ر) کوشینل^[۱۱۰] (قرمزدانه)
ماده قرمز رنگی که منشاء حیوانی دارد و از لاشه خشک شده نوعی حشره ماده باردار بدست می ­آید و شامل ماده رنگی اسیدی کارمنیک است که دارای رنگ قهوه­ای مایل به قرمز تیره یا قرمز روشن می­باشد. این رنگدانه در آمریکا و اروپا مجاز است.
اولین و مهمترین عامل بازدارنده در استفاده از رنگ­های طبیعی، قیمت بسیار بالای آن­ها به دلیل استخراج رنگ از رنگدانه گیاه است (مثلا برای تولید ۱ کیلوگرم رنگ کاروتن ۱۰۰ کیلوگرم هویج لازم است) قیمت بالای تعرفه ورود کالا به کشور، میزان بالای مصرف این رنگ­ها نسبت به رنگ­های سنتتیک، تغییر رنگ در اثر تغییرات محیط از دلایل دیگر عدم استفاده از رنگ­های طبیعی است، مزایا و معایب کار با رنگ­های طبیعی با توجه به اینکه رنگ­های طبیعی در واقع عصاره گیاهان یا بخشی از رنگدانه بدن جانوران هستند، دارای خواص و مزایای مصرف گیاهان بوده و می­توانند به عنوان غذاهای عملگر^[۱۱۱] مورد استفاده قرار گیرند. با کشف رنگ­های مصنوعی تقاضا برای رنگ­های طبیعی کاهش یافت زیرا عصاره­های طبیعی فاقد قوام لازم جهت ایجاد طیف­های مختلف رنگ بودند، همچنین مقاومت کافی در برابر نور و حرارت را دارا نبودند. رنگ­های طبیعی تغییر پذیر بوده و اغلب استفاده از آن­ها نسبت به رنگ­های مصنوعی مشکل تر می­باشد. در طول دهه های گذشته به جهت بررسی های گسترده ای که انجام شد دانشمندان به این نتیجه رسیدند که رنگ های مصنوعی سلامت انسان­ها را تهدید می­ کند و باعث ایجاد بیماری سرطان می­ شود در نتیجه مصرف قسمت عمده­ای از این رنگ­ها در مواد غذایی غیر مجاز اعلام شد و رنگ­های طبیعی جایگزین آن­ها شدند. رنگ­های طبیعی ممکن است از منابع طبیعی به دست آیند و یا اینکه از طریق سنتز ساخته و تهیه شوند. بطور کلی افزودن این مواد، به مواد و محصولات غذایی کاملاً مجاز و آزاد است. به همین دلیل به آن­ها “رنگ­های بی نیاز به تائید” می­گویند.

