1-1- مقدمه. 2

1-2- تعریف موضوع. 2

1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق.. 4

1-4- اهداف تحقیق.. 5

1-5- سوالات تحقیق.. 5

1-6- فرضیه های تحقیق.. 7

1-7- قلمرو تحقیق.. 8

1-7-1- بعد موضوعی: 8

1-7-2-بعد زمانی: 8

1-7-3-بعد مكانی: 8

1-8- کاربردهای متصور از تحقیق.. 9

1-9- محدودیت‌های تحقیق.. 9

1-10- واژگان عملیاتی تحقیق.. 9

1-10-1- تحلیل رفتگی (فرسودگی شغلی) 9

1-10-2- فشار روانی.. 10

1-10-3- شخصیت… 10

1-10-4- مسخ شخصیت… 10

1-10-5- فرسودگی هیجانی.. 11

1-10-6- کاهش کفایت شخصی.. 11

1-10-7- برونگرایی: 11

1-10-8- توافق‌پذیری.. 12

1-10- 9- وجدان کاری.. 12

1-10-10- ثبات هیجانی.. 13

1-10-11- گشودگی.. 13

1-11- پیشینه و جنبه نوآوری تحقیق.. 13

فصل دوم: ادبیات تحقیق.. 18

2-1- بخش اول: شخصیت… 19

2-1-1- تعریف شخصیت… 19

2-1-2- منشا شخصیت… 20

2-1-3- دیدگاه‌های شخصیت… 26

2-1-3-1- دیدگاه‌های روان‌کاوی.. 26

2-1-3-2- دیدگاه‌ رفتاری و دیدگاه شناختی اجتماعی.. 26

2-1-3-3- دیدگاه‌های انسانگرا 27

2-1-3-4- دیدگاه‌های صفتی.. 29

2-1-4- نظریه‌های شخصیت… 30

2-1-4-1- برونگرایی و درونگرایی یونگ… 30

2-1-4-2- ویژگی‌های شخصیت آلپورت… 30

2-1-4-3- ویژگی‌های شخصیتی کتل.. 32

2-1-4-4- نظریه نوع آیزنک… 34

2-1-4-5- شاخص نوع مایرز- بریگز. 35

2-1-4-6- مدل پنج عاملی.. 37

2-1-4-6-1- رابطه ابعاد شخصیت و عملکرد: 41

2-1-4-6-2- رابطه شخصیت و فرهنگ: 43

2-1-4-6-3- پیشینه‌نظری طرح پنج عاملی شخصیت… 43

2-1-4-6-4- مقیاس‌های آزمون NEO PI-R.. 45

2-1-4-6-5- تعامل صفت- وضعیت… 51

2-1-4-7- تناسب شخصیت با شغل هالند. 51

2-1-5- ویژگی‌های مهم شخصیتی.. 54

2-1-5-1- قدرت طلبی (ماکیاولیسم) 54

2-1-5-2- کانون کنترل. 55

2-1-5-3- عزت نفس… 56

2-1-5-4- خود باوری.. 57

2-1-5-5- خود شیفتگی.. 58

2-1-5-6- خودپایشی.. 59

2-1-5-7- مخاطره پذیری و مخاطره گریزی.. 59

2-1-5-8- الگوی رفتاری نوع الف و ب… 60

2-1-5-9- خودکامگی: 61

2-1-5-10- انگیزش پیشرفت: 62

2-1-6- فرهنگ و شخصیت… 62

2-2- بخش دوم: فشار روانی.. 63

‌2-2-1- مفهوم فشار روانی.. 63

2-2-2- تعریف فشار روانی.. 64

2-2-2-1-تعریف فشار روانی شغلی.. 67

2-2-2-2 فشار روانی حرفه‌ای.. 67

2-2-2-3 فشار روانی مثبت و کارکردی.. 68

2-2-3- رهیافت‌های نسبت به فشار روانی.. 71

2-2-4- نظریه‌های فشار روانی.. 73

2-2-4-1- فشار روانی به عنوان پاسخ درونی.. 73

2-2-4-2- عوامل محیطی فشار روانی.. 76

2-2-4-3- فشار روانی به عنوان کنشی متقابل.. 78

2-2-5- نشانه‌های فشار روانی.. 79

 

 

2-2-6- عوامل فشار روانی.. 82

2-2-6-1- سطح فردی.. 84

2-2-6-2- سطح گروهی.. 90

2-2-6-3- سطح سازمانی.. 92

2-2-6-4- سطح فراسازمانی.. 95

2-2-6-5 افزایندگی عوامل فشار روانی.. 99

2-2-6-6 استلزام‌های مدیریتی.. 101

2-2-7- مقابله. 102

2-2-8- آثار و نتایج فشار روانی.. 103

2-2-8-1 تنیدگی فردی.. 103

2-2-8-2 تنیدگی سازمانی.. 106

2-2-9- تعدیل کننده‌های فشار روانی.. 108

2-2-9-1 شخصیت نستوه یا خستگی ناپذیر: 108

2-2-9-2- کانون کنترل درونی: 111

2-2-9-3- عزت نفس (احترام به خود): 111

2-2-9-4- جنسیت: 112

2-2-9-5- درماندگی اکتسابی: 113

2-2-9-6- شخصیت نوع الف و ب: 113

2-2-9-7 خود اتکایی: 119

2-2-9-8 حمایت اجتماعی: 120

2-2-9-9 توان: 121

2-2-9-10 تفاوتهای حرفه: 122

2-2-10- پیشگیری از فشار روانی.. 122

2-2-10-1- استراتژی‌های فردی پیشگیری از فشارزاها 123

2-2-10-2- استراتژی‌های سازمانی پیشگیری از فشارزاها 125

2-2-10-3- استراتژی‌های فردی پیشگیری از فشار روانی.. 127

2-2-10-4- استراتژی‌های سازمانی پیشگیری از فشار روانی.. 130

2-2-10-5- استراتژی‌های فردی و درمان پیامدهای فشار روانی.. 134

2-2-10-6- استراتژی‌های سازمانی و درمان پیامدهای فشار روانی‌ 137

2-2-10-7- ارتقای جامع سلامت… 139

2-2-11- فشار روانی بدون تنیدگی.. 141

2-3- بخش سوم: تحلیل رفتگی.. 142

2-3-1- تعریف… 142

2-3-2 رابطه فشار روانی و تحلیل رفتگی.. 145

2-3-3- رابطه شخصیت و تحلیل رفتگی.. 146

2-3-3-1 پنج عامل بزرگ شخصیت و تحلیل‌رفتگی.. 147

2-3-4- مراحل شکل‌گیری تحلیل‌رفتگی.. 149

2-3-5- عوامل ایجادکننده و پیامدهای تحلیل رفتگی.. 154

2-3-6- تنوع تحلیل رفتگی.. 158

2-3-7- پیشینه بررسی تحلیل رفتگی شغلی: 159

 فصل سوم: روش  انجام تحقیق.. 164

3-1- مقدمه. 165

3-2- روش تحقیق: 165

3-3- جامعه آماری.. 166

3-4- متغیرها: 167

3-5- روش جمع آوری اطلاعات: 167

3-6- ابزار جمع آوری اطلاعات: 168

3-7- تعیین روایی و پایایی پرسشنامه. 169

3-8- روش تجزیه و تحلیل داده‌ها 170

3-9- قلمرو تحقیق ( زمانی، مکانی، موضوعی): 170

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل  نتایج.. 172

4-1-مقدمه: 173

4-2- ویژگی‌های جمعیتی پاسخ‌دهندگان به پرسشنامه (آمار توصیفی) 174

الف) توزیع پراکندگی پاسخ‌دهندگان از نظر محل فعالیت (معاونت) 174

ب) توزیع پراکندگی پاسخ‌دهندگان از نظر محل فعالیت (معاونت) 175

ج) توزیع پراکندگی پاسخ‌دهندگان از نظر تحصیلات… 176

د) توزیع پراکندگی پاسخ‌دهندگان از نظر سن.. 177

ه) توزیع پراکندگی پاسخ‌دهندگان از نظر سابقه کار در دانشگاه 178

4-3- بررسی فرضیات تحقیق.. 180

4-4- بررسی رابطه میان ابعاد شخصیت و تحلیل‌رفتگی.. 196

4-5- بررسی پرسشنامه و پاسخ‌های داده شده به آن. 201

4-6- بررسی تیپ شخصیتی كاركنان. 202

4-7- بررسی میزان تحلیل‌رفتگی کارکنان. 205

فصل پنجم: نتایج پژوهش و پیشنهادها 210

5-1- مقدمه. 211

5-2- خلاصه پژوهش… 211

5-3- نتایج پژوهش… 212

5-4- تحلیل نتایج: 215

5-5- پیشنهادهای حاصل از پژوهش… 215

منابع و مآخذ. 217

1- منابع فارسی.. 217

2- منابع لاتین.. 221

1-1- مقدمه

عصری كه در آن زندگی می كنیم، عصری جدید از دستاوردهای عظیم علمی و مبتنی بر فناوری، پیشرفت و تغییر، كاربرد انرژی هسته ای، ارتباط از راه دور و خودكار شدن فرایند تولید می باشد. عظمت و سرعت پیشرفتهای علمی و فنون متأثر از آن، بی تردید دگرگونیهای اجتماعی و تحولات اقتصادی را به همراه خواهد داشت. بر این مبنا در چنین شرایطی تغییر و تحولات عمیقی در زندگی افراد و اشتغال آنها به وجود می آید. امروزه سازمان های نوآور و پیشرو برای رسیدن به اهداف و برنامه های خود در صددند تا راهكارهایی جهت سازگاری مطلوب كاركنان خود با چنین تغییرات عظیمی به وجود آورند. توجه به انسان به عنوان یک موجود پیچیده، سازگاری وی با چنین روابط، تجهیزات، تغییرات و دستورالعملها و به طور كلی محیط های شغلی در یک سازمان متفاوت از گذشته گردیده و انسان عصر حاضر ، در جریان سازگاری با محیط اجتماعی و شغلی خود ناچار است محدودیتها و فشارهایی را متحمل شود. (جوادی نیا، 1388: 1)

كار کردن، صرفنظر از تأمین مالی، می‌تواند برخی از نیازهای اساسی آدمی نظیر تحرك روانی و بدنی،تماس اجتماعی، احساسات خودارزشمندی، اعتماد و توانمندی را ارضا كند. با وجود این، كار می‌تواند منبع فشار عمده ای نیز باشد. احساس دایمی فشار، اثرات آسیب‌زای چندی را بر جا می گذارد كه از آن به نام تحلیل رفتگی شغلی یاد می كنند.(پاول،1377: 50)

در این فصل پس از تعریف موضوع و اهمیت و ضرورت مطرح نمودن آن به اهداف، سوالات و فرضیات تحقیق می‌پردازیم و پس از آن قلمرو تحقیق و کاربردهای آن مطرح و در خاتمه تعریف عملیاتی واژگان تحقیق ذکر می‌شود.

در فصل دوم ادبیات تحقیق که شامل سه بخش شخصیت، فشار روانی و تحلیل‌رفتگی است مطرح خواهد شد.

در فصل سوم به روش تحقیق و در فصل چهارم به نتایج حاصله از آن می‌پردازیم.

در خاتمه در فصل پنجم، نتیجه گیری و پیشنهادهای حاصل از تحقیق ذکر می‌شود.

1-2- تعریف موضوع

طبق تعریف کی رایکو (1978) فشار روانی به عنوان پاسخی به تأثیرات منفی تلقی می شود که زمان بروز آن هنگامی است که فشار غیرقابل کنترل به مدت طولانی ادامه یابد و استراتژی های مقابله ای فرد نتواند آن را برطرف سازد. سطح بالایی از فشار روانی شغلی اغلب منجر به نارضایتی شغلی، غیبت از کار و ترک شغل و در نهایت تحلیل‌رفتگی شغلی می گردد. تحلیل‌رفتگی به عنوان فقدان انرژی و نشاط تعریف می شود و شخص دچار تحلیل‌رفتگی احساس کسالت انگیزی را نسبت به انجام رفتار شغلی نشان می‌دهد. تحلیل‌رفتگی حالتی است که در یک فرد شاغل به وجود می آید و پیامدی از فشار شغلی دائم و مکرر است. به این ترتیب شخص در محیط کارش به دلیل عوامل درونی و بیرونی احساس فشار می کند و این فشار، دائمی و مکرر بوده و در نهایت به احساس تحلیل‌رفتگی تبدیل می گردد. در این وضعیت احساس کاهش انرژی رخ می دهد و باعث پایین آمدن کارایی و بهره وری کارکنان می شود. (حسنی، 1381: 1)

به اعتقاد گینز و جرمییر فرصتهای  اندک برای ارتقا و وجود قوانین و مقررات خشک این احساس را در فرد ایجاد می کند که در یک نظام غیر منصف گرفتار آمده است و همین احساس باعث می شود فرد نسبت به شغلش نقطه نظرهای منفی پیدا کند. تقویت حالتهای منفی مزمن و فقدان پیشرفت بعد از اینکه خود را در زندگی موفق احساس نمی کند، به عیب‌جویی، دلسردی، بی علاقگی و سهل انگاریمی‌ انجامد که از جمله نشانه های تحلیل رفتگی هستند. (ساعتچی ،1387 :345) از آنجا که تحلیل رفتگی شغلی غیر تبعیض‌آمیز است و کارکنان در همه سطوح ممکن است متحمل آن بشوند(بل، 2004: 2). در این راستا شناخت عواملی که در ایجاد و توسعه تحلیل رفتگی نقش دارند اهمیت بسزایی دارد زیرا کاهش اثر بخشی و افزایش غیبت از کار در افرادیکه از تحلیل رفتگی رنج می برند مشاهده می‌شوند (برونت، 2003: 5).

