-made threats
Passive defense

مراجع

[1] Mullen, R. K. “Mass Destruction and Terrorism”; J. Int. Aff. 1978, 32, 63-89.##

[2] Ranjbar, M. H.; Mardani, M.; Pirayesh, A. “Presenting a Model for Evaluation of the Physical Protection of CriticalInstallations for Passive Defense against Physical and Sabotage Threats”; Adv. Defense Sci. Technol. 2017, 8, 387-398. (In Persian)##

[3] Ryan, C. A.; Nickels, M. K.; Hargrett-bean, N. T.; Potter, M. E.; Endo, T.; Mayer, L.; Langkop, C. W.; Gibson, C.; Mcdonald, R. C.; Kenney, R. T. “Massive Outbreak of Antimicrobial-Resistant Salmonellosis Traced to Pasteurized Milk”; Jama. 1987, 258, 3269-3274.##

[4] Hadi, M.; Mesdaghinia, A. R.; Nasseri, S., Iravani, E., Askari, M. “A Systematic Review on Drinking Water Resources-Related Studies in Iran: Identification of Research Gaps”; J. Health Environ. 2018, 10, 573-594. (In Persian)##

[5] Huxsoll, D. L.; Patrick, W. C.; Parrott, C. D. “Veterinary Services in Biological Disasters”; J. Am. Vet. Med. Assoc. 1988, 190, 714-722.##

[6] Greaves, J.; Wilson, R. S.; Smith, E. H. “Water Quality Early Warning System”; https://patents.com/us-4626992.html, 1986.##

[7] Babenviro, http://www.babenviro.com/, 2007.##

[8] Emadi, H. “Feed and Feeding of Aquarium Fishes”; Aquatic Science Publications: Tehran, 2009 (In Persian).##

[9] Aylward, L. L.; Morgan, M. K.; Arbuckle, T. E.; Barr, D. B.; Burns, C. J.; Alexander, B. H.; Hays, S. M. “Biomonitoring Data for 2, 4-dichlorophenoxyacetic Acid in the United States and Canada: Interpretation in a Public Health Risk Assessment Context Using Biomonitoring Equivalents”; Environ. Health Persp. 2009, 118, 177-181.##

[10] Grabinska-Sota, E.; Wiśniowska, E.; Kalka, J. “Toxicity of Selected Synthetic Auxines-2, 4-D and MCPA Derivatives to Broad-leaved and Cereal Plants”; Crop Prot. 2003, 22, 355-360.##

[11] Bukowska, B. “Toxicity of 2, 4-Dichlorophenoxyacetic Acid--Molecular Mechanisms Polish”; J. Environ. Stud. 2006, 15, 365-374.##

[12] Zeljezic, D.; Garaj-Vrhovac, V. “Chromosomal Aberrations, Micronuclei and Nuclear Buds Induced in Human Lymphocytes by 2, 4-Dichlorophenoxyacetic Acid Pesticide Formulation”; Toxicology 2004, 200, 39-47.##

[13] HajiSharafi, G.; Shokouhfar, A. “Replace Herbicide Sugarcanes to Reduce Consumption and Optimal Use of Pesticide in Agro Industrial Sugarcane Khuzestan”; Crop Physiol. 2009, 1, 49-57. (In Persian)##

[14] Dube, P. N., Hosetti, B. B. “Modulation in the Protein Metabolism by Subacute Sodium Cyanide Intoxication in the Freshwater Fish, Labeo Rohita (Hamilton)”; Drug Chem. Toxicol. 2012, 35, 25-31.##

[15] Sarikaya, R.; Yilmaz, M. “Investigation of Acute Toxicity and the Effect of 2, 4-D (2, 4-dichlorophenoxyacetic Acid) Herbicide on the Behavior of the Common Carp (Cyprinus carpio L., 1758; Pisces, Cyprinidae)”; Chemosphere 2003, 52, 195-201.##

[16] Bahrami, Z.; Alishahi, M.; Javadzadeh, N. “Comparative Acute Toxicity of Two Herbicides, Paraquat and 2,4-Dichlorophenoxy Acetic Acid on Barbus Xanthopterus”; J. Wet. Ecobiol. 2018, 10, 19-26. (In Persian)##

[17] Sarikaya, R.; Selvi, M. “Investigation of Acute Toxicity of (2, 4-dichlorophenoxy) Acetic Acid (2, 4-D) Herbicide on Larvae and Adult Nile Tilapia (Oreochromis niloticus L.)”; Environ. Toxicol. Pharmacol. 2005, 20, 264-268.##

[18] Sloman, K. A.; Scott, G. R.; Diao, Z.; Rouleau, C.; Wood, C. M.; Mcdonald, D. G. “Cadmium Affects the Social Behaviour of Rainbow Trout, Oncorhynchus Mykiss”; Aquat. Toxicol. 2003, 65, 171-185.##

[19] Xu, J.; Liu, Y.; Cui, S.; Miao, X. “Behavioral Responses of Tilapia (Oreochromis Niloticus) to Acute Fluctuations in Dissolved Oxygen Levels as Monitored by Computer Vision”; Aquacult. Eng. 2006, 35, 207-217.##