۲-۶-۱-۱-۲- رنگ­های مشابه طبیعی
این رنگ­ها دارای فرمول شیمیائی هستند که در طبیعت وجود دارند اما به دلیل اینکه استخراج رنگ از گیاه، گران قیمت و مشکل می­باشد در کارخانه فرموله می­شوند، مانند بتاکاروتن. گاهی استخراج از مواد غذایی دارای توجیه اقتصادی نمی‌باشد و یا آن که به مواد اولیه دسترسی وجود ندارد بنابراین ساختمان شیمیایی رنگدانه‌ های طبیعی مورد شناسایی قرار گرفته متعاقباً در صنعت تولید می‌گردد، نظیر بتاکاروتن در تهیه ماکارونی و مارگارین (آدامز^[۱۱۲] و همکاران، ۱۹۷۶).
۲-۶-۱-۱-۳- رنگ­های شیمیایی یا سنتتیک (مصنوعی)^[۱۱۳]
این رنگ­ها در آزمایشگاه و بر پایه ترکیبات شیمیایی ساخته می­شوند مانند کارموزین^[۱۱۴]. رنگ­های سنتتیک، رنگ­های سنتزی مشابه طبیعی نداشته و در حقیقت ترکیبات شیمیایی هستند که در طبیعت وجود نداشته و با بهره گرفتن از روش‌های شیمیایی ساخته و سنتز می‌شوند، ساختمان شیمیایی آن‌ها پیچیده و گسترده بوده و به موازات آن نام‌های شیمیایی برای نام‌گذاری آن‌ها استفاده می‌شود. افزودن رنگ در صنایع غذایی ممکن است برای برگرداندن رنگ اصلی ماده غذایی، یکنواخت کردن رنگ محصول، پر رنگ­کردن رنگ طبیعی ماده غذایی، جلب اشتها و نظر مصرف کننده، هویت دادن به ماده غذایی (مثلا رنگ نارنجی در نوشابه پرتقالی یا رنگ سبز در ژله طالبی)، رنگ دادن به محصولات بی رنگ مثل پاستیل، پیشگیری از بی­رنگ شدن محصول تا رسیدن به مصرف کننده، تزیین ماده غذایی (مثل رنگ های مصرفی در قنادی) و در نهایت تاثیر بر ارزیابی کیفی محصول به وسیله مصرف کننده باشد. برخی رنگ­های شیمیایی مصنوعی، ضرری ندارند و باعث بروز هیچ مشکلی نمی­شوند. اما برای تهیه این رنگ­ها باید به نکته­های خاصی توجه شده باشد. در تمام دنیا سازمان­های نظارت بر مواد غذایی و استاندارد روند تولید رنگ­های صنعتی را زیر نظر دارند. از طرفی کشورهای واردکننده رنگ­های مصنوعی، گواهی سازمان­های نظارتی مربوطه را از شرکت تولید و صادرکننده طلب می کنند. اگر رنگ به صورت فله عرضه شود، نمی­ توان بدون بررسی­های آزمایشگاهی متوجه شد که خوراکی است یا برای مصارف صنعتی دیگر تولید شده است. این رنگ­ها در طبیعت وجود ندارند و از طریق سنتز ساخته می­شوند. رنگ­های مصنوعی موجود به طور معمول از نظر شیمیایی خیلی خالص بوده و از نظر قدرت رنگ­آمیزی نیز استاندارد شده ­اند. رنگ­های محلول در آب و برخی ترکیبات حاوی مقادیر زیادی هیدروژن حل می­گردند. قدرت رنگ­آمیزی آن­ها به طور مستقیم متناسب با مقدار رنگ شیمیایی موجود در آن­هاست. رنگ­های مصنوعی تجاری به صورت پودر، خمیر، دانه­ای و محلول می­باشند. تقسیم بندی دیگری نیز برای رنگ­ها از نظر قدرت حلالیت وجود دارد که از این منظر آن­ها به دو دسته محلول در آب و محلول در چربی تقسیم می­شوند.
انواع رنگ­های مصنوعی و کاربرد آن­ها عبارتند از :

1. 1. تارترازین^[۱۱۵]: عامل رنگ زرد در فرآورده ­های شیری، سس ها، شوری­ها و…

1. 1. زرد کینولین^[۱۱۶]: عامل رنگ زرد مایل به سبز روشن

1. 1. زرد درخشانFCF^[117]: زرد پرتقالی

1. 1. کارموزین (آزوروبین)^[۱۱۸]: قرمز مایل به آبی

1. 1. پانسیو^[۱۱۹]۴R: قرمز روشن

1. 1. آمارانت^[۱۲۰]: قرمز مایل به آبی

1. 1. آبی درخشان FCF^[121]:آبی مایل به سبز روشن

1. 1. قهوه ای FK: قهوه­ای مایل به زرد

1. 1. شکلاتی FB: قهوه­ای شکلاتی

1. 1. سیاه درخشان BN^[122]

1. 1. اریتروزین^[۱۲۳]: قرمز

1. 1. سان ست یلو^[۱۲۴]: زرد نارنجی

1. 1. ایندیگو کارمین^[۱۲۵]: (آبی)

هر کدام از این رنگ­ها در مکان­های خاصی کاربرد دارند. از این رنگدانه­ها در صنایع قنادی، فرآورده ­های شیری، نوشابه­های غیر الکلی، فرآورده ­های نانوایی، صنایع مربا، شوری، ترشی، سس، دسرها، کنسروسازی و…. استفاده می­ کنند.
۲-۶-۱-۲- پانسیو ۴R
پانسیو ۴R(شکل ۲-۲) رنگی مصنوعی از خانواده­ی رنگ­های آزو است. پانسیو ۴Rبه نام­های دیگری از جمله رنگ گل شقایق، اسید رد۱۸^[۱۲۶]،کوچینال رد^[۱۲۷]A، بریلیانت سکارلت^[۱۲۸] ۳R، بریلیانت سکارلت ۴R و فود رد ۷^[۱۲۹] شناخته و همین طور با شماره E-124 و با شناسه­یC.I.16255 شناخته می­ شود. نام آن از کلمه­ی فرانسوی پوپی^[۱۳۰] گرفته شده. پانسیو ۴R یک پودر قرمز درخشان با فرمول شیمیایی و جرم مولکولی ۴۸/۶۰۴ گرم بر مول است که دارای بیشینه­ی جذب در محدوده­ ۵۰۶ نانومتر است. پانسیو ۴Rدر مقابل نور و حرارت پایداری خوبی دارد، قابلیت انحلال این رنگ در آب زیاد و در گلیسیرول و اتانول ضعیف می­باشد. این رنگ دارای کاربردهای فراوان در صنایع و علوم مختلف از جمله صنایع غذایی، مواد آرایشی بهداشتی، داروسازی و غیره می­باشد. از جمله کاربردهای آن در نوشابه­های غیرالکلی، دسرها، یخمک، پاستیل، ‌آدامس، انواع آبنبات­ها، کالباس، آبمیوه­های صنعتی، مایع دستشویی و دارو را می­توان نام برد. با توجه به گسترش استفاده از رنگ­های آرایشی، انتشار آن­ها در طبیعت می ­تواند یک خطر برای سلامتی نمونه­های زیست محیطی و به خصوص نمونه­های آب باشد. رنگ پانسیو۴R در چندین نمونه آب اندازه ­گیری شد..پانسیو ۴Rدر دسته­ی رنگ های با سمیت کم دسته بندی می­ شود ولی به علت حلالیت بسیار بالا می ­تواند در محیط زیست باعث ایجاد آلودگی­های زیست محیطی شود. رنگ پانسیو۴R منجر به پیش فعالی در کودکان شده و همچنین افرادی که به آسپیرین حساسیت دارند، عدم تحمل آن­ها را تشدید می­ کند، علاوه بر آن از طریق آزاد­سازی هیستامین باعث تشدید علائم بیماری آسم می­ شود و علائم سردردهای عصبی را نیز تشدید می­ کند. در برخی از کشورها از جمله آمریکا، نروژ و فنلاند جزء مواد سرطان زا شناخته شده و FDA سازمان مواد غذایی و دارویی آمریکا آن را جزء مواد مصرفی ممنوعه قرار داده است. در سال ۲۰۰۰ FDA محصولات غذایی وارداتی از چین مانند آبنبات و پاستیل که در آن­ها پانسیو۴R به کار رفته بود ضبط نمود.
شکل (۲-۲) ساختار شیمیایی پانسیو ۴R
در این تحقیق رنگ پانسیو ۴-آر برای اولین بار در مسائل آب و خاک و انتقال املاح به عنوان ردیاب استفاده شد.
فصل سوم
مواد و روش­ها
۳-۱- مقدمه
برای دسترسی به اهدافی که در فصل اول پایان نامه بیان گردید، به یک­سری تجربیات آزمایشگاهی نیاز است تا در سایه آن­ها بتوان چارچوب تحقیق را تشکیل و به تحلیل مسئله پرداخت. فصل حاضر تحت عنوان “مواد و روش­ها ” به طور خاص به روش­های اجرای آزمایش­های تحقیق می ­پردازد. در این فصل چگونگی انجام آزمایش­ها در یک مدل آزمایشگاهی مورد بررسی و مطالعه قرار می­گیرد تا در کنار آن­ها بتوان به ارزیابی چارچوب نظری پژوهش دست یافت. در قسمت بعد نیز مدل Seep/w وCtran/w معرفی و شرایط مرزی اولیه برای آن­ها ارائه می­ شود.
۳-۲- تجهیزات آزمایشگاهی
به منظور انجام آزمایش­های مورد تحقیق، یک مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. مدل آزمایشگاهی متشکل از چهار قسمت کلی، مخزن بالادست، مخزن پایین دست، لوله ستون خاک و تابلوی پیزومتری می­باشد و همچنین میزان جذب محلول­ها به وسیله­ دستگاه اسپکتروفتومتر uv-vis بایوکروم ساخت کشور انگلیس قرائت شد.
۳-۲-۱- مخزن بالادست
از این مخزن برای ذخیره کردن آب برای انجام آزمایش استفاده می­ شود. ابعاد آن ۲۹×۲۹×۱۰۰سانتی­متر می­باشد. جنس این مخزن از ورق پلاکسی گلاس به ضخامت پنج میلی­متر می­باشد که درون یک چهارچوب فلزی قرار می­گیرد. جهت قرائت تغییرات مکانی تراز آب در یک مخزن شکافی به قطر ده سانتی­متر برای قرار گیری استوانه آزمایش ایجاد می­ شود. (شکل ۳-۱).
۳-۲-۲- مخزن پایین دست
این مخزن برای جمع­آوری آب خروجی از لوله مصالح و هدایت آن به شیر خروجی استفاده می­ شود. ابعاد این مخزن ۳۲×۳۲×۳۲ سانتی­متر است. این مخزن نیز مانند مخزن بالادست از پلاکسی گلاس و قاب فلزی تشکیل شده است. برای قرائت اختلاف تراز آب با مخزن بالادست خط کشی به طول ۳۲ سانتی­متر از کف مخزن تا لبه بالای آن نصب شده است (شکل ۳-۲).
۳-۲-۳- ستون خاک
ستون خاک لوله­ای به قطر ۱۰ سانتی­متر از جنس پلاکسی­گلاس می­باشد، که نمونه خاک مورد نظر در آن قرار می­گیرد. جهت جلوگیری از ریختن نمونه خاک به مخازن بالادست و پایین دست، دو سر لوله، توری با شماره ۲۰۰ نصب گردید. در هر لوله مجموعأ هشت سوراخ به قطر هشت میلی­متر، در دو ردیف موازی و هم راستای چهار تایی جهت اتصال شیرهای خروجی برای نمونه­برداری و پیزومترها ایجاد شدند. چهار شیر خروجی و چهار پیزومتر به این ستون خاک متصل شدند. برای هواگیری از ستون خاک دو سوراخ بر روی لوله ایجا گردید (شکل ۳-۳).

شکل(۳-۱): نمایی از مخزن بالا دست شکل(۳-۲): نمایی از مخزن پایین دست
شکل(۳-۳): نمایی از ستون خاک
۳-۲-۴- تابلو پیزومتری
این تابلو متشکل از چهار عدد لوله پیزومتر شفاف است که یک خط­کش مدرج به طول یک متر در کنار آن­ها برای قرائت تراز آب از روی پیزومتر تعبیه شده است. از این پیزومترها برای قرائت فشار آب داخل ستون مصالح استفاده می­ شود (شکل ۳-۴).
شکل (۳-۴): نمایی کلی از مدل آزمایشگاهی
۳-۲-۵- تجهیزات اسپکتروفتومتری