یکی از مهمترین مقوله‌های تأثیرگذار بر فشار روانی و ادراک فرد از فشار روانی شخصیت فرد است. طبق تعریف آلپورت «شخصیت عبارت است از سازمان پویای دستگاه بدنی و روانی فرد که چگونگی سازگاری خاص آن فرد را با محیط تعیین می کند.» (آلپورت، 1937: 48) شلدن می‌گوید: شخصیت، سازمان پویای (زنده) جنبه‌های ادراکی و انفعالی و ارادی و بدنی (شکلی و اعمال حیاتی بدن) آدمی است. (مشبکی، 1377: 123) برای سنجش تیپ شخصیتی افراد روش‌های متنوعی وجود دارد که از مهمترین آنها می‌توان به مدل پنج عاملی اشاده نمود که با سابقه چهار دهه کار علمی یکی از معتبرترین ابزار سنجش شخصیت به حساب می‌آید.

این تحقیق به بررسی تأثیر ابعاد شخصیت بر تحلیل‌رفتگی کارکنان می‌پردازد. 5 بعد اصلی شخصیت که در این پژوهش مورد بررسی قرار می‌گیرند، عبارتند از: برونگرایی، توافق پذیری، ثبات هیجانی، وجدان کاری، گشودگی یا باز بودن نسبت به تجربیات جدید

در پرسشنامه استاندارد تحلیل‌رفتگی ماسلاش و جکسون تحلیل رفتگی در 3 بعد مورد سنجش قرار می‌گیرد که عبارتند از فرسودگی هیجانی، مسخ شخصیت و کاهش کفایت شخصی

 1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق

یکی از رایج ترین مشکلاتی که کارکنان را در همه سنین مورد حمله قرار می دهد، فشار روانی است. فشار روانی طولانی ممکن است منجر به رفتارهای غیر مولد شود. رفتار‌‌های غیر مولد متضمن ترک خدمت، غیبت از محل کار، اعتیاد به الکل، اعتیاد به مواد مخدر، پرخاشگری و خرابکاری است. (محمدزاده، 1375: 465) غیبت، توقف کار و ترک خدمت از پیامد های رفتاری فشار روانی است. (قلی‌پور، 1386: 280-282)

درجات شدید فشار روانی معمولاً توأم با اضطراب و یا ناکامی، فشار خون و کلسترول زیاد می‌باشد. این تغییرات روانی و فیزیولوژیکی به چند طریق سلامت را به مخاطره می اندازد. از همه مهم‌تر، فشار روانی شدید به بیماری قلبی کمک می کند. رابطه بین فشار روانی زیاد شغلی و بیماری قلبی کاملا به اثبات رسیده است. (محمد‌زاده، 1375: 262) ضمناً فشار روانی به اختلال‌های جسمی می‌ انجامد زیرا نظم درونی بدن در رویارویی با فشار روانی دگرگون می‌شود. (دیویس و نیو استورم، 1373: 632)

فشار روانی زیاد، در تشدید بیماری‌های قلبی، ستون فقرات، زخم معده و سردردهای مزمن تأثیر دارد. به طور کلی بین بیماری‌های فیزیولوژیک و فشار روانی رابطه وجود دارد. کاهش و از دست دادن تمرکز حواس، کاهش خلاقیت، افت کیفیت تصمیم‌گیری و اتخاذ تصمیمات ضعیف و بی کیفیت، از دست دادن حافظه کوتاه مدت و بلند مدت، اختلالات فکری- شناختی، افزایش خطا، فراموشی و افزایشتوهم از پیامدهای شناختی فشار روانی است. (قلی‌پور، 1386: 280-282)

سوانح در محیط کار و خارج آن شکل رفتاری دیگری از تنیدگی است که گاهی می‌توان سرچشمه آن را در عوامل فشار روانی مرتبط با کار به دست آورد. برای مثال مسائل حل نشده در کار، اشتغال ذهنی یا انحراف ذهنی برای کارمندی که به طرف منزل رانندگی می کند به وجود آورد و موجب بروز حوادث رانندگی شود. بر طبق یک پیمایش جدید روی 750 کارگر بالای هجده سال، یک ششم آنان بقدری از همکار خود عصبانی شده بودند که دلشان می خواست او را کتک بزنند. بیشترین میزان خشم انباشته شده در کارکنان زیر سی و پنج سال و در مشاغل منشی گری، دفتری یا فروش گزارش شده است. مطالعات دانشگاه میشیگان درباره تنیدگی سازمانی، انواع هزینه‌های غیر مستقیم سوء مدیریت فشارهای روانی را برای سازمان نظیر روحیه پایین، عدم رضایت، قطع روابط و گسیختگی روابط کاری شناسایی کرده و رهنمودهایی برای شناسایی هزینه‌های تنیدگی سازمانی ارائه داده است. صاحب‌نظران تخمین می‌زنند که حدود 75 درصد کل ضررهای کار در نتیجه‌ی تنیدگی است. (رضائیان، 1387: 55-56)

چون دانشگاه ها سازمان هایی خدماتی بوده و متکی به دانش و توانمندی های منابع انسانی خود بوده و بر خلاف سازمان‌های تولیدی به خطوط تولید و … متکی نیستند، اهمیت منابع انسانی در آنها بیش از دیگر سازمان‌ها احساس می شود. دانشگاه امام صادق علیه السلام نیز همانطور که در بیانیه رسالت آن آمده، بار اصلی تحقق رسالت خود را بر دوش اعضاء هیئت علمی و مدیران خود دانسته و در این راستا مشارکت دانشجویان و کارکنان اداری  شایسته، کارآمد و سازگار با شرایط دانشگاه را ضروری می داند. (بیانیه رسالت دانشگاه امام صادق علیه السلام)

1-4- اهداف تحقیق

اهداف اصلی این تحقیق عبارتند از:

• شناخت تیپ شخصیتی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلام
• اندازه‌گیری سطح تحلیل‌رفتگی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلام
• تأثیر تیپ شخصیتی بر تحلیل‌رفتگی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلام
• فراهم سازی بستر لازم برای سیاستگذاری های مناسب در زمینه منابع انسانی توسط مدیران در دانشگاه امام صادق علیه‌السلام

1-5- سوالات تحقیق

سوال اصلی تحقیق: آیا میان ویژگی‌های شخصیتی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامو تحلیل‌رفتگی آن‌ ها رابطه معنادار وجود دارد؟

سوالات فرعی:

• آیا میان شخصیت برونگرا و فرسودگی هیجانی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟
• آیا میان شخصیت توافق ‌پذیر و فرسودگی هیجانی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟
• آیا میان شخصیت دارای ثبات هیجانی و فرسودگی هیجانی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟
• آیا میان شخصیت وظیفه‌شناس و فرسودگی هیجانی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟
• آیا میان شخصیت مستقل و فرسودگی هیجانی کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟
• آیا میان شخصیت برونگرا و مسخ شخصیت کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟
• آیا میان شخصیت توافق ‌پذیر و مسخ شخصیت کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟
• آیا میان شخصیت دارای ثبات هیجانی و مسخ شخصیت کارکنان دانشگاه امام صادق علیه‌السلامرابطه معنادار وجود دارد؟

تأثیرات نوگرایی بر معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم شیراز و تزیینات وابسته به آن در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته  است. روش به کار رفته توصیفی ـ تحلیلی است یعنی به تشریح و تبیین دلایل شکل گیری این وضعیت و چگونگی آن پرداخته است. همچنین با تحلیل داده ها، گونه شناسی جهت شناخت کامل تر و جامع تر خانه های پهلوی دوم شیراز صورت پذیرفته است.

تقسیم بندی فضای پر و خالی خانه، چهار گونۀ پُر، نیمه پُر، میان پُر و دو بر پُر در پلان های کاربری مسکونی این دوره داده است. همچنین محور دسترسی خانه ها به صورت مستقیم، شکسته و منقطع بوده که فضاهای خصوصی و عمومی در اطراف آنها پراکنده و متمرکز هستند. نماهای خانه های این دوره به صورت مکعب هایی ساده و فاقد تزیین است. مهمترین عنصر تزیینی به کار رفته در نما قاب های مورد استفاده جهت تزیین در است که برخی خانه ها فاقد آن است و برخی دیگر دارای قاب ساده یا ترکیبی هستند.

نتایج حاصل نشان می دهد که الگوی معماری مسکونی خانه های نوین دورۀ پهلوی دوم در شیراز عمدتاً به صورت برونگرا در دو طبقۀ غیر مجزا با الگوی سکونت تک خانواری و سقف های ردیفی از جنس شیروانی است. پلان عمدتاً دارای تقسیمات سه قسمتی با گونۀ نیمه پُر همراه با محور دسترسی منقطع و تمرکز فضای خصوصی و عمومی حول محور است. از مشخصه های نما و تزیینات خانه های این دوره اجرای بدنۀ نما با بهره گرفتن از سیمان و سنگ و به ندرت آجر است. نماها و نمادها به شیوۀ مدرن و سبک بین المللی، حذف تزیینات و آرایه های الحاقی در نما، وجود تزیینات ساده در قاب ورودی و قرارگیری تیغۀ سیمانی سرتاسری به عنوان سرسایه است.

واژگان کلیدی: مدرنیسم(نوگرایی) ـ هنر پهلوی – معماری پهلوی ـ هنر مردم گرا ـ گونه شناسی معماری پهلوی.

فهرست مطالب

عنوان                         صفحه

  :

1ـ1. طرح تحقیق. 2

1ـ1ـ1. مقدمه و طرح مسأله. 2

1ـ1ـ2. سئوالات تحقیق. 4

1ـ1ـ3. فرضیه تحقیق. 4

1ـ1ـ4. هدف تحقیق. 4

1ـ1ـ5. ضرورت تحقیق. 5

1ـ1ـ6. نوع و روش انجام تحقیق. 5

1ـ1ـ6ـ1. روش و ابزار گردآوری اطلاعات.. 6

1ـ1ـ6ـ2. جامعۀ آماری. 6

1ـ1ـ6ـ3. تعداد نمونه. 7

1ـ1ـ6ـ4. روش نمونه گیری. 7

1ـ1ـ6ـ5. روش تجزیه و تحلیل اطلاعات.. 8

1ـ1ـ7. طرح کلی نگارش.. 8

1ـ2. پیشینۀ تحقیق. 10

1ـ3. روش شناسی. 15

:

مقدمه. 20

2ـ1.تعریف مدرنیته. 20

2ـ1ـ1. تاریخچۀ مفهوم مدرن و مدرنیته. 21

2ـ2ـ2. شاخصه های مدرنیسم. 23

2ـ2. رویکرد مدرنیسم به تزیین. 24

عنوان                           صفحه

2ـ3. معماری مدرن و شاخصه های آن در جهان. 25

2ـ3ـ1. تأثیرات مدرنیته بر تزیینات معماری. 28

2ـ3. سرچشمه های ورود مدرنیته به معماری ایران. 31

2ـ3ـ1. دوران قاجار 31

2ـ3ـ2. مدرنیته و دوران پهلوی اول. 38

2ـ3ـ2ـ1. بررسی اوضاع اجتماعی تاثیر گذار بر ساختار معماری پهلوی. 38

2ـ3ـ3. مدرنیته و دوران پهلوی دوم. 41

2ـ3ـ3ـ1. بررسی اوضاع اجتماعی تاثیر گذار بر ساختار معماری پهلوی دوم. 41

2ـ4. ورود مدرنیسم به معماری. 42

2ـ4ـ1. معماری دورۀ قاجار 42

2ـ4ـ2. معماری دورۀ پهلوی اول. 46

2ـ4ـ3. معماری دورۀ پهلوی دوم. 54

 

مقدمه. 65

3ـ1. تحولات سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی تأثیرگذار بر گسترش کالبدی شهر 66

3ـ1ـ1. بستر فرهنگی شیراز در عصر قاجار 66

3ـ1ـ2. بستر فرهنگی شیراز در عصر پهلوی اول. 70

3ـ1ـ2ـ1. نخستین دورۀ توسعۀ شهری شیراز 71

3ـ1ـ3. بستر فرهنگی شیراز در دوران پهلوی دوم. 75

3ـ1ـ3ـ1. دومین دورۀ توسعۀ شهری شیراز 77

3ـ1ـ3ـ2. سومین دورۀ توسعۀ شهری شیراز 80

3ـ2. معماری مسکونی شیراز 82

3ـ2ـ1. دورۀ پهلوی اول. 82

عنوان                             صفحه

3ـ2ـ2. دورۀ پهلوی دوم. 87

3ـ3. مسکن و طبقه متوسط، مفهوم طبقه متوسط جدید و مؤلفه های مرتبط با آن. 92

3ـ3ـ1. تعریف طبقه متوسط.. 92

3ـ3ـ4. افزایش شمار طبقۀ متوسط جدید در دورۀ پهلوی دوم. 95

 

مقدمه. 98

4ـ1. تعاریف خانه و مسکن و مفاهیم خانۀ ایرانی. 98

4ـ1ـ1. تعریف خانه. 98

4ـ1ـ3. مفهوم خانه در معماری ایرانی. 100

4ـ2. اصول معماری مسکونی ایرانی. 101

4ـ2ـ1. مردمواری: 101

4ـ2ـ2. پرهیز از بیهودگی: 102

4ـ2ـ3. نیارش: 102

4ـ2ـ4. خودبسندگی: 102

4ـ2ـ5. درونگرایی: 103

4ـ3. شاخصه های کالبدی خانه ایرانی. 104

4ـ3ـ1. تکثر و تنوع فضایی: 104

4ـ3ـ2. تدریج گذر از یک فضا به فضای دیگر(اصل سلسله مراتب فضایی): 104

4ـ3ـ3. انعطاف پذیری: 104

4ـ3ـ4. هندسه و تناسبات: 104

4ـ3ـ5. مرکزیت: 105

4ـ3ـ6. گونه گونی فضا از نظر درجۀ پوشیدگی: 106

4ـ4. معرفی تصویری اجزای خانۀ سنتی ایرانی. 106

4ـ5. نحوۀ قرارگیری اجزای خانۀ سنتی ایرانی. 127

عنوان                 صفحه

4ـ5ـ1. سردر ورودی. 127

 

 

4ـ5ـ2. هشتی. 128

4ـ5ـ3. راهرو ـ دالان. 128

4ـ5ـ4. حیاط(میانسرا) 128

4ـ5ـ5. جبهۀ شمالی. 129

4ـ5ـ6. جبهۀ غربی. 129

4ـ5ـ7. جبهۀ شرقی. 130

4ـ5ـ8. جبهۀ جنوبی. 130

4ـ6. معرفی خانه های سنتی شیراز تا اواخر قاجار 130

4ـ6ـ1. ویژگی های خاص معماری خانه های سنتی شیراز 131

4ـ6ـ2. بررسی تصویری شاخصه های کالبدی خانه های سنتی شیراز تا اواخر قاجار 132

4ـ6ـ2ـ1. خانه های سنتی و طبیعت.. 132

4ـ6ـ2ـ2. تنوع فضایی در خانه های شیراز 133

4ـ6ـ2ـ3. انعطاف پذیری خانه های شیراز 134

4ـ6ـ2ـ4. سلسله مراتب فضایی در خانه های شیراز 135

4ـ6ـ2ـ5. محل قرارگیری حیاط در خانۀ ایرانی. 136

4ـ7. تزیینات ورودی خانه های سنتی دورۀ قاجار 136

4ـ7ـ1. ورودی به سبک سنتی. 137

4ـ7ـ2. ورودی به سبک تلفیقی. 140

4ـ8. تحول خانه های مسکونی. 142

4ـ8ـ1. برونگرایی. 142

4ـ9. خانه های جدید شیراز در دورۀ پهلوی دوم. 145

4ـ9ـ1. معرفی اجزای خانه های مدرن شیراز 146

4ـ9ـ1ـ1. ورودی(درآیگاه) یا درون شو 146

4ـ9ـ1ـ2. رختکن. 149

4ـ9ـ1ـ3. راهرو 150

عنوان                                                     صفحه

4ـ9ـ1ـ4. سرسرا (فرانسوی:HAll) 150

4ـ9ـ1ـ5. اتاق. 151

4ـ9ـ1ـ5ـ1. اتاق پذیرایی. 151

4ـ9ـ1ـ5ـ2. اتاق ناهارخوری(غذاخوری) 152

4ـ9ـ1ـ5ـ3. اتاق خواب.. 153

4ـ9ـ1ـ6. ایوانچه (فرانسوی: بالکنbAlcon) 153

4ـ9ـ1ـ7. مهتابی/ بهارخواب(فرانسوی: تراسterasse) 154

4ـ9ـ1ـ8. حیاط. 155

4ـ9ـ1ـ9. مستراح(انگلیسی: سرویس(زبانزد در ایران)service  ـ فرانسوی: توالت toilette) و دستشویی  156

4ـ9ـ1ـ10. حمام. 156

4ـ9ـ1ـ11. انباری. 157

4ـ9ـ1ـ12. پادیاو(فرانسوی:پاسیوpatio) 158

4ـ9ـ1ـ13. نورگیر 158

4ـ9ـ1ـ14. حیاط خلوت.. 159

4ـ9ـ1ـ15یستکد(فرانسوی: گاراژgarage ـ انگلیسی: پارکینگparking) 159

4ـ9ـ1ـ16. باریک سازی. 160

4ـ9ـ2. بررسی تصویری شاخصه های کالبدی خانه های مدرن شیراز در دوران مدرن(پهلوی دوم) 161

4ـ9ـ2ـ1. خانه های جدید و طبیعت.. 161

4ـ9ـ2ـ2. تنوع فضایی در خانه های جدید. 162

4ـ9ـ2ـ3. انعطاف پذیری خانه های جدید. 164

4ـ9ـ2ـ4. سلسله مراتب فضایی در خانه های جدید. 165

4ـ9ـ2ـ5. محل قرارگیری حیاط در خانه های جدید. 166

4ـ10. تزیینات ورودی خانه های مدرن پهلوی دوم. 167

عنوان                                   صفحه

 

مقدمه. 172

5ـ1. شناختی مجدد : بررسی اجزا حذف و اضافه شده خانه ایرانی. 172

5ـ4. نقش طبقه متوسط جدید شیراز در تحولات الگوی مسکن و شکل گیری کاربری مسکونی جدید  196

5ـ5. گونه شناسی کاربری مسکونی بر مبنای تحول الگوی سکونت.. 197

5ـ5ـ1. تعریف گونه و تیپ و مفاهیم مرتبط با آن. 197

5ـ5ـ1ـ1. تعریف گونه. 197

5ـ5ـ1ـ2. تعریف تیپ.. 198

5ـ5ـ1ـ3. تعریف گونه شناسی. 198

5ـ5ـ2. رهیافتی به گونه شناسی مسکونی شیراز  پهلوی دوم. 198

5ـ5ـ2ـ1. گونه شناسی پلان. 200

5ـ5ـ2ـ1ـ1. گونه شناسی خانه بر اساس نحوۀ قرارگیری فضای باز، نیمه باز و بسته. 202

1ـ گونۀ الف : تمام پُر 206

2ـ گونۀ ب : نیمه پُر 206

3ـ گونۀ ج : میان پُر 212

4ـ گونۀ د : دو بر پُر 214

5ـ5ـ2ـ1ـ2. گونه شناسی براساس نحوۀ دسترسی. 215

1ـ گونه الف : محور مستقیم. 218

2ـ گونۀ ب: محور شکسته. 219

3ـ گونۀ ج: محور منقطع. 222

5ـ5ـ2ـ1ـ3. گونه شناسی براساس نحوۀ قرارگیری فضا حول محور دسترسی. 224

1ـ گونه الف: تمرکز و پراکندگی فضاها در اطراف محور مستقیم. 227

2ـ گونه ب: تمرکز و پراکندگی فضاها در اطراف محور شکسته. 230

عنوان                                                            صفحه

3ـ تمرکز و پراکندگی فضاها در اطراف محور منقطع. 232

5ـ5ـ2ـ2. گونه شناسی نما 236

5ـ5ـ2ـ2ـ1. گونه شناسی خانه براساس چگونگی ترکیب اجزای ورودی. 238

1ـ گونه الف : فاقد قاب.. 241

2ـ گونه ب: قاب ساده 241

3ـ گونه ج: قاب ترکیبی. 243

 

 

منابع فارسی ……..

منابع انگلیسی ……..

طرح تحقیق

1ـ1ـ1. مقدمه و طرح مسأله

حرکت های سیاسی، اجتماعی رخ داده از اواخر قاجار مانند انقلاب مشروطیت، انقراض سلسلۀ قاجاریه و روی کار آمدن رضاشاه و بعد از آن محمدرضا پهلوی، همچنین در صحنۀ جهانی انقلاب صنعتی و به دنبال آن انقلاب تکنولوژیکی قرن بیستم و نیز بروز دو جنگ جهانی؛ شکلی جدید، سریع و دگرگون شده را به وجود آورد که حرکت اجتماعی ـ فرهنگی ایران ناگزیر از پذیرفتن آن بود.

با ظهور انقلاب صنعتی در غرب و نفوذ ریشه هایی از فرهنگ مغرب زمین، جامعۀ سنتی ایران نیز به نوعی این رویداد جهانی و تحولات فکری جانبی آن را تجربه نمود و با سرعت و جهشی سطحی تر از آنچه در غرب در حال روی دادن بود، به تدریج به سوی جهان نوین گام برداشت. در دورۀ پهلوی به ویژه با روی کار آمدن پهلوی دوم، روند تغییر و تحولات اقتصادی و اجتماعی کشور که از شروع حاکمیت پهلوی اول آغاز شده بود، سرعت بیشتری یافت و شهرهای کشور به عنوان پایگاه های گسترش مدرنیزاسیون تحولات زیادی یافتند. شیراز نیز به عنوان یکی از شهرهای بزرگ آن زمان، دگرگونی های زیادی پذیرفت. در بین کاربری ها و عملکردهای موجود شهر، خانه جایگاه خاصی داشته است که در این دوران متأثر از جو موجود دستخوش تغیراتی در شیوۀ ساخت گردید. با ورود مدرنیسم به ایران در دوران پهلوی، نمود خود را در دگرگونی­های کالبدی فضایی ـ به عنوان نمادی از تجدد و تجددگرایی سطحی و دستوری ـ با گذار از معماری درونگرا به معماری برون گرا نمایان ساخت.

مهمترین و قدیمی ترین ویژگی معماری گذشتۀ ایران که آن را از دیگر سبک ها به ویژه سبک های معماری غربی متمایز می سازد درونگرایی است. ویژگی ای که با توجه به وضع اقلیمی بسیاری از مناطق ایران، همچنین رعایت اصل محرمیت به وجود آمده است. به این معنا که فضاهای داخل ارتباط بصری مستقیم با فضای شهری بیرون خود ندارند و فضاهای مختلف آن را عنصری مانند حیاط و یا صفه های سرپوشیده سازماندهی کرده است به نحوی که روزن ها و بازشوها به طرف این عناصر بازشوند(معماریان، 1375: 12).

شکل گیری و حضور قاطعانۀ ویژگی درونگرایی معماری ایران تا اواخر قاجار ادامه داشت؛ اما اولین بناهای دولتی و حکومتی در دورۀ قاجار و نیز تحولات عقیدتی و اجتماعی در آغاز دورۀ پهلوی اول، مهمترین خصلت معماری گذشتۀ ایران را تغییر داد. بناها در همۀ حوزه ها و دسته بندی های ساختمانی از درون به بیرون چرخش داده شدند. این گردش به طور بنیادین بر دیگر عناصر معماری ایران از جمله تزیینات و مباحث خرد و کلان در حوزۀ معماری و شهرسازی نظیر خیابان ها، کوچه ها، پنجره ها و نماها و به عبارتی فضاهای تازه و نوین تأثیر گذاشت. بنابراین پدیدۀ برونگرایی نخست در اندیشه ها شکل گرفت و متعاقب آن و بنا به نیازهای خواسته یا ناخواسته و در نهایت با پذیرش آن به معماری مسکونی و خانه های نوین شهری سرایت نمود.

از زمانی که فرهنگ غرب وارد معماری درونگرای ایرانی شد، معماری مدرن ایرانی شکل گرفت. معماری ایرانی سراسر تزیینات بود و امری فرهنگی محسوب می شد اما با ورود مدرنیته  و اجرای برخی از اصول معماری مدرن از جمله ساده گرایی و حذف تزیینات، نماهای خانه های این دوره به سمت مکعب هایی ساده و فاقد تزیین گرایش یافت. این تغییرات ابتدا در تهران شروع شد و سپس به سایر نقاط ایران از جمله شیراز راه یافت.

تحولات معماری دورۀ پهلوی دوم در شیراز ریشه در عوامل گوناگون سیاسی، اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی دارد. از میان عوامل خارجی شرایط خاص جهانی همچون رواج مدرنیته در غرب و نیز جنگ جهانی دوم، وضعیت شهرسازی و معماری را در این دوران از حیطۀ سنتی صرف خود خارج ساخت و معماری ناگزیر به انتخاب شیوه های معماری گشت که بازتابی از حرکت ها و بینش های زمانه و نیز حرکت وقت بود. این شیوه همانا چرخش از معماری درونگرا به برونگرا بود. این تغییر نمود خود را هم در سازماندهی فضایی و هم نما و تزیینات نشان داد. معماری در حقیقت به یک جهش ناگهانی انجامید و قبل از آنکه بتواند به یک معماری با هویت ایرانی دست یابد و حرکت تاریخی خود را با شناخت تازه ادامه دهد به جریانی افتاد و به صحنه ای کشیده شد که تحت تأثیر عوامل زیادی همچون تکنولوژی ساخت، مصالح، فنون ساختمانی و نیز الگوهای جدید زندگی، نوع ارتباطات و تجارت جدید جهانی و معیارها و ارزش های فرهنگی جدید که همگی حاصل یک جهان مدرن قرن بیستمی و در حقیقت معماری مدرن جهانی بود قرار گرفت. از میان عوامل اجتماعی داخلی نیز ظهور طبقه متوسط جدید که خود محصول نوگرایی در ایران بود، خواهان سبک زندگی جدید و خانه های جدید شکل گرفته در این دوران با الگوی برون گرا بودند.

این پژوهش می کوشد تا با شناخت گونه های مختلف معماری مسکونی ساخته شده در دورۀ پهلوی دوم در شیراز، دلایل شکل گیری و عوامل تأثیرگذار بر شکل گیری این شیوه ـ شیوه ی برونگرا ـ را مورد مداقه قرار دهد.

1ـ1ـ2. سئوالات تحقیق

ـ عوامل تأثیرگذار بر شکل گیری شیوۀ برونگرا و ویژگی های معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم در شیراز چه بوده است؟

ـ گونه های مختلف معماری مسکونی شیراز در این دوره کدام است؟

ـ تزیینات در معماری مسکونی پهلوی دوم شیراز چگونه است؟

1ـ1ـ3. فرضیه تحقیق

ـ الگوی معماری مسکونی در دورۀ پهلوی دوم از الگوی درونگرا به الگوی برونگرا چرخش داشته است.

ـ الگوی معماری مسکونی برونگرا متأثر از یک الگوی غربی بوده است.

ـ با ظهور مدرنیسم(نوگرایی)، تزیینات ساختمانی رو به سادگی رفته است.

 

1ـ1ـ4. هدف تحقیق

هدف اصلی تحقیق شناخت دگرگونی های ایجاد شده بر مبنای اندیشه ها، و روش های تغییر شکل یافته در معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم در شیراز است.

اهداف دیگر عبارتند از:

ـ شناخت پیش زمینه های سیاسی، جامعه شناختی، اقتصادی و فرهنگی مؤثر بر ظهور معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم شیراز است.

ـ شناخت تأثیرپذیری ها در پیدایش این سبک از معماری مسکونی است.

ـ شناخت گونه های مختلف معماری مسکونی شیراز در دورۀ پهلوی دوم است.

 1ـ1ـ5. ضرورت تحقیق

با توجه به وسعت تحولات اتفاق افتاده در دورۀ پهلوی، کم بودن تعداد پژوهش هایی که تحولات معماری و شهرسازی دورۀ پهلوی به ویژه پهلوی دوم را مورد کنکاش دقیق و با جزئیات قرار دهد، محسوس است.

در سیر مطالعاتی معماری معاصر ایران اغلب به بررسی بناهای دولتی و شاخص به ویژه در تهران پرداخته شده است و معماری مسکونی دورۀ پهلوی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از آنجایی که مدرنیزاسیون و دورۀ گذار از سنت به مدرن در بافت مسکونی شهر نیز تأثیرات خود را برجای گذاشته است؛ لذا پرداختن به آن حائز اهمیت است.

1ـ1ـ6. نوع و روش انجام تحقیق

این پژوهش براساس هدف از نوع بنیادی بوده که به شناخت تحولات روی داده در دورۀ پهلوی دوم شیراز بر مبنای مدرنیسم حاکم در این دوران می پردازد.

از لحاظ ماهیت و روش اجرا و شیوۀ نگرش توصیفی ـ تحلیلی است؛ یعنی علاوه بر توصیف وضعیت معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم شیراز و تزیینات آن، به تشریح و تبیین دلایل شکل گیری این وضعیت و چگونگی آن پرداخته می شود.

1ـ1ـ6ـ1. روش و ابزار گردآوری اطلاعات

اطلاعات این تحقیق به شیوۀ میدانی وکتابخانه‌ای گردآوری شده است و ابزار آن نیز فیش‌برداری وتصویربرداری و است.

در بخش مطالعات کتابخانه ای، گردآوری اطلاعات مربوط به ادبیات موضوع و پیشینۀ پژوهش و نیز تحولات سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و … تأثیرگذار آن بر شکل گیری معماری مسکونی شیراز پهلوی دوم و چگونگی ورود مدرنیسم به ایران و راهیابی آن به معماری بدست آمد.

ابزار مورد استفاده جهت جمع آوری اطلاعات کتابخانه ای فیش بوده است؛ به این صورت که با مراجعه به کتابخانه های موجود در شیراز از جمله میرزای شیرازی، دانشکده هنر و معماری، مرکز اسناد و شاهچراغ و دسترسی به منابع  به فیش برداری از مطالب مورد نظر اقدام گردید. همچنین برخی منابع کتابخانه ای نسخۀ pdf کتاب هایی ست که بر روی اینترنت قرار داشت. مقالات مورد استفاده در کار نیز از مجلات موجود در کتابخانه ها و یا نسخۀ نمایه شده بر روی سایت هایی مانند noormags، magiran و civilica اخذ گردیده است.

در این بخش جهت تهیۀ اطلاعات اولیۀ مورد نظر از خانه ها، مستندنگاری با حضور در محدودۀ مورد مطالعه و برداشت و ثبت کالبدی خانه ها صورت گرفت. جهت انجام این کار از مترکشی و تهیۀ کروکی دقیق و عکس استفاده شد. همچنین از طریق مصاحبه اطلاعات مورد نظر مربوط به هر خانه بدست آمد.

1ـ1ـ6ـ2. جامعۀ آماری

جامعۀ آماری در این پژوهش بافت میانی شهر شیراز است که ساخت و سازها و گسترش های شهر در دهه های 1330 تا 1357 خورشیدی را شامل می شود. این منطقه شامل توسعۀ شهر شیراز در خارج از حصار بافت تاریخی است که عمدتاً به سمت غرب می باشد و محدودۀ خاصی را از نقطه نظر کالبدی به وجود آورده که به بافت میانی شهر مشهور است. که عمدتاً شامل دو خیابان شرقی ـ غربی (خ قصرالدشت و خ زند) و یک خیابان شمالی ـ جنوبی (خ نادر) عمود بر دو شبکه قبلی می باشد.

علت انتخاب شهر شیراز این است که این شهر یکی از کانون های تجددگرایی در دورۀ پهلوی دوم بوده است؛ همچنین یکی از شهرهای مهم تاریخی و فرهنگی کشور و قطب تجاری و ترانزیتی جنوب کشور به پایتخت بوده است.

دلیل انتخاب بافت میانی این است که شکل گیری این بافت مربوط به تحولات شهرنشینی دهه های آغازین قرن حاضر می باشد و دربرگیرندۀ خانه هایی است که تحول معماری مسکونی شیراز را در آن و براساس آن باید تعریف کرد. این محدوده دربرگیرندۀ تولد معماری نوین است.

به علت گستردگی بافت میانی امکان بررسی و تحلیل کلیۀ بافت امکان پذیر نبود لذا قسمت هایی از آن انتخاب گردید. حدود بافت شهری انتخابی از شمال منتهی به خیابان زند تا فلکه نمازی، از شرق خیابان نادر(انقلاب) تا فلکه فرودگاه قدیم و از غرب خیابان ملاصدرا تا بلوار شهید بهشتی می باشد. خیابان های اصلی قرار گرفته در این محدوده شامل: خیابان بیست­متری سینماسعدی و فرعی های آن (معدل ـ پوستچی ـ هدایت ـ باغشاه)، خیابان سی­متری سینماسعدی و فرعی های آن (برق ـ صاحب دیوان)، خیابان اصلاح نژاد، خیابان قدمگاه، خیابان تحویلی و خیابان قاآنی نو می باشد. محدودۀ انتخابی جزء مناطق 1، 2 و 4 شهرداری شیراز است و نخستین مناطق مسکونی شکل گرفته در دورۀ پهلوی دوم است.

1ـ1ـ6ـ3. تعداد نمونه

تعداد 70 خانه در جامعۀ آماری برداشت گردید که از این تعداد 52 خانه اطلاعات موردنظر آن به طور کامل تکمیل گردید و به عنوان نمونه مورد استفاده قرار گرفت.

1ـ1ـ6ـ4. روش نمونه گیری

روش نمونه گیری به صورت تصادفی ساده بوده است به این صورت که در جامعۀ آماری موردنظر از هر خیابان به صورت اتفاقی تعدادی خانه جهت نمونه انتخاب گردید؛ به طوری که تقریباً از هر محدودۀ اصلی (مناطق 1، 2 و 4 شهرداری شیراز) تعداد 13 خانه انتخاب، برداشت و مستندنگاری گردید.

1ـ1ـ6ـ5. روش تجزیه و تحلیل اطلاعات

روش تجزیه و تحلیل اطلاعات کیفی می باشد. جهت رسیدن به اهداف و پاسخ پرسش های مطرح شده در پایان نامه که ویژگی های معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم شیراز و تأثیرات نوگرایی بر آن است؛ ابتدا به ویژگی­های معماری مدرن در جهان و چگونگی ورود آن به ایران پرداخته شد. پس از آن عوامل مؤثر بر شکل گیری و گسترش شهر و معماری مسکونی در دورۀ پهلوی دوم مورد توجه قرار گرفت از این میان نقش طبقه متوسط جدید برجسته تر بود. در مرحلۀ بعد شاخصه­های خانه­های سنتی ایرانی مورد بررسی قرار گرفت تا به این ترتیب الگوها و استانداردهای ارزیابی خانه در دوران مدرن بدست آید و به عنوان مبنا و معیار استفاده شود. جهت دریافت اصول و شاخصه های معماری سنتی ایرانی از کتاب آشنایی با معماری اسلامی ایران تألیف محمدکریم پیرنیا به عنوان مبنا استفاده شده است. جهت بدست آوردن تعاریف اجزای خانه های جدید نیز از کتاب فرهنگ مهرآزی ایران نوشتۀ بیژن رفیعی سرشکی و دیگران استفاده شده است. سپس با طبقه بندی اطلاعات بدست آمده از برداشت خانه های پهلوی دوم شیراز اجزا موجود در آنها شناسایی گردید. مقایسۀ تطبیقی داده های گردآوری شده از خانه های پهلوی دوم با معیارهای خانه های ایرانی منجر به استخراج

فهرست مطالب

عنوان …صفحه

: مقدمه

مقدمه………………………………………………………………2

 

مروری بر پژوهش­های انجام شده…………………………………………………8

2- 1- مطالعات فیتو شیمیای……………………………………………8

2- 2- مطالعات ضدمیکروبی و آنتی­اکسیدانی……………………………………………12

2- 3- مطالعات ساختاری و فراساختاری……………………………………………15

اهداف پژوهش…………………………………………………………..20

 

.22

3- 1 -انتخاب نمونه…………………………………………22

3- 2- آماده‌سازی نمونه‌ها جهت مطالعات سلولی تکوینی با بهره گرفتن از میکروسکوپ نوری (1978Roland, )……………………………………………………………….23

3- 2- 1- تثبیت (Fixation)…………………………….. 23

3- 2- 2- آبگیری (Dehydration)……………………………………………24

3- 2- 3- نفوذ پذیری (Infiltration)……………………………………………24

3-2 -4- قالب­گیری (Embedding)……………………………………….25

3- 2- 5- برش ‌گیری (Sectioning)……………………………………………25

3- 2- 6 – رنگ‌آمیزی (Staining)……………………………………………………26

3- 2- 7- مشاهده و عكس­برداری (Observation and Photography)………………………………………………26

3-3- آماده سازی نمونه ها جهت مطالعات میکرومورفولوژیک با بهره گرفتن از میکروسکوپ الکترونی نگاره (Bozzola and Russel,1998)………26

3-3-1- تثبیت (Fixation)………………………………………………………….27

3- 3- 2 – آبگیری (Dehydration)………………………………………………………27

3-3-3- چسباندن (Mounting)…………………………………………………………28

3-3-4- پوشش دادن (Coating)……………………………………………..28

3-3-5- مشاهده و عکس­برداری (Observation and Photography)…………………………28

 

نتایج………………………………………………..30

4- 1- ویژگی­های مورفولوژیک آویشن دنایی……………..30

4- 2- بررسی­های میکروسکوپی………………………………………………31

4-2-1- جوانه انتهایی……………………………………………..31

4- 2- 2- بافت شناسی و تغییرات تکوینی ساقه…………………………..33

4- 2- 3- ساختار درونی و تغییرات تکوینی در برگ………………….34

4- 2- 4- کرک­های اپیدرمی در برگ آویشن دنایی……………………36

4- 2- 4- 1- بررسی­های ساختاری………………………………….36

4- 2- 4- 2- تمایزیابی کرک­های غده­ای……………………………39

4- 2- 4- 2- بررسی­های میکرومورفولوژیک…………………………….41

 

بحث و نتیجه ­گیری………………………………………………………….98

5- 1- بررسی مورفولوژیک………………………………………..98

5- 2- مطالعات میکروسکوپی…………………………………………….99

5- 2- 1- جوانه انتهایی و بنیان گذاری برگ……………………99

5- 2- 2- ساختار و تغییرات تدریجی ساقه…………………………101

5- 2- 3- تغییرات تدریجی برگ……………………..102

5- 2- 4- کرک­های اپیدرمی…………………..105

 

 

5- 2- 4- 1- تنوع و پراکندگی…………………………105

5- 2- 4- 2- تمایز یابی کرک­های غدهای…………………….109

5- 2- 4- 3- رابطه بین نمو انواع کرک و تکوین برگ و ساقه …………..114

مقدمه

تیره نعناعیان (Lamiaceae) یکی از بزرگ­ترین تیره­های گیاهی و دارای 178 جنس و 3000 گونه است. گونه­ های این تیره تقریباً در سراسر جهان پراکنده­اند و به طور خاص در مناطق مدیترانه­ای تجمع دارند (قهرمان، 1373).

آویشن (Thymus) یکی از جنس­های تیره نعناعیان است که در زیر خانواده Nepetoideae قرار دارد و از نظر فیلوژنی با جنس های Origanum، Zataria و Micromeria قرابت و خویشاوندی دارد. مبدأ پیدایش این جنس دوران سوم زمین­ شناسی است و در فلور خشکی پسند این دوره آثار آن را یافته­اند و بدنبال توسعه مناطق خشک بخصوص در دوره پلیوسن و بعد از آن تا به امروز تکامل جنس صورت گرفته است (جم­زاد، 1388). در فلور ایرانیکا، برای سهولت شناخت جنس­های تیره نعنا، آنها را به پنج گروه تقسیم کرده ­اند و آویشن در گروه گیاهانی که دانه آنها لعاب­دار است قرار می­گیرد (قهرمان، 1373).

در مورد تعداد گونه­ های آویشن از نظر تاکسونومیک گزارش­های متفاوتی وجود دارد، تعداد گونه­ های آن در بعضی از گزارش­ها به 800 می­رسد، اما با در نظر گرفتن کمترین مقدار تنوع مورفولوژیک، 215 گونه از این جنس گزارش گردیده است. نام جنس Thymus از کلمه یونانی Thyo به معنای عطر گرفته شده است. تفسیر دیگری که در رابطه با نام این جنس وجود دارد کلمه یونانی Thymos به معنای قوت است و Thymus به گروهی از گیاهان اتلاق می­شده که دارای اثر تقویت کننده و محرک بوده ­اند (جم­زاد، 1388). آویشن ها به علت داشتن عطر و همچنین خواص دارویی در همه جای دنیا مورد استفاده قرار می­گیرند. وجود غده­های ترشحی در سطح برگ­ها و گل­های گیاه سبب و عامل اصلی عطر و بو و خواص دارویی در گیاه است (جم زاد، 1388).

این جنس در ایران 18 گونه معطر و چندساله دارد گونه­ های انحصاری آن در ایران عبارتند از:

1. persicus, T. marandensis, T. daenensis, T.lancifolius

و دیگر گونه­ های آن:

1. fallax, T. kotschyanus, T. transcaspicus, T. armeniacus
2. eriocalyx, T. nummularius, T. pubescens, T. carmanicus
3. caucasicus, T. transcaucasicus, T.linearis, T. armeniacus
4. fedtschenkoi, T. migricus

این گونه­ ها علاوه بر ایران در ترکیه، قفقاز، عراق، هند، آذربایجان شوروی، ارمنستان، ترکمنستان و پاکستان نیز می­رویند (جم­زاد، 1391).

آویشن دنایی(T. daenensis) در مناطق کوهستانی استان­های زنجان، کردستان، همدان، لرستان، اصفهان، کهگیلویه و بویراحمد، چهارمحال و بختیاری، فارس و مرکزی می­روید. گیاهان این گونه دارای ویژگی­های زیر می­باشند: خشبی، کوتاه قد، بالشتکی، به ارتفاع 15 تا 30 سانتی­متر، راست، بدون انشعاب، تقریبا بدون کرک تا کم و بیش کرکدار. برگ­ها به طول 10 تا 20 و به عرض 2 تا 5 میلی­متر، کم و بیش گسترده، از میان گره کوتاه­تر، خطی تا سرنیزه­ای باریک، بدون دمبرگ، نوک تیز، سطح زیرین برگ با رگبرگ میانی برجسته و 2تا 3 جفت رگبرگ جانبی برجسته، جفت سوم تا نیمه برگ امتداد یافته. با تعداد زیادی غده ترشحی قرمز رنگ در هر دو سطح. گل­آذین کله­ای انتهایی، گاهی کشیده، چرخه های پایینی دور از یک­دیگر و بندرت دارای دمگل­آذین. برگه­ها تقریبا شبیه به برگ­ها، کوتاه­تر و تقریبا پهن تر از آنها، سبز رنگ، به ندرت قرمز مایل به بنفش. کاسه به طول 3 تا 5/4 میلی­متر، لوله­ای یا استکانی، دندانه­ های لبه بالایی به طول 5/0 تا 1 میلی­متر، نزدیک به هم به طرف بیرون برگشته، مشخصاً کوتاه­تر از دندانه­ های لبه پایینی. جام گل به طول 5تا 6 میلی­متر، قرمز رنگ. زمان گل­دهی تابستان (جم­زاد، 1391).

عدد کروموزمی در جنس آویشن بسیار متنوع است. حالت­های پلی­پلوئیدی شامل تترا و هگزا پلوئید گزارش گردیده است. عدد پایه کروموزمی 7=x است. اعدا کروموزمی 24=n2 تا 90=n2 برای گونه­ های Thymus گزارش گردیده است، ولی معمول­ترین اعداد کروموزمی 60، 56، 30 و 28=n2 می­باشند (جم­زاد، 1388).

خواص داروئی و معطر بودن آویشن باعث شده است که این گیاه در زمره گیاهان ارزشمند قرار گیرد. اسانس گل و برگ­های آویشن دارای اثر ضد­اسپاسم، ضد­نفخ، ضد­روماتیسم، ضد­سیاتیک و ضد­عفونی کننده قوی است (Stahl-biskup, 2002). عمده­ترین ترکیبات موجود در اسانس آویشن­ها تیمول و کارواکرول می­باشند. این­ها دو ترپنوئید هستند که تنها در تعداد محدودی از گونه­ های گیاهی از جمله آویشن­ها وجود دارند. وجود غده­های ترشحی در سطح برگ­ها و گل­های گیاه عامل اصلی عطر و بو و خواص دارویی در گیاه است (جم­زاد، 1388).

ساختار­های ترشحی در بیشتر گیاهان آوندی وجود دارند و موقعیت مکانی، ساختار و مواد ترشحی متفاوتی دارند. مواد معمولا از سلول­های ترشحی به بیرون از گیاه رانده می­شوند یا در فضا­های درون سلولی تخصصی شده محدود می­شوند (Fahn, 1988).

ساختار­های ترشحی داخلی شامل: سلول­های ترشح کننده، مجاری و کیسه­های ترشح کننده و سلول­های شیرابه­دار هستند. ساختار­های ترشحی خارجی شامل هیداتود، نوشجای و کرک­های اپیدرمی می­باشند. کرک­های اپیدرمی زوائد تک سلولی و چند سلولی هستند و در دوگروه غیرغده­ای و غده­ای قرار می­گیرند (Fahn, 1990).

کرک­های غیر­غده­ای از لحاظ شکل و آناتومی متنوعند و ممکن است تک سلولی یا چندسلولی باشند و هر دو نوع این­ها می­توانند ساده یا منشعب باشند. کرک­های چند سلولی ممکن است منشعب، یک ردیفه، دو ردیفه یا چند ردیفه باشند. دیواره­ های عرضی بین سلول­ها مشخص و یا غیرقابل تشخیص است. ممکن است در طول، اندازه و حالت سلول متقارن و یا غیر متقارن باشند. می­توانند در پهنا متحدالشکل باشند و یا پهنایشان در طول تار تغییر کند و نوک آنها باریک شود و یا کند باشد. ضخامت دیواره می ­تواند متنوع باشد و یا مواد تزریق شده در دیواره آن­ها می ­تواند دیواره­ها را به حالت نرم سینوسی و یا سیخی درآورد. انشعابات در کرک­های چند سلولی منشعب، ممکن است چندسلولی و یا تک سلولی با طول­های مساوی یا متغیر، متناوب و یا متقابل و در یک یا چرخه­های بسیار، با ظاهری منگوله­ای باشند (Werker, 2000). کرک­های فلسی، Tشکل، چندسلولی ستاره­ای و کرک­های یک ردیفی، تک سلولی ساده یا چند­سلولی از انواع غیر­غده­ای هستند (Fahn, 1990).

 کرک های غده­ای بسیار متنوع­اند و در بسیاری از تیره­ها وجود دارند، ولی اغلب در تیره­های Solanaceae، Lamiaceae، Rosaceae و Cannabinaceae یافت می­شوند. براساس موارد زیر رده­بندی می­شوند: ترکیب شیمیایی موادی که ترشح می­ کنند، روش تولید آن­ها، ساختار، موقعیت (غده­هایی مشابه ولی روی اندام­های رویشی و یا زایشی) و وظیفه­ی آن­ها.

در کرک­های غده­ای تک­سلولی بین قسمت رأسی و قاعده­ای، تمایز مورفولوژیک وجود دارد. غده­های چندسلولی تیپیک شامل یک سرِ یک یا چند سلولی ترشحی، یک پایهِ یک تا چند سلولی، یک Base با تعداد کمی سلول و گاهی اوقات یک سلول گردنی (بین سر و پایه). تفاوت­هایی بین سلول­های پایه و سر ترشحی وجود دارد. در سلول­های پایه پایین­ترین سلول می ­تواند بسیار واکوئلی باشد درحالیکه سلول بالاتر ممکن است سیتوپلاسم متراکم داشته باشد، که به طور واضحی با عملکرد و نقش متفاوت آن­ها ارتباط دارد(Fahn, 2000) . کرک­های غده ای شامل کرک­های ترشح کننده نمک، کرک­های ترشحی شهد، غده ترشحی موسیلاژ، غده­های گیاهان گوشتخوار، تار ترشحی، کرک­های گزنده و کرک­های ترشح کننده مواد چربی دوست که روغن­های اسانس را در خانواده نعناعیان ترشح می­ کنند، می­باشند  .(Fahn, 1990)­کرک­های ترشح کننده مواد چربی دوست ممکن است پایه­ کوتاه یا بلند، منشعب یا بدون انشعاب، سر و پایه­ تک سلولی یا چند سلولی، سر سپری (peltate) یا تاجدار (capitate) داشته باشند و در ظرفیت خود برای ذخیره اسانس در فضای بین دیواره و کوتیکول متنوع می­باشند (Fahn, 2000). کرک peltate شامل یک سلول پایه، یک سلول ساقه کوتاه و یک سر گسترده متشکل از تعدادزیادی سلول­های ترشحی که در یک ردیف قرار گرفته­اند می­باشند. کرک­های capitate از یک سلول پایه، ساقه یک تا چند­سلولی و یک سر شامل یک یا دو سلول تشکیل شده اند. ترایکوم­های غده­ای دارای یک لایه کوتیکول می­باشند با بلوغ کرک لایه کوتیکولی از دیواره سلولزی فاصله گرفته و اسانس در فضای زیرکوتیکولی ذخیره می­ شود و در اواخر اندازه بزرگی در کرک­های peltate دارد. برخی از ترکیبات فرار اسانس ممکن است از کوتیکول عبور کنند اما بسیاری از مواد تنها پس از پارگی کوتیکول به بیرون راه پیدا می­ کنند (Fahn, 1988).

 

2- 1- مطالعات فیتو شیمیایی

ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس آویشن به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته و شناسایی شده ­اند. دو گروه اصلی ترکیبات شیمیایی موجود در این جنس ترپنوئید­ها و فلاونوئید­ها هستند. این ترکیبات نقش اصلی را در اثر­های دارویی این گیاهان ایفا می­ کنند. اسانس ­ها در گیاهان خانواده نعنا در کرک­های غده­دار و یا در غده­های ترشحی چسبیده به سطح برگ آن­ها ذخیره می­گردند (جم­زاد، 1388).

بخش های هوایی گلدارT. daenensis  وT. Kotschyanus   از استان همدان جمع­آوری شد. اسانس آن­ها توسط GC و GC/MS مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. 26ترکیب از اسانسT. daenensis شناسایی شد، ترکیبات اصلی شامل تیمول 7/74%، پاراسیمن 5/6%، بتا­کاریوفیلن 8/3%، و متیل کارواکرول 6/3% می­باشند .(Nickavar et al., 2005)

همچنین سرشاخه­های گلدار T. daenensis، در 4 منطقه استان اصفهان با GC و GC/MS آنالیز شد. در میان 27 ترکیب شناسایی شده، پنج ترکیب تیمول، پاراسیمن، گاما-ترپینن، کارواکرول و بتا­کاریوفیلن بالاترین غلظت را به خود اختصاص می­ دهند (برازنده و باقرزاده، 1386).

ترکیبات موجود در اسانس چهار گونه آویشن جمع­آوری شده از استان لرستان با GC و GC/MS آنالیز و مقایسه شد. ترکیبات اصلی موجود در اسانس T. daenensis سیس­سابینن­هیدرات (2/9%)، الفا­ترپینول (18/13%) و کارواکرول (38/12%) بودند (Safaei-Ghomi et al., 2009).

تنوع اسانس T. daenensis در 11جمعیت جمع­آوری شده از استان­های فارس و کهگیلویه و بویراحمد در مرحله کامل گلدهی مورد بررسی قرار گرفت با بهره گرفتن از GC و GC/MS 22 ترکیب جدا شدند که ترکیبات اصلی کارواکرول (1/80-3/47%)، تیمول (2/72-1/53%)، جرانول (7/75-6/65%)، بتا کاریوفیلن (9-7/1%)، پاراسیمن (9/10-1/0%)، گاما ترپینن (8/7-1/0%) بودند. بر اساس تنوع در ترکیبات اسانس جمعیت­ها به سه کیموتیپ دسته بندی شدند (Bahreininejad et al., 2010).

هاشمی و همکاران ترکیبات فرار از بخش­های هواییT. daenensis  جمع­آوری شده از منطقه الشتر را با روش headspace solvent microextraction و روش hydrodistillation بررسی کردند. ترکیبات اصلی موجود در عصاره ژرانیول (2/37-9/34%)، ژرانیل استات (7/18-3/15%)، ژرانیال (2/11-0/9%)، نرول (3/8-4/6%) و نرال (3/9-1/7%) بودند (Hashemi et al., 2010).

همچنین T. daenensis از ملایر در چهار مرحله نموی جمع­آوری شد. اسانس گیاه با روش hydrodistillation بدست آمد و با GC و GC/MS آنالیز شد. بیشترین اسانس (4/3%) در مرحله گلدهی بدست آمد. اجزاء اصلی اسانس در تمام مراحل رشد، تیمول، آلفا­ترپینن، پارا­سیمن، متیل­کارواکرول و آلفا­توجین بودند. درصد بالای تیمول (8/73%) در مرحله گلدهی، آلفا­ترپینن (59/9%) در مرحله رویشی، پارا­سیمن (0/9%) و متیل­کارواکرول (9/4%) در مرحله خواب دانه و آلفا­توجین (42/1%) در مرحله جوانه زدن بدست آمد (Rustaiee et al., 2010).

در تحقیق دیگری T. daenensis از 22 منطقه از استان­های اصفهان و چهارمحال­و­بختیاری جمع­آوری شد و عصاره توسط دستگاه HPLC آنالیز شد. نتایج نشان داد ارتفاع از سطح دریا بر میزان تیمول اثر معنی دار و مثبت دارد و بر میزان کارواکرول اثر معنی داری ندارد (کریمی و همکاران، 1389).

گل­پرور و همکاران اسانس T. daenensis کشت شده درگل­خانه و مزرعه تحقیقاتی را در دوره رویشی، ظهور آغازه­های گل، ظهور 50% گل­آذین­ها، گل­دهی کامل و زمان تشکیل بذر بررسی و مقایسه کردند. آنالیز اسانس به وسیله کروماتوگراف گازی صورت گرفت. بیشترین درصد اسانس 41/1% از مرحله گل­دهی و بیشترین میزان تیمول 1/84% از مرحله رویشی حاصل شد (گل­پرور و همکاران، 1390).

بخش­های هوایی T. daenensis در مرحله گل­دهی از 5 منطقه از کوه­های زاگرس جمع­آوری شد. ترکیبات شیمیایی اسانس بوسیله GC و GC/MS بررسی شد. همه اسانس ­ها حاوی مقدار زیادی مونوترپنوئید (0/83-4/75%) و مقدار کمی سس­کوئی­ترپن (0/4-7/1%) بودند و تیمول جزء اصلی تمام اسانس ­ها شناخته شد. بر­اساس درصد ترکیبات اسانس و مارکر­مولکولی RAPD این 5 جمعیت به دو دسته اصلی تقسیم شدند. خوشه اول (اراک و ملایر) شامل تیمول به عنوان جزء اصلی اسانس و خوشه دوم (الشتر، همدان، دنا) سرشار از کارواکرول بود (Rustaiee et al., 2011).

عنوان

صفحه

 
فهرست
 
فهرست مطالب…………………………………………………………………………………………………………………………………………………ح
فهرست شکل‌ها………………………………………………………………………………………………………………………………………………..ی
فهرست جدول‌ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………….م
فهرست علایم و نشانه‌ها………………………………………………………………………………………………………………………………….ن
 
 

صفحه

عنوان

فهرست مطالب
فصل اول.. 1
کلیات… 1
1-1-مقدمه. 2
1-2-تعریف مسأله. 3
1-2-1-پساب اسیدی معدنی… 4
1-2-2- منشاء پساب‌های اسیدی معدن.. 4
1-2-3- واکنش‌های اکسیداسیون و تولید اسید.. 6
1-2-4- عوامل موثر بر نرخ اکسید شدن پیریت… 8
1-2-5- اثرات زیست ‌محیطی پساب‌های اسیدی معدن.. 8
1-3-مروری بر پیشینه مطالعات انجام شده. 11
1-4- ضرورت انجام تحقیق… 18
1-5-اهداف تحقیق… 19
1-6-سازماندهی پایان نامه. 19
فصل دوم. 21
سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی… 21
2-1-مقدمه. 22
2-2-منطق فازی… 23
2-2-1-تئوری فازی از دیدگاه ریاضی… 23
2-2-2-سیستم استنتاجی فازی… 23
2-2-3-سیستم استنتاجی فازی خالص….. 25
2-2-4-سیستم استنتاج فازی ممدانی… 25
2-2-5-سیستم استنتاج فازی تاکاگی-سوگونو و کانگ…. 26
2-3-شبکه‌های عصبی مصنوعی… 28
2-3-1-آموزش شبکه عصبی مصنوعی… 30
2-4-سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی… 30
2-4-1 -ساختار ریاضی انفیس….. 31
2-5-سیستم استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی چند خروجی… 35
2-5-1-عملیات آموزش سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چند خروجی… 37
2-5-2-پارتیشن بندی شبکه. 39
2-5-3- خوشه بندی کاهشی… 39
2-5-3- فازی  میانگین – c. 40
2-6-جمع ‌بندی… 41
فصل سوم. 42
معرفی و خصوصیات کلی معدن مس سرچشمه. 42
3-1- مشخصات عمومی معدن مس سرچشمه. 43
3-1-1- موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی كانسار پورفیری مس سرچشمه. 43
3-2- تاریخچه معدن مس سرچشمه. 44
3-4- كانی سازی در معدن مس سرچشمه. 45
3-5-مطالعات انجام شده بر روی سد باطله معدن مس سرچشمه. 45
3-5-1- احداث سد باطله. 46
3-5-2-هیدرولوژی منطقه. 47
3-6-باطله‌های معدن مس سرچشمه. 48
3-6-1-مقدمه. 48
3-6-2-سایت معدنی سرچشمه. 50
3-6-3- نمونه برداری و روش‌های صحرایی… 51
3-7-جمع‌بندی… 54
فصل چهارم. 55
مدلسازی و آنالیز نتایج.. 55
4-1-مقدمه. 56
4-2- پیش‌بینی فلزات سنگین در پساب اسیدی معدن با بهره گرفتن از مدل  سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چند متغیره. 64
4-2-1-معیارهای ارزیابی عملکرد مدل.. 66
4-3-نتایج حاصل از سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چندخروجی… 66
4-4-رگرسیون خطی… 78
4-4-1-رگرسیون خطی چندگانه. 79
4-5-نتایج حاصل از رگرسیون خطی چندگانه. 80
فصل پنجم.. 87
5-1-نتیجه گیری کلی… 88
5-2-پیشنهادات… 91
منابع.. 92
 

صفحه

عنوان

فهرست اشکال
 
 
شکل ‏1‑1 -اکسید شدن پیریت و تولید اسید در یک معدن زغال‌سنگ………………………………………………………..6
شکل ‏1‑2-میکروگراف الکترونی از باکتری تیوباسیلوس فرواکسیدان…………………………………………………………….7
شکل ‏1‑3-آلودگی آب‌های سطحی درغرب ویرجینیا…………………………………………………………………………………….9
شکل ‏1‑4-مرگ ماهیان بر اثر تخلیۀ پساب اسیدی معدن حاصل از معادن رومانی در رودخانۀ دانوب……….9
شکل ‏1‑5-آلودگی آب‌های سطحی توسط پساب اسیدی حاصل از معادن زغال سنگ در غرب پنسیلوانیا.10
شکل ‏2‑1-ساختار یک سیستم فازی……………………………………………………………………………………………………………23
شکل ‏2‑2-ساختار سه سیستم استنتاجی فازی……………………………………………………………………………………………24
شکل ‏2‑3-سیستم فازی ممدانی…………………………………………………………………………………………………………………..25
شکل ‏2‑4-سیستم فازی TSK………………………………………………………………………………………………………………………26
شکل ‏2‑5-ساختار یک نرون مصنوعی…………………………………………………………………………………………………………..27

 

شکل ‏2‑6-ساختار نمونه انفیس در مدل فازی سوگنو………………………………………………………………………………….30
شکل ‏2‑7-ساختار دیگری از انفیس………………………………………………………………………………………………………………33
شکل ‏2‑8-سیستم استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی چند خروجی مدل سوگنو مرتبه با یک ورودی و سه خروجی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………36
شکل ‏3‑1-موقعیت جغرافیایی کانسار مس سرچشمه…………………………………………………………………………………..43
شکل ‏3‑2-سد باطله در معدن مس پورفیری سرچشمه……………………………………………………………………………….45
شکل ‏3‑3-محل معدن مس سرچشمه و رودخانه شور…………………………………………………………………………………50
شکل ‏3‑4-محل نمونه‌برداری رودخانه شور…………………………………………………………………………………………………..51
شکل ‏3‑5-محل‌های نمونه برداری و موقعیت معدن مس سرچشمه……………………………………………………………53
شکل ‏4‑1-رسوب سولفات مس و آهن مس سرچشمه…………………………………………………………………………………57
شکل ‏4‑2-رسوب کانی‌های ثانویه سولفات مس و آهن………………………………………………………………………………..57
شکل ‏4‑3-کلوئیدی شدن پساب و انحلال سولفیدها……………………………………………………………………………………58
شکل ‏4‑4-کلوئیدی شدن پساب و انحلال سولفات در پساب فرعی…………………………………………………………….58
شکل ‏4‑5-پساب خروجی از معدن، کدر و حاوی ذرات معلق آهن………………………………………………………………60
شکل ‏4‑6-رسوبات بی‌شکل پوشاننده پساب و رسوبات آهن در حواشی آن…………………………………………………60
شکل ‏4‑7-روند تغییرات غلظت(ppm)آلاینده‌های فلزی از بالادست به پایین دست روخانه شور……………….62
شکل ‏4‑8 -توابع عضویت به دست آمده توسط مدل MANFIS-GP………………………………………………………..68
شکل ‏4‑9-توابع عضویت به دست آمده توسط مدل MANFIS-SCM………………………………………………………69
شکل ‏4‑10-توابع عضویت به دست آمده توسط مدل MANFIS-FCM……………………………………………………70
شکل ‏4‑11-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش‌بینی شده مس توسط مدل  MANFIS-SCM الف) مجموعه داده‌های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون……………………………………………………………………………72
شکل ‏4‑12-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش‌بینی شده آهن توسط مدل  MANFIS-SCM الف) مجموعه داده‌های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون……………………………………………………………………………73
شکل ‏4‑13-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش‌بینی شده منگنز توسط مدل  MANFIS-SCM الف) مجموعه داده‌های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون………………………………………………………………..75
شکل ‏4‑14-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش‌بینی شده روی توسط مدل  MANFIS-SCM الف) مجموعه داده‌های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون……………………………………………………………………………75
شکل ‏4‑15-مقایسه بین اندازه گیری و پیش‌بینی شده Cu با بهره گرفتن از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده‌های آزمون………………………………………………………………………………………………………………………………..76
شکل ‏4‑16-مقایسه بین اندازه گیری و پیش‌بینی شده Fe با بهره گرفتن از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده‌های آزمون………………………………………………………………………………………………………………………………..76
شکل ‏4‑17-مقایسه بین اندازه گیری و پیش‌بینی شده Mn با بهره گرفتن از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده‌های آزمون………………………………………………………………………………………………………………………………77
شکل ‏4‑18-مقایسه بین اندازه گیری و پیش‌بینی شده Zn با بهره گرفتن از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده‌های آزمون……………………………………………………………………………………………………………………………..77
شکل 4‑19 -همبستگی بین غلظت فلزات سنگین اندازه‌گیری شده و پیشبینی شده با بهره گرفتن از MLR برای داده‌های آزمون و آموزش……………………………………………………………………………………………………………………85
 

صفحه

عنوان

فهرست جداول
 
 
جدول ‏3‑1-ماکزیمم و مینیمم پارامترهای فیزیکی و شیمیایی غلظت فلزات سنگین رودخانه شور 53
جدول ‏3‑2-محل و موقعیت جغرافیایی ایستگاه‌های نمونه‌برداری آب… 53
جدول ‏4‑1-ماکزیمم و مینیمم پارامترهای فیزیکی و شیمیایی غلظت فلزات سنگین رودخانه شور و استاندارد آب(همه نمونه‌ها بر حسبppm) 61
جدول ‏4‑2-ماتریس همبستگی بین غلظت فلزات سنگین و متغییرهای مستقل.. 65
جدول ‏4‑3-خصوصیات مدل‌های MANFIS. 67
جدول ‏4‑4-مقایسه بین نتایج حاصل از سه مدل برای مجموعه داده‌های آزمون.. 71
جدول ‏4‑5-مشخصات آماری از مدل رگرسیون چندگانه. 81

جدول4-6-مقایسه نتایج بدست آمده از روش MANFIS-SCMو MLR……………………………………………………86

 
فهرست علائم و نشانه‌ها
 
 
اختصار                             معادل فارسی                                     معادل انگلیسی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANN	شبکه عصبی مصنوعی	Artificial Neural Network
AMD	پساب اسیدی معدن	Acid Mine Drainage
MNN	شبکه عصبی مصنوعی مدولار	Modular Neural Network
BP	شبکه عصبی مصنوعی پس انتشار	Back-propagation
MLR	رگرسیون خطی چندگانه	Multiple linear regression
TDS	کل جامد محلول	Total dissolved solids
RMS	ریشه میانگین مربع خطا	Root Mean Square Error
DO	غلظت اکسیژن محلول	Dissolved oxygen
COD	باقی مانده اکسیژن شیمیایی	Chemical oxygen demand
BPNN	شبکه عصبی مصنوعی پس انتشار	Back Propagation Neural Network
GRNN	شبکه عصبی مصنوعی رگرسیون عمومی	General Regression Neural Network
ANFIS	سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی	Adaptive neuro-fuzzy inference system
FL	منطق فازی	Fuzzy logic
MF	تابع عضویت	Membersip Function
TSK	سیستم فازی تاکاگی-سوگنو-کانگ	Takagi Sugeno Kang FIS
FIS	سیستم استنتاج فازی	Fuzzy Inference System
LSM	روش حداقل مربعات	Least square method
MANFIS	سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چندخروجی	Multi-outputs Adaptive Neuro-fuzzy System
VAF	محاسبه واریانس بین دو چیز	Variance Account For
GP	پارتیشن‌بندی شبکه	Grid Partitioning
SCM	روش خوشه‌بندی کاهشی	Subtractive clustering method
FCM	روش فازی میانگین-c	Fuzzy C-means method

 

 

فصل اول

 

کلیات

 

1-1-مقدمه

در سال‌های اخیر توسعه روزافزون فعالیت‌های كشاورزی و صنعتی و افزایش قابل توجه حجم فاضلاب‌های شهری موجب آلودگی منابع آب، خصوصا رودخانه‌ها گشته است. ورود پساب‌های صنعتی سبب افزایش دما، مواد آلی و معدنی، و تركیبات خطرناك فلزات سنگین در آب شده و این امر علاوه بر آلودگی محیط‌زیست آبزیان، سبب برهم خوردن تعادل تركیبات موجود در آب نیز می‌گردد. با توجه به مشكلات كمی و كیفی منابع آب كشور و واقع شدن ایران در منطقه خشك و نیمه‌خشك و رویارویی با بحران‌های كم آبی، تدوین برنامه‌های مدیریت كیفی برای كلیه منابع آبی، راهكاری ضروری و غیر قابل اجتناب در جهت حفاظت و بهره‌برداری پایدار از منابع آبی است.
با ظهور فناوری نوین اطلاعات و استفاده از رایانه، شاهد تحولی شگرف در تمامی علوم هستیم. در حقیقت رایانه به همراه سایر فناوری‌های پیشرفته، راه را برای ظهور روش‌های هوشمند فراهم كرده است. از آنجایی كه فرایندها و پدیده‌های موجود در مهندسی به متغیرهای بسیاری وابسته هستند و بین اجزاء هم روابط پیچیده‌ای حاكم است، لذا روش‌های هوشمند به عنوان یک ابزار بسیار قدرتمند در شبیه‌سازی موضوعات مختلف علوم مهندسی از جمله مهندسی معدن می‌توانند راهگشا باشند. با بهره گرفتن از این روش‌ها، داده‌های مربوطه را به شبكه آموزش داده و سپس این روش‌ها كار پیش‌بینی و شبیه‌سازی را با دقت مطلوب انجام خواهند داد[[i]].
در سال‌های اخیر، در کارهای معدنی و علوم زمین شناسی، به علت وجود ابهامات زیاد كوشش زیادی در استفاده از هوش مصنوعی شده است. به عنوان مثال؛ بررسی‌های ژئوشیمیایی به همراه عیار و تناژ آن­ها با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی مصنوعی، طبقه ­بندی مواد ارگانیکی رسوبی، عددی کردن داده‌های ژئوشیمیایی در سنگ‌های آتشفشانی و طبقه‌بندی آن­ها با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی مصنوعی[1]، تعیین ویژگی‌های آکیفر با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی مصنوعی، تعیین ویژگی‌های مواد ناخالص در معدن سنگ آهک با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی پسخور[2]، استفاده از شبکه عصبی مصنوعی برای یافتن موقعیت نهشته‌ها، تخمین عیار و ذخیره و مقایسه نتایج حاصله از کریجینگ و شبکه عصبی مصنوعی و منطق فازی، کارهای پیش بینی در معدن اشاره نمود.
به طور كلی مدل‌سازی یكی از ابزارهای مناسب برای تصمیم‌گیری و پیش‌بینی پدیده‌های محیط زیستی می‌باشد كه اغلب به صورت مدل‌های مفهومی با روابط ریاضی بیان می‌شوند. فرایندها و پدیده‌هایی كه در سیستم‌های محیط‌زیستی وجود دارد و مهندسین محیط‌زیست با آن در ارتباط هستند، اغلب دو خصوصیت عمده دارند: 1- وابسته به متغیرهای زیاد هستند، 2-روابط بسیار پیچیده‌ای بین اجزا وجود دارد كه تحلیل آن را بسیار مشكل می کند. این مشكل همواره باعث خطا در دقت و صحت پیش‌بینی مدل‌های مرسوم می‌شود. هوش مصنوعی از جمله روش‌های پیشرفته و نوین در شبیه‌سازی می‌باشد كه امروزه در تمام علوم مهندسی به عنوان یک ابزار قوی در شبیه‌سازی پدیده‌هایی كه تحلیل مفهومی آن‌ ها با مشكل مواجه است، كاربرد بسیاری پیدا كرده است؛ در این روش داده‌های مشاهده‌ای به مدل آموزش داده می‌شود و پس از آموزش مدل با دقت مناسب كار پیش‌بینی و شبیه‌سازی را انجام می‌دهد.

1-2-تعریف مسأله

پساب­های معدنی که در اثر فعالیت­های معدن‌کاری سولفیدی و زغال سنگ پدید می ­آید از جمله آلاینده­های زیست‌محیطی جبران ناپذیر می­باشد. در این میان پساب­های اسیدی به علت کاهش میزان pH محیط سبب انحلال بیشتر فلزات سنگین شده و با انتقال آب به درون آب­های سطحی و زیرزمینی اطراف معادن، باعث آلودگی آن­ها می­ شود[[ii]، [iii] و [iv]]. آلودگی زیست‌محیطی به این شکل در دراز مدت پس از تعطیلی معدن نیز موثر می­باشد. یکى از مواد مزاحم و مشکل­ساز در امر بازسازی معادن سولفیدی، پیریت موجود در باطله­های فلزی و احیانا غیرفلزی مى‌باشد که در اثر اکسیداسیون و وجود رطوبت و آب کافى تولید اسید سولفوریک نموده و محیط دمپ را اسیدی مى­نماید[[v] و[vi]].

1-2-1-پساب اسیدی معدنی

فعالیت­های استخراجی معادن مهم‌ترین عامل آلودگی آب­های زیرزمینی و سطحی به شمار می­روند. استخراج معادن سبب کاهش کیفیت آب شده و بسیاری از مشکلات زیست­محیطی را سبب می­گردند[[vii]]. از مشکلات مرتبط با عملیات معدنی، پساب­های اسیدی معدن[3] اهمیت اساسی داشته و چنانچه این پساب­های اسیدی که حاوی غلظت­های بالای آهن، سولفات و اسیدیته می­باشند به داخل منابع آب­های سطحی و زیرزمینی راه پیدا کنند سبب آلودگی این آب­ها می­شوند[[viii] و [ix]].
اکسید شدن کانی­های سولفیدی و تولید اسید سولفوریک به عنوان یک اثر منفی و نامطلوب عملیات معدنی شناخته شده است[[x]]. اسید تولید شده حاوی کانی­های محلول[4]و فلزات مختلف به منابع آب­های سطحی و زیرزمینی راه یافته و ضمن آلودگی آن­ها موجب آلودگی خاک­ها نیز می­ شود[[xi] و [xii]].
اگرچه فرایند اکسید شدن پیریت و سایر کانی­های سولفید فلزی در حضور هوا غیر قابل اجتناب است؛ اما مطالعه کانه­ها و کانی­های باطله، جنبه­ های هیدرولوژیکی، و طرح معدن‌کاری[5]می ­تواند در طراحی یک عملیات معدنی که کمترین اثرات زیست­محیطی را به همراه داشته باشد کمک موثری نماید[[xiii] و [xiv]].
اثرات زیست­محیطی مخرب که از پساب­های اسیدی معدن نتیجه می­شوند، به دلیل مدیریت ضعیف در طول طراحی، توسعه، عملیات و بسته شدن کارهای معدنی و همچنین به دلیل فهم ناصحیح از پساب­های اسیدی معدن در گذشته می­باشد[14].
[1] Artificial Neural Network(ANN)
[2]  Feed forward
[3] Acid Mine Drainage(AMD)
[4] Dissolved minerals
[5] Mine plan
[i] Molson J.W., Fala O., Aubertin M., Bussière B.  “Numerical simulations of pyrite oxidation and acid mine drainage in unsaturated waste rock piles,”  Journal of Contaminant Hydrology. 78:343-371. 2005
 
[ii] BLOWES D.W., PTACEK J., JAMBOR J.L., WEISENER C.G., In: HOLLAND H.D. “The geochemistry of acid mine drainage,” Treatise on Geochemistry. Amsterdan vol. 9, :149-204. 2003
 
[iii] Price W.A. “Prediction manual for drainage chemistry from sulphidic geologic materials. Mining and Mineral Sciences Laboratories. Smithers,”  British Columbia V0J 2N0:576. 2009
 
[iv] Lottermoser B.G. “Recycling, Reuse and Rehabilitation of Mine Wastes,” the Mineralogical Society of America. 2011
 
[v] Amezaga J., Rotting T.S., Younger P.L., Nairn R.W. Noles A.J., Oyarzun R., Quintanilla J., A rich vein” Mining and the pursuit of sustainable development,”. Environ. Sci. Technol, vol 45, 21-26. 2011
 
[vi] Mayes W.M., Johnston D., Potter H.A.B., Jarvis A.P., “A national strategy for identification, prioritisation and management of pollution from abandoned noncoal mine sites in England and Wales,” Methodology development and initial results. Sci. Total Environ.,vol 407, 5435-5447, 2009
 
[vii]  Trois C., Marcello A., Pretti S., Trois P., Ross G.I., “The environmental risk posed by small dumps of complex arsenic, antimony, nickel and cobalt sulphides,”. J. Geochem., vol 92, 83–95. 2007

 

کلمات کلیدی: الکترود اصلاح­شده، حسگر الکتروشیمیایی، پیل زیست­سوختی،گلوکز، هیدرازین، نانوذرات آلیاژیFe-Pt ، نانوکامپوزیت Pt/N-Gr .
 
فهرست مطالب
  عنوان                              صفحه
فصل اول : مقدمه و تئوری
1-1 الکتروشیمی تجزیه. 1
1-1-1 اهمیت و مزایای روش های الکتروشیمیایی. 2
1-2 الکترود. 4
.. 4
1-2-1-1 الکترود کربن شیشه ­ای.. 5
1-2-1-2 الکترودهای فیبرکربنی. 6
1-2-1-3 الکترودهای خمیرکربن. 6
. 7
1-2-2-1 پولیش دادن. 7
1-2-2-2 فعال­سازی حرارتی. 7
1-2-2-3 فعال­سازی لیزری.. 8
1-2-2-4 فعال­سازی با امواج صوتی– رادیویی. 7
1-2-2-5 فعال­سازی با حلال. 8
1-3 الکترودهای اصلاح­شده 8
1-3-1الكترودهای اصلاح­شده شیمیایی(CME) 8
1-3-2 تهیه الکترودهای اصلاح شده 10
   عنوان                                      صفحه
10
1-3-3-1اصلاح الکترود توسط ترکیبات نانوساختار 10
1-3-3-2 اصلاح الکترودها توسط تک لایه ­های خود انباشته. 10
1-3-3-3 اصلاح سطح الکترودها توسط روش سل- ژل. 12
1-3-3-4 اصلاح الکترودها توسط مواد پلیمری.. 12
. 14
14
.. 14
.. 15
1-5-2-1 تثبیت زیستمولکول ها در سطح الکترود. 16
1-5-2-2 کاتالیز واکنش­های الکتروشیمیایی. 16
1-5-2-3 تسریع انتقال الکترون. 16
1-5-2-4 نشانه‌گذاری زیست­مولکول­ها 16
1-5-2-5 نانوذرات به عنوان واکنش­گر عمل می­ کنند. 16
1-5-3 سیستم دوفلزی-آلیاژی نانوذرات.. 18
19
1-6-1 حسگرهای الکتروشیمیایی. 20
1-6-2 خصوصیات حسگرها 21
21
1-7-1 گرافن تقویت شده 23
.. 23
    عنوان                           صفحه  1-8-1الکتروکاتالیست آلیاژی پلاتین. 24
1-9 پیل سوختی.. 25
1-9-1 مزایای پیل سوختی. 27
1-9-2 انواع پیل های سوختی. 27
1-9-3 غشاهای تبادل پروتون بری کاربرد در پیل سوختی.. 29
. 31
فصل دوم: مواد و تجهیزات مورد استفاده، سنتز و شناسایی نانوکامپوزیت­ها و جزئیات روش­ها وآزمایش­های انجام شده
2-1 مواد شیمیایی مورد استفاده 33
2-2- دستگاه­های مورد استفاده 34
2-3- سنتز Pt/N-Gr 34
2-4- روش تهیه الکترودهای کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با گرافن دوپه­شده با نیتروژن و پلاتین (Pt/N-Gr) 36
2-4-1- آماده سازی الکترود. 36
2-4-2- اصلاح الکترود GC با گرافن. 36
. 37
2-5-1 اصلاح الکترود GC بانانوذرات Pt-Fe. 39
فصل سوم: بحث و نتیجه گیری
3-1 بررسی رفتار الكتروشیمیایی هیدرازین روی الکترود کربن شیشه­ا­ی اصلاح­شده با گرافن دوپه­شده با نیتروژن و پلاتین. 40
3-1-1-مقدمه. 40
    عنوان       صفحه 3-1-2 بهبود پاسخ الکترود کربن شیشه ­ای توسط اصلاح با نانو کامپوزیت Pt/N-Gr 41
3-1-3 بررسی اثر غلظت هیدرازین در رفتار الکتروکاتالیزوری الکترود اصلاح­شده با نانوکامپوزیت Pt/N-Gr 42
3-1-4  محاسبه حدتشخیص، حساسیت، و محدوده خطی الکترد اصلاح­شده با بهره گرفتن ازروش آمپرومتری.. 43
3-1-5 بررسی میزان پایداری پاسخ الکتروکاتالیزوری الکترود GC-Pt/N-Gr برای اکسیداسیون هیدرازین. 46
3-1-6 بررسی اثر سرعت روبش پتانسیل. 47
3-1-7 بررسی انتخاب­پذیری الکترود اصلاح­شده 48
3-1-8 کاربرد تجزیه­ای الکترود. 49
3-1-9 نتیجه ­گیری.. 52
 بخش دوم: طراحی پیل زیست سوختی گلوکز/اکسیژن. 53
3-2-1 اکسیداسیون الکتروشیمیایی گلوکز با بهره گرفتن از الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با نانوذرات  Fe-Pt 53
3-2-2 به کارگیری نانوکامپوزیت Pt/N-Gr برای احیای اکسیژن. 53
3-2-3 به کارگیری الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با نانوذرات Fe-Pt به عنوان آند پیل زیستی سوختی 54
3-2-3-1 بهبود پاسخ الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح با نانو ذرات  Fe-Pt نسبت به الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با کربن-پلاتین تجاری برای اکسیداسیون گلوکز. 54
3-2-3-2 بررسی اثر غلظت گلوکز در رفتار الکتروکاتالیزوری الکترود اصلاح­شده با نانو ذرات  Fe-P. 55

 

3-2-3-3 محاسبه سطح فعال آند (الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با نانوذرات Fe-Pt) 56
3-2-3-4 بررسی پایداری الکترود اصلاح­شده با نانوذرات Fe-Pt 57
3-2-3-5 بررسی اثر مزاحمت اکسیژن برای اندازه ­گیری گلوکز در آند. 58
3-2-4 به­ کارگیری الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با/N-Gr  Pt به عنوان کاتد پیل                  زیست­ سوختی       58
3-2-4-1 بهبود پاسخ الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با نانو کامپوزیت  Pt/N-Gr نسبت به الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با کربن-پلاتین تجاری برای احیای اکسیژن. 58
3-2-4-2 محاسبه سطح فعال کاتد (الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح­شده با Pt/N-Gr) 60
3-2-4-3 بررسی مکانیسم احیای الکتروکاتالیزوری اکسیژن به روش ولتامتری هیدرودینامیک.. 61
3-2-4-4 بررسی پایداری الکترود اصلاح­شده با Pt/N-Gr 62
3-2-5کاربرد آند و کاتد طراحی شده جهت ساخت پیل زیست­سوختی گلوکز/ اکسیژن. 63
3-2-5-2 آماده سازی غشای نافیونی. 64
3-2-5-3 نتایج حاصل از بستن پیل گلوکز/ اکسیژن. 64
3-2-5-4 نتیجه ­گیری.. 67
1 الکتروشیمی تجزیه
الکتروشیمی تجزیه­ای، شاخه­ای از مجموعه وسیع شیمی تجزیه است که راه­های تجزیه­ای مبتنی بر فرایندهای الکتروشیمیایی را مورد بررسی قرار می­دهد. برگزیدگی واکنش­های الکتروشیمیایی و دقت بالایی که با آن می­توان پارامترهای مرتبط با این واکنش­ها را اندازه گرفت، روش­های الکتروشیمیایی تجزیه را در ردیف حساس­ترین و انتخابی­ترین روش­های تجزیه­ای تشخیص و تعیین مقدار قرار می­دهد.
یکی از ویژگی­های کم­نظیر روش­های الکتروشیمیایی تجزیه­ای، گسترش دامنه کارایی آن­هاست، به طوریکه علاوه بر امکان کاربرد آن­ها به صورت روش­های مستقل، می­توان از آن­ها برای آشکارسازی نتایج بسیاری از پدیده­های فیزیکی و شیمیایی استفاده کرد. در حال حاضر، محدوده الکتروشیمی تجزیه از معدود روش­های کلاسیک نظیر پتانسیومتری، آمپرومتری، پلاروگرافی، هدایت­سنجی و ترسیب الکتریکی فراتر رفته و روش­های جدیدتری که ثمره تلفیق اطلاعات الکتروشیمیایی با تکنولوژی مدرن الکترونیک است، به میان آمده­اند [1]. از نظر تاریخی کار در زمینه ولتامتری با کشف پلاروگرافی توسط شیمیدان اهل چک­اسلواکی، ژروسلاو هیروسکی [1] در اوایل دهه 1920 آغاز شد. وی با انجام ولتامتری تجزیه­ای درسطح الکترود جیوه)پلاروگرافی) در این زمینه جایزه نوبل را دریافت کرد [2].  در سال 1964 طبقه ­بندی جالبی توسط نیکولسن[2] و شاین[3] با بهره گرفتن از نتایج حاصل از ولتامتری چرخه­ای[4] ( (CVو روبش خطی[5] (LSV) روی واکنش­های الکترودی صورت گرفت، به علاوه آن­ها ولتامتری چرخه­ای را شبیه­سازی[6] کردند[3]. در سال1950 ولتامتری به صورت یک روش کاملا پیشرفته به نظر می­آمد. به هر حال دهه­ 1955 تا 1965 شاهد بروز چندین روش اصلاحی اساسی از روش اولیه بود که به کمک آن­ها بر بسیاری از محدودیت­های روش­های اولیه غلبه شد. تقویت­کننده­ های عملیاتی با قیمت کم، ابداع دستگاه­های تجاری نسبتا ارزان را ممکن ساخت، که از این اصلاحات مهم بهره می­گرفتند.
1-1-1 اهمیت و مزایای روش­های الکتروشیمیایی
روش­های الکتروشیمیایی در مقایسه با روش­های شیمیایی دارای مزیت­های ویژه­ای هستند که در زیر برخی از این مزایا بیان شده است:

1. یک روش الکتروشیمیایی می ­تواند انتخابی باشد، در انجام فرایند الکترولیز با اعمال یک مقدار پتانسیل معین به الکترود مورد نظر می­توان واکنش اکسیداسیون و احیا را تا مرحله­ مورد نظر پیش برد. این در حالی است که در واکنش­های شیمیایی، یافتن یک اکسیدکننده و یا­کاهنده خاصی که دارای نقش انتخابی باشد و بتواند واکنش اکسیداسیون و احیا را تا مرحله­ خاصی پیش ببرد مشکل است. به عنوان مثال با اعمال ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ 52/0– =E‪ در محیط اسیدی و در سطح الکترود جیوه می­توان نیتروبنزن را به فنیل هیدروکسیل آمین تبدیل کرد.

C6H5NO2 + 4H+ + 4e–                               C6H5NHOH + H2O
 حال آنکه اگر کاهش نیتروبنزن به طریق شیمیایی عملی شود، محصول واکنش آنیلین می­باشد.

2. محصولات واکنش­های الکتروشیمیایی اغلب خالص­ترند و بنابراین نیاز کمتری به انجام مراحل خالص­سازی دارند.
3. انتخاب یک محیط مناسب برای انجام الکترولیز خیلی آسان­تر از روش­های شیمیایی است. به دلیل این­که با بهره گرفتن از اکسید کننده­ها و یا کاهنده­ها به عنوان معرف در روش­های شیمیایی مسئله انحلال این مواد در محیط نیز مطرح می­ شود.
4. از نظر زیست محیطی، واکنش­های الکتروشیمیایی تحت شرایط ملایم نظیر دمای اتاق و فشار اتمسفر با بهره گرفتن از جریان الکتریکی انجام می­شوند.

در مقایسه با روش­های طیف­سنجی، دستگاه­های مورد استفاده در الکتروشیمی ارزان­تر هستند. یک آنالیز طیف­سنجی تنها در مورد ملکول­هایی می ­تواند انجام شود که دارای گروه­های رنگ­ساز باشند، در غیر این صورت باید مراحل زمان­بر و پیچیده مشتق­سازی آنالیت را طی کرد. برخلاف روش­های طیف­سنجی که اغلب در محلول­های همگن انجام می­ شود، واکنش­های الکتروشیمیایی در حد فاصل الکترود-محلول انجام می­شوند. در اغلب روش­های طیف­سنجی نیاز به تهیه محلول­های شفاف و همگن است درحالی که روش­های الکتروشیمیایی در محلول­های کدر نیز قابل اجرا هستند.
روش­های الکتروشیمی تجزیه­ای، تاثیر متقابل شیمی و الکتریسیته، یعنی اندازه ­گیری کمیت­های الکتریکی مانند پتانسیل، جریان، بار و ارتباط آن­ها را با پارامترهای شیمیایی شامل می­شوند. چنین استفاده­ای از اندازه ­گیری­های الکتریکی برای اهداف تجزیه­ای، گستره وسیعی از کاربرد­ها را به وجود می­آورد که بررسی­های زیست­محیطی، کنترل کیفیت صنعتی و تجزیه­های زیست پزشکی را در بر می­گیرد.
 در دهه­های اخیر روش­های الكتروشیمیایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این روش­ها در شیمی تجزیه كاربرد­های فراوانی دارند از جمله:

1. تعیین مقادیر ناچیز مواد زیست­محیطی
2. جداسازی و خالص­سازی تركیبات
3. تعیین ثابت­های سینتیكی و ترمودینامیكی

 الکترود به عنوان واسطه انتقال الکترون در واکنش­های الکتروشیمیایی ایفای نقش می­ کند. موفقیت یک حسگر الکتروشیمیایی، به انتخاب مناسب الکترودها بستگی دارد. یک الکترود ایده­ال بایستی دارای ویژگی­هایی هم­چون پایداری مکانیکی، غیرفعال بودن شیمیایی، محدوده­ وسیع پتانسیل کاری و سطح تکرار­پذیر باشد.
استفاده از الکترودهای جامد بدون اصلاحگر[7] به تدریج باعث تغییراتی در سطح الکترود به علت جذب گونه­ های موجود در محلول و یا محصولات تولید شده از واکنش­های الکتروشیمیایی می­گردد. این امر به تدریج موجب غیر فعال شدن سطح الکترود می­ شود که آن نیز به نوبه خود منجر به کاهش حساسیت و تکرارپذیری به علت ممانعت از انتقال بار می­گردد. یکی از راه­های فایق آمدن بر مشکلات مذکور استفاده از الکترودهای اصلاح­شده می­باشد.
1-2 الکترود
درسنجش­های الکتروشیمیایی، الکترود یکی از مهم­ترین اجزای یک سلول الکتروشیمیایی است. الکترود با الکترولیت در تماس بوده و باعث انتقال الکترون از مواد داخل سلول (مواد عمل­کننده، یونیزه­کننده و ) به مدار خارجی و یا از مدار خارجی به مواد داخل سلول می‌شود. هر سلول الکتروشیمیایی دارای دو الکترود، کاتد و آند می­باشد. واکنش­های اکسایشی و کاهشی در سطح الکترودها صورت می‌­گیرد. الکترودها را به وسیله رابط­های فلزی که عبور جریان الکتریکی را بین آن­ها ممکن می‌­کنند، به هم وصل می‌کنند.
1-2-1 الکترودهای کربن
تاریخچه الکتروشیمی نشان می­دهد که تا سال 1963 در فرایند­های الکتروشیمیایی تنها از الکترودهای فلزی مانند پلاتین، نقره، جیوه و… یا غیر فلزات رسانا مانند گرافیت استفاده شده­است. مشکل عمده این الکترودها (به جز جیوه) عدم تکرارپذیری رفتار سطح الکترود و توانایی کم آن­ها در انجام انتخابی یکی از چند واکنش شیمیایی ممکن می­باشد. امروزه با بهره گرفتن از اصلاح­کننده­ های گوناگون توانایی در انتخاب الکترود مناسب برای تشخیص الکتروشیمیایی یک فرایند خاص یا دسته­ای از فرایندهای مشابه افزایش یافته­است. از الکترودهایی که امروزه کاربرد فراوانی پیدا­کرده می­توان الکترودهای کربنی را نام برد. از عوامل گسترش کاربرد این الکترودها می­توان به هدایت الکتریکی خوب، مقاومت الکتریکی و جریان­های زمینه پایین، پنجره پتانسیل وسیع، قیمت پایین، سازگاری با بافت­های بیولوژیکی، بی­اثر بودن شیمیایی، شیمی سطح غنی[8](از نظر امکان حضور گروه­های عاملی مختلف(، ساختار تکرارپذیر سطح، قابلیت شکل­دهی آسان و مناسب بودن آن­ها برای شناسایی گونه­ های متنوع اشاره کرد ]3[.
کربن به شکل­های مختلفی در الکتروشیمی کاربرد دارد. از مهم­ترین آن­ها می­توان کربن شیشه ­ای[9]، فیبرهای کربنی[10]، نانولوله­های کربنی [11] و خمیرکربن [12] و الماس دوپه­شده با بور[13]را نام برد.
1-2-1-1 الکترود کربن شیشه ­ای
این نوع الکترودهای جامد خواص مکانیکی و الکترونیکی خوبی دارند، از نظر شیمیایی بی­اثرند و در روش­های الکتروشیمیایی پاسخ­های نسبتاً تکرارپذیری را ارائه می­ کنند ]4[. ساختمان کربن شیشه ­ای شامل نوارهای ظریف در هم پیچیده متشکل از صفحات شبه گرافیتی با اتصال عرضی می­باشد. مزیت اصلی این الکترودها اندازه­ کوچک آن­هاست که در محیط­های با حجم کوچک مورد توجه قرار می­گیرد، به عنوان مثال می­توان به تشخیص آزاد شدن انتقال­دهنده­های عصبی درفضای بیرون سلول مغز اشاره کرد ]5[.
الکترود کربن شیشه ­ای اولین بار توسط زیتل[14] و میلر[15] در الکتروشیمی مورد استفاده قرار گرفت. آن­ها نشان دادند که محدوده پتانسیل قابل استفاده در پتانسیل­های مثبت نسبت به الکترود پلاتین برای این نوع الکترود گسترش می­یابد. این اختلاف شدید به خصوصیت پلاتین که پیوند کووالانس Pt-H را پایدار می­ کند، نسبت داده می­ شود. برای اصلاح این الکترودها از ایجاد گروه­های کربونیلی یا کربوکسیلی بر سطح الکترود به وسیله گرما یا حرارت، برای اتصال انواع گروه­های عاملی استفاده می­ شود.
خصلت مقاومت در برابر حملات شیمیایی استفاده از این الکترود­ها در محیط­های به شدت خورنده را ممکن ساخته است. برای به­دست آوردن سطوح مناسب، سطح الکترود بایستی با کاغذ سنباده و پودر آلومینا صیقل داده شود. الکترود آماده شده به این روش عاری از گروه­های عاملی است. زمانی که الکترود در محلول قرار می­گیرد، حملات شیمیایی و الکتروشیمیایی می­توانند روی سطح انجام شوند. اگر لازم باشد هیچ گروه اکسیژن­داری در سطح نباشد، الکترود پس از صیقل دادن بایستی در اسید­هایی که خصلت اکسیدکنندگی ندارند، مانندHCl  شسته شود. محلول باید عاری از اکسیدکننده باشد و در پتانسیل منفی نسبت به SCE نگه داشته شود، به محض مثبت شدن پتانسیل و یا ورود عوامل اکسنده گروه­های کربونیلی یا کربوکسیلی در سطح ایجاد می­شوند. روبش متعاقب آن در جهت منفی منجر به کاهش گروه­های کربونیل و ایجاد گروه­های هیدروکسیل می­ شود. هیچ عریان­سازی از گروه­های اکسیژن­دار انجام نمی­ شود و بنابراین تنها راه تمیز کردن سطح الکترود که یک بار اکسید شده، صیقل دادن مجدد آن است. الکترود آلوده شده به وسیله جذب سطحی واکنش­دهنده­ها یا محصولات واکنش را می­توان با اتانول یا کلروفرم تمیز کرد. به علاوه در این­گونه موارد، استفاده از چند چرخه پلاریزاسیون توصیه می­ شود.
شکل1-1 مدل Jenkins-Kawamura کربن شیشه ­ای La و Lb طول­های ابعاد افقی و عمودی گرافیتی نسبت به محور c گرافیت
1-2-1-2 الکترودهای فیبرکربنی
الکترودهای فیبرکربنی از یک سری دسته­های موازی رشته­ای گرافیت ساخته می­شوند. عمده­ترین کاربرد این الکترودها در ساخت میکروالکترودهاست ]6 و 7[. موادی با چنین استحکام بالا از طریق تجزیه­ی حرارتی منسوجات پلیمری در دماهای بالا، از طریق لایه نشانی کاتالیزی بخار شیمیایی تهیه می­شوند.
1-2-1-3 الکترودهای خمیرکربن
در سال 1958 آدامز [16] نوع جدیدی از الکترود را گزارش کرد که این الکترود از مخلوط کردن پودر گرافیت و یک مایع غیرالکتروفعال [17] به عنوان اتصال­دهنده (خمیرکننده[18]) تشکیل می­شد که آن را خمیرکربن نامیدند ]8[. ایده