سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
شوینده ها و محیط زیست
۱۳۹۰/۰۳/۲۲
19:25
|
رشد فزایندهٔ جمعیت جهان، مشکلات عمده ای را در ارتباط با پاکیزه نگاه داشتن زمین ایجاد کرده است. نگرانی دربارهٔ تأمین بهداشت و رفع آلودگی های ناشی از صنعت که سرنوشت و حیات زمین را به مخاطره خواهند افکند برنامه ریزیهای جدی را برای تغییر و بهبود شرایط زندگی طلب می کند.
در سالهای اخیر با پیدایش بیماریهایی مانند ایدز و انواع هپاتیت ها و همچنین بازگشت بیماریهای عفونی فراموش شده ای مانند سل و تداخل آن با ویروس ایدز، اهمیت مصرف محصولات بهداشتی بیش از بیش مشخص شده است. به طوری که تحولات عمده ای در نحوه تولید و مصرف فرآورده های شوینده بهداشتی پدید آمده است.
گسترش بیش از حد صنایع صابون و شوینده ها در جهان علیرغم دارا بودن جنبه های مثبت فراوان آلودگی های نوینی را به محیط زیست وارد کرد و توجه مسئولان محیط زیست کشورها را به خود جلب نمود.
ورود شوینده ها به فاضلاب به لحاظ بروز مسائل و عوارض متعدد چون پدیده مغذی شدن و تجزیه ناپذیری گروه سخت شوینده ها و ایجاد کف و ... سبب آلودگی منابع آبی و محیط زیست می شود.
● عهده دار مکاتیات
در این مقاله ترکیب شیمیایی شوینده ها، مشکلات زیست محیطی ناشی از شوینده ها و تأثیرات فسفات در محیط زیست و راهکارهای مقابله با این مشکلات نظیر انتخاب مواد اولیه مناسب، تهیه محصولاتی با کارایی بیشتر، کاهش مواد پرکننده، تجزیه پذیری شوینده ها و تولید محصولات شوینده کنسانتره بررسی و پیشنهادهایی به منظور کاهش اثرات مخرب شوینده ها در محیط زیست ارائه شده است.
● مقدمه
آشنایی با صابون به عنوان اولین پاک کننده به قرنها پیش برمی گردد، ولی رشد جمعیت و توجه انسان به بهداشت موجب شد که تولید صابون با منشأ طبیعی جوابگوی مصرف نباشد. در نتیجه از اوایل قرن نوزدهم میلادی مواد شوینده مصنوعی به نام دترجنت وارد بازار شد ]۱[. استفاده از دترجنتها پس از جنگ جهانی دوم گسترش یافت.
به ترکیباتی که علاوه بر انحلال و پخش در آب قدرت پاک کنندگی آن را افزایش دهند دترجنت گفته می شود. انواع طبیعی پاک کننده ها مثل صابون، گل سرشور و غیره از زمانهای قدیم مورد استفاده قرار گرفته اند ولی آنچه که امروز به نام دترجنت مصرف می شود سنتیک (تولید شده به صورت مصنوعی) می باشد. ورود این مواد در زندگی انسان به سرعت باعث کاهش کاربرد انواع طبیعی پاک کننده ها شده است ]۲[.
کف کردن صابونها در آبی که املاح کلسیم و پتاسیم داشته باشد به تأخیر می افتد در نتیجه این املاح باعث کاهش قدرت پاک کنندگی می شوند. در حالی که این مشکل به علت فرمول خاص دترجنتها تا حدود زیادی برطرف شده است ]۳[.
اجزای شیمیایی یک پاک کننده به طور کلی به سه دسته عمومی طبقه بندی می شود:
۱) سورفاکتانتها (مواد فعال سطحی یا مواد مؤثر)
۲) سازنده ها (پرکننده ها)
۳) مواد متفرقه
سورفاکتانت ها به عنوان عامل خیس کننده عمل کرده کشش سطحی آب را کم می کنند در نتیجه آب بهتر وارد بافت الیاف می گردد. این مواد همچنین ذرات کثیف و آب را به یکدیگر اتصال می دهند.
سازنده ها نقش اصلی در پاک کننده ها دارند و عامل جدا کنندگی هستند. سازنده ها، یون های منیزیم و کلسیم موجود در آب سخت را به شکل یون های بزرگ محلول در آب درمی آورند ]۴[. مواد سازنده خاصیت قلیایی در آب ایجاد می کنند و مانع از نشست مجدد لکه ها می شوند. امروزه بیشترین سازنده های متداول مورد استفاده، پلی فسفات ها هستند ]۴ و ۷[.
پاک کننده ها دارای مواد دیگر مختلفی از قبیل براق کننده ها، عطرها، عوامل ضد خوردگی، آنزیم ها، نرم کننده ها، خوشبو کننده ها و مات کننده ها هستند ]۷[.
دترجنتها اصولاً ترکیبات آلی زنجیره ای کربن دار هستند که دارای ۲ قطب هیدروفیل و لیپوفیل می باشند. قطب هیدروفیل، آب دوست و قطب لیپوفیل، چربی دوست می باشد.
بر اساس خصوصیات قطب هیدروفیل دترجنتها به ۳ گروه تقسیم می شوند ]۳[:
۱) دترجنتهای آنیونی: این ترکیبات در اثر یونیزاسیون در محیط آبی به یونهای منفی که در آن R یک زنجیر کربنی طولانی الکیلی و یک یون مثبت که اغلب سدیم است تفکیک می شوند. بیشترین دترجنت مصرفی در منازل و مصارف عمومی در این گروه قرار دارد ]۳[.
۲) دترجنتهای کاتیونی: این دترجنتها در اثر یونیزاسیون به یونهای مثبت گروه آمونیومی که دافع آب است و گروه یون های منفی جاذب آب تبدیل می شود و دارای قدرت زیاد باکتری کشی
می باشند ]۳[.
۳) دترجنتهای خنثی: این پاک کننده ها از ترکیب چند شاخه اتیلن بر روی یک ریشه ای که دافع آب است حاصل می شود و بهترین مثال از آنها پلی گلیکول اتوالکیل فنل است که قدرت پاک کنندگی شدیدی دارد ]۴[.
شوینده ها بر اساس مواد فعال سطحی به دو دسته سخت و نرم تقسیم می شوند که شوینده های نرم شامل LABS یا الکیل بنزن سولفونات خطی هستند که تجزیه پذیر می باشد. شوینده های سخت که شامل ABS یا الکیل بنزن سولفونات شاخه ای می باشند از این گروه می توان به مشهورترین عامل دودسیل بنزن سولفونات سدیم اشاره کردکه به دلیل داشتن شاخهٔ فرعی در محیط زیست تجزیه نمی شود و سبب آلودگی محیط زیست می گردد ]۴ و ۹[.
در کشورهای پیشرفته با ارتقاء بهداشت و پاکیزه تر شدن محیط زندگی، بدون تردید مصرف پاک کننده ها افزایش یافته و لزوماً با رعایت جنبه های اقتصادی همراه شده است ]۵[. برای ترسیم آینده ای که حتی الامکان کمتر دچار خطا و اشتباه باشد نگرشی بر روند تولید محصولات، تغییرات فرمولاسیون و مصرف مواد اولیه مختلف در سطح جهان ضروری است ]۸[. به طور کلی در کشورهای پیشرفته وضعیت شوینده ها متأثر از تغییراتی در فرمولاسیون محصولات بوده است مثل تمایل به تولید محصولات عاری از فسفات و یا تمایل به ساخت پودرهای سنگین و غیره ]۵[.
● اثرات زیست محیطی شوینده ها و راهکارهای مقابله با آنها
سالهای زیادی است که صنایع صابون و دترجنت به دلیل ایجاد آلودگی هایی در آب مانند آلودگی کف و مغذی شدن توجه مسئولان محیط زیست را به خود جلب نموده است. دترجنتها پس از مصرف به همراه پساب به دریاچه ها یا رودخانه ها ریخته می شوند و بر روی محیط زیست تأثیر مخرب می گذارند. آلودگی محیط زیست ناشی از مصرف دترجنتها بیشتر از نظر دو عامل قابل بررسی است.
۱) اثر مواد مؤثر موجود در دترجنت.
۲) اثر مواد پر کننده موجود در دترجنت.
آثار سوء حیاتی شوینده ها بر محیط زیست عبارتند از:
۱) تجمع کف بر روی آبهای سطحی و جلوگیری از عمل اکسیژن گیری آب
۲) تولید بو و طعم نامطبوع در آب
۳) اثرات سمی بر موجودات زنده مانند انسان، موجودات آبی و گیاهان
۴) تخریب و انهدام اکوسیستم
۵) حذف و کاهش مواد معلق آب در حضور شوینده ها به صورت دلخواه مقدور نیست.
۶) به خودگیری میکروبها بیماری زا و مساعد نمودن شرایط محیطی در جهت شیوع بیماریها
۷) اشکال در امر انعقاد و ته نشینی و صاف کردن آب
۸) وقوع پدیده EUTROFICATION به لحاظ مصرف فسفاتها
۹) تجزیه ناپذیری گروه سخت دترجنتها
۱۰) ایجاد واکنش فیزیولوژیکی در مصرف کننده آب آلوده ]۹ و ۴ [.
به بررسی برخی از مهمترین آثار سوء شوینده ها و راهکارهای مقابله با آنها پرداخته می شود.
همچنان که پاک کننده بیشتری به وسیله پساب به آبهای طبیعی اضافه می شود، کف بیشتری ایجاد می کند که تأثیر به سزایی در محیط زیست دارد. عامل ایجاد کف، سورفاکتانت پاک کننده ها می باشد.
وجود کف در حوضهای هوادهی در تصفیه خانه های فاضلاب میزان انتقال اکسیژن به فاضلاب را به شدت تقلیل می دهد به طوری که گاهی تقلیل راندمان تصفیه در اثر کف دترجنتها به ۸۰ درصد می رسد. در حوضهای ته نشینی اولیه وجود ماده مؤثر دترجنت مانع ته نشینی کامل مواد معلق می شود و چربی موجود در فاضلاب در اثر کف زیاد به سایر قسمتهای تصفیه خانه نیز راه می یابد ]۹[.
ماهیان و آبزیان نیز از آثار سوء شوینده ها بی بهره نیستند زیرا شوینده ها باعث کاهش میزان اکسیژن گیری آب می شوند. شوینده ها قادرند حالت و کیفیت پروتئین را تغییر دهند و متابولسیم باکتری ها را مختل سازند و موجب کندی اعمال حیاتی آنها گردند، این امر ناشی از اثر شوینده ها در کاهش کشش سطحی آب می باشد ]۴[.
غشاء میکروارگانسیم ها در اثر شوینده ها پاره شده و موجب از بین رفتن آنزیم ها می شود. این موارد در مورد مصرف دترجنتهایی است که ماده مؤثر آن تجزیه شونده نیست. اما مواد مؤثر تجزیه شونده در روشهای تصفیه و دیگر موارد یاد شده اشکالات مهمی به وجود نمی آورد ]۴ و ۳[.
به عنوان طرحی در جهت جلوگیری از پدیده کف کردن، الکیل بنزن سولفونات های خطی LAS در جهان مورد استفاده قرار گرفتند که جایگزین گروه آلکیلی شاخه دار ABS به منظور سهولت تجزیه شدند ]۴ و ۱[. عموماً LAS در مقایسه با ABS سریعتر و شدید تر تجزیه می شود. البته سرعت تجزیه LAS با موقعیت گروه فنیلی تحت تأثیر قرار می گیرد.
از طرفی تولید کنندگان تمام تلاش خود را صرف توسعه مواد خام دترجنت با قابلیت تجزیه بیشتر کردند. یکی از این مواد آلفااولفین سولفونات بدون گروه فنیل (AOS) هستند. AOS به دلیل کارآیی خوب شستشو، مانند پاک کنندگی، قدرت کف کنندگی و خواص آبکشی آن، یکی از بهترین سورفاکتانت ها می باشد. پاک کنندگی AOS نسبت به LAS، در آبهای سخت، کمتر کاهش پیدا می کند. طبق آزمایش های انجام شده بر روی حیوانات، ایمنی AOS اثبات شده است و هیچ مورد غیرعادی در آزمایش مسمومیت مزمن و حاد مشاهده نشده است.
با توجه به بحران نفت در سال ۱۹۷۳ میلادی تمایلات شدیدی برای معرفی سورفاکتانتهایی که از مواد خام طبیعی حاصل شوند پدیدار شد. یکی از این مواد آلفاسولفوفتی اسیدمتیل استر
(a SFme) بود بعدها این ماده نظر سازندگان دترجنت را به دلیل درجه تجزیه پذیری زیاد و قابلیت پایداری در مقابل کلسیم، به عنوان سورفاکتانت آنیونی در دترجنت های بدون فسفات جلب کرد.
a SFMe را می توان از روغن موجود در خرما یا نارگیل به دست آورد. a SFMe ساخته شده از روغن نخل، مواد فعال در سطح آنیونی دارای طول زنجیر الکیل C۱۸, C۱۶, C۱۴ هستند. از دیدگاه قدرت پاک کنندگی، a SFMe با توجه به طول زنجیر کربنی به طریق زیرطبقه بندی می شود:
C۱۶a SFMe>C۱۸a SFMe>C۱۴a SFMe
نتیجه قابل ذکر این است که C۱۶a SFMe و C۱۸a SFMe به طور نسبی قدرت پاک کنندگی بالاتر از مواد فعال سطحی موجود مثل LAS و یا AS را نشان می دهد. قدرت پاک کنندگی تقریبی a SFMe به صورت زیر می باشد:
C۱۶a SFMe, C۱۸a SFMe>LAS(C۱۲)>AS(C۱۲), C۱۴a SFMe
با وجود این، a SFMe هنوز موقعیت سورفاکتانتهای صنعتی LAS و AS را به دست نیاورده است. دلیل اصلی این امر عدم شناخت کافی تکنولوژی سولفوناسیون a SFMe با کیفیت بالاست ]۱[.
نگرانی کنونی محیط زیست بیشتر در مورد سازنده هاست. این مواد مشکل تجزیه زیست محیطی را ندارند بلکه فرآورده های هیدرولیز سازنده ها (ارتوفسفات ها) مسلماً دارای فسفر می باشد که باعث اشکال در فرآیند تغذیه طبیعی می شود ]۴[. آبی که در آن مواد مغذی مانند نیترات و فسفات در اثر تخلیه فاضلاب زیاد باشد محیط خوبی برای رشد بیش از اندازه آلگها خواهد بود.
این آلگها در اثر پدیده فتوسنتز با مصرف مواد غذایی موجود در آب باعث زیاد شدن اکسیژن در محیط می شوند. چون عمر این آلگها کوتاه است و از بین رفتن بیولوژیکی آنها مستلزم صرف مقدار زیادی اکسیژن می باشد، لذا بیلان اکسیژن محیط به هم می خورد و با کاهش این ماده حیاتی، فعل و انفعالات بی هوازی پیشرفت می کند در نتیجه به مرور لجن کف جریانها افزایش یافته و از عمق مفید کانالها کاسته شده و انواع گیاهان در این منطقه رشد می کنند و تمام منطقه به مرداب تبدیل می شود این پدیده EUTROPHICATION نامیده می شود. از سالهای ۱۹۶۸ و ۱۹۶۹ میلادی سر و صدای آلودگی آب در اثر این پدیده در آمریکا بپا خواست و دترجنتهای حاوی فسفات به این جرم محکوم شدند ]۳[.
بنابراین یکی از مهمترین علت های مغذی شدن آب، فسفر ناشی از مصرف دترجنتهای سنتزی خانگی است. برای حل این مسئله و رفع این آلودگی سعی شد که به طور تدریجی فسفات های موجود در دترجنتها را کاهش دهند و مادهٔ دیگری را جایگزین کنند. در یک مطالعه و تحقیق مشترک که توسط تهیه کنندگان زئولیت صورت گرفت، ویژگیهای زئولیت مناسب برای جایگزین شدن و توسعه و ترویج مصرف زئولیت در دترجنتها مطرح شد ]۱[.
زئولیتها، ترکیبات طبیعی یا مصنوعی آلومینیم سیلیکاتها می باشند. ساختمان مولکولی زئولیت یک چهار وجهی با چهار اتم اکسیژن در حول یک اتم سیلیس (SiO۴) می باشد و رئوس این چهاروجهی ها با اشتراک گذاشتن اتم اکسیژن بهم متصل می شوند تا واحدهای ساختمانی کوچک ثانویه را شکل دهند که خود با اتصال به همدیگر دامنه وسیعی از چند وجهی ها را تشکیل می دهند. پس از شناسایی خواص فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد زئولیت توجه بسیاری از محققین علوم مختلف به این رشته جلب گردید و طی ۳۰ سال گذشته توسعه فوق العاده ای در زمینه علوم مختلف پدید آمد. ساختمان و ترکیب شیمیایی زئولیتهای طبیعی و فرمهای اصلاح شده گونه های مختلف، آنها را منابع بالقوه مهمی در زمینه های کاربردی و تحقیقاتی مختلفی از جمله تبادل یون، جذب و واجذب گازها و نیز استفاده به عنوان کاتالیست نموده است ]۶[.
انتخاب زئولیت به عنوان جایگزین فسفاتها به دو خاصیت اساسی متکی می باشد اول ظرفیت تعویض یونی بالا حتی در آب سرد و دوم سرعت جایگزینی بالا که بتواند یونهایی مانند کلسیم را
به سرعت اسیر کند. در میان زئولیتهای سنتز شده انواع A و P و X مشخص شده است که زئولیت A به فرم سدیم (NaA) نسبت به کاتیون کلسیم گزینش پذیری بسیار خوبی دارد ولی نسبت به منیزیم چندان مؤثر نیست در حالیکه زئولیت X تبادل با یون منیزیم را به سرعت و به خوبی انجام می دهد. بنابراین استفاده از مخلوط این دو زئولیت بسیار مؤثر خواهد بود ]۱۰[.
● استفاده از دترجنتهای کنسانتره، راهکاری نوین
در اثر فشارهای محیط زیستی در سراسر دنیا از سال ۱۹۸۷ میلادی انواع جدیدی از دترجنتهای کنسانتره به بازار جهان وارد شد. دترجنتهای کنسانتره هم در حجم و هم در وزن متراکم شده اند و وزنی ۵/۲ به ۴ و حجمی معادل ۱ به ۴ در مقایسه با انواع موجود دارند. استفاده از پودرهای کنسانتره دو مزیت دارد یکی صرفه جویی در انرژی و منابع است و دیگری صرفه جویی در فضای انبارخانه ها، حمل و نقل و فضای لازم در خرده فروشی ها می باشد ]۱[. همراه با ورود دترجنتهای پودری کنسانتره به بازار، مواد افزودنی جدید نظیر سلولز قلیایی و لیپازها قلیایی، فعال کننده برای پراکسید نیز در این زمینه معرفی شدند.
در سالهای اخیر با پیدایش بیماریهایی مانند ایدز و انواع هپاتیت ها و همچنین بازگشت بیماریهای عفونی فراموش شده ای مانند سل و تداخل آن با ویروس ایدز، اهمیت مصرف محصولات بهداشتی بیش از بیش مشخص شده است. به طوری که تحولات عمده ای در نحوه تولید و مصرف فرآورده های شوینده بهداشتی پدید آمده است.
گسترش بیش از حد صنایع صابون و شوینده ها در جهان علیرغم دارا بودن جنبه های مثبت فراوان آلودگی های نوینی را به محیط زیست وارد کرد و توجه مسئولان محیط زیست کشورها را به خود جلب نمود.
ورود شوینده ها به فاضلاب به لحاظ بروز مسائل و عوارض متعدد چون پدیده مغذی شدن و تجزیه ناپذیری گروه سخت شوینده ها و ایجاد کف و ... سبب آلودگی منابع آبی و محیط زیست می شود.
● عهده دار مکاتیات
در این مقاله ترکیب شیمیایی شوینده ها، مشکلات زیست محیطی ناشی از شوینده ها و تأثیرات فسفات در محیط زیست و راهکارهای مقابله با این مشکلات نظیر انتخاب مواد اولیه مناسب، تهیه محصولاتی با کارایی بیشتر، کاهش مواد پرکننده، تجزیه پذیری شوینده ها و تولید محصولات شوینده کنسانتره بررسی و پیشنهادهایی به منظور کاهش اثرات مخرب شوینده ها در محیط زیست ارائه شده است.
● مقدمه
آشنایی با صابون به عنوان اولین پاک کننده به قرنها پیش برمی گردد، ولی رشد جمعیت و توجه انسان به بهداشت موجب شد که تولید صابون با منشأ طبیعی جوابگوی مصرف نباشد. در نتیجه از اوایل قرن نوزدهم میلادی مواد شوینده مصنوعی به نام دترجنت وارد بازار شد ]۱[. استفاده از دترجنتها پس از جنگ جهانی دوم گسترش یافت.
به ترکیباتی که علاوه بر انحلال و پخش در آب قدرت پاک کنندگی آن را افزایش دهند دترجنت گفته می شود. انواع طبیعی پاک کننده ها مثل صابون، گل سرشور و غیره از زمانهای قدیم مورد استفاده قرار گرفته اند ولی آنچه که امروز به نام دترجنت مصرف می شود سنتیک (تولید شده به صورت مصنوعی) می باشد. ورود این مواد در زندگی انسان به سرعت باعث کاهش کاربرد انواع طبیعی پاک کننده ها شده است ]۲[.
کف کردن صابونها در آبی که املاح کلسیم و پتاسیم داشته باشد به تأخیر می افتد در نتیجه این املاح باعث کاهش قدرت پاک کنندگی می شوند. در حالی که این مشکل به علت فرمول خاص دترجنتها تا حدود زیادی برطرف شده است ]۳[.
اجزای شیمیایی یک پاک کننده به طور کلی به سه دسته عمومی طبقه بندی می شود:
۱) سورفاکتانتها (مواد فعال سطحی یا مواد مؤثر)
۲) سازنده ها (پرکننده ها)
۳) مواد متفرقه
سورفاکتانت ها به عنوان عامل خیس کننده عمل کرده کشش سطحی آب را کم می کنند در نتیجه آب بهتر وارد بافت الیاف می گردد. این مواد همچنین ذرات کثیف و آب را به یکدیگر اتصال می دهند.
سازنده ها نقش اصلی در پاک کننده ها دارند و عامل جدا کنندگی هستند. سازنده ها، یون های منیزیم و کلسیم موجود در آب سخت را به شکل یون های بزرگ محلول در آب درمی آورند ]۴[. مواد سازنده خاصیت قلیایی در آب ایجاد می کنند و مانع از نشست مجدد لکه ها می شوند. امروزه بیشترین سازنده های متداول مورد استفاده، پلی فسفات ها هستند ]۴ و ۷[.
پاک کننده ها دارای مواد دیگر مختلفی از قبیل براق کننده ها، عطرها، عوامل ضد خوردگی، آنزیم ها، نرم کننده ها، خوشبو کننده ها و مات کننده ها هستند ]۷[.
دترجنتها اصولاً ترکیبات آلی زنجیره ای کربن دار هستند که دارای ۲ قطب هیدروفیل و لیپوفیل می باشند. قطب هیدروفیل، آب دوست و قطب لیپوفیل، چربی دوست می باشد.
بر اساس خصوصیات قطب هیدروفیل دترجنتها به ۳ گروه تقسیم می شوند ]۳[:
۱) دترجنتهای آنیونی: این ترکیبات در اثر یونیزاسیون در محیط آبی به یونهای منفی که در آن R یک زنجیر کربنی طولانی الکیلی و یک یون مثبت که اغلب سدیم است تفکیک می شوند. بیشترین دترجنت مصرفی در منازل و مصارف عمومی در این گروه قرار دارد ]۳[.
۲) دترجنتهای کاتیونی: این دترجنتها در اثر یونیزاسیون به یونهای مثبت گروه آمونیومی که دافع آب است و گروه یون های منفی جاذب آب تبدیل می شود و دارای قدرت زیاد باکتری کشی
می باشند ]۳[.
۳) دترجنتهای خنثی: این پاک کننده ها از ترکیب چند شاخه اتیلن بر روی یک ریشه ای که دافع آب است حاصل می شود و بهترین مثال از آنها پلی گلیکول اتوالکیل فنل است که قدرت پاک کنندگی شدیدی دارد ]۴[.
شوینده ها بر اساس مواد فعال سطحی به دو دسته سخت و نرم تقسیم می شوند که شوینده های نرم شامل LABS یا الکیل بنزن سولفونات خطی هستند که تجزیه پذیر می باشد. شوینده های سخت که شامل ABS یا الکیل بنزن سولفونات شاخه ای می باشند از این گروه می توان به مشهورترین عامل دودسیل بنزن سولفونات سدیم اشاره کردکه به دلیل داشتن شاخهٔ فرعی در محیط زیست تجزیه نمی شود و سبب آلودگی محیط زیست می گردد ]۴ و ۹[.
در کشورهای پیشرفته با ارتقاء بهداشت و پاکیزه تر شدن محیط زندگی، بدون تردید مصرف پاک کننده ها افزایش یافته و لزوماً با رعایت جنبه های اقتصادی همراه شده است ]۵[. برای ترسیم آینده ای که حتی الامکان کمتر دچار خطا و اشتباه باشد نگرشی بر روند تولید محصولات، تغییرات فرمولاسیون و مصرف مواد اولیه مختلف در سطح جهان ضروری است ]۸[. به طور کلی در کشورهای پیشرفته وضعیت شوینده ها متأثر از تغییراتی در فرمولاسیون محصولات بوده است مثل تمایل به تولید محصولات عاری از فسفات و یا تمایل به ساخت پودرهای سنگین و غیره ]۵[.
● اثرات زیست محیطی شوینده ها و راهکارهای مقابله با آنها
سالهای زیادی است که صنایع صابون و دترجنت به دلیل ایجاد آلودگی هایی در آب مانند آلودگی کف و مغذی شدن توجه مسئولان محیط زیست را به خود جلب نموده است. دترجنتها پس از مصرف به همراه پساب به دریاچه ها یا رودخانه ها ریخته می شوند و بر روی محیط زیست تأثیر مخرب می گذارند. آلودگی محیط زیست ناشی از مصرف دترجنتها بیشتر از نظر دو عامل قابل بررسی است.
۱) اثر مواد مؤثر موجود در دترجنت.
۲) اثر مواد پر کننده موجود در دترجنت.
آثار سوء حیاتی شوینده ها بر محیط زیست عبارتند از:
۱) تجمع کف بر روی آبهای سطحی و جلوگیری از عمل اکسیژن گیری آب
۲) تولید بو و طعم نامطبوع در آب
۳) اثرات سمی بر موجودات زنده مانند انسان، موجودات آبی و گیاهان
۴) تخریب و انهدام اکوسیستم
۵) حذف و کاهش مواد معلق آب در حضور شوینده ها به صورت دلخواه مقدور نیست.
۶) به خودگیری میکروبها بیماری زا و مساعد نمودن شرایط محیطی در جهت شیوع بیماریها
۷) اشکال در امر انعقاد و ته نشینی و صاف کردن آب
۸) وقوع پدیده EUTROFICATION به لحاظ مصرف فسفاتها
۹) تجزیه ناپذیری گروه سخت دترجنتها
۱۰) ایجاد واکنش فیزیولوژیکی در مصرف کننده آب آلوده ]۹ و ۴ [.
به بررسی برخی از مهمترین آثار سوء شوینده ها و راهکارهای مقابله با آنها پرداخته می شود.
همچنان که پاک کننده بیشتری به وسیله پساب به آبهای طبیعی اضافه می شود، کف بیشتری ایجاد می کند که تأثیر به سزایی در محیط زیست دارد. عامل ایجاد کف، سورفاکتانت پاک کننده ها می باشد.
وجود کف در حوضهای هوادهی در تصفیه خانه های فاضلاب میزان انتقال اکسیژن به فاضلاب را به شدت تقلیل می دهد به طوری که گاهی تقلیل راندمان تصفیه در اثر کف دترجنتها به ۸۰ درصد می رسد. در حوضهای ته نشینی اولیه وجود ماده مؤثر دترجنت مانع ته نشینی کامل مواد معلق می شود و چربی موجود در فاضلاب در اثر کف زیاد به سایر قسمتهای تصفیه خانه نیز راه می یابد ]۹[.
ماهیان و آبزیان نیز از آثار سوء شوینده ها بی بهره نیستند زیرا شوینده ها باعث کاهش میزان اکسیژن گیری آب می شوند. شوینده ها قادرند حالت و کیفیت پروتئین را تغییر دهند و متابولسیم باکتری ها را مختل سازند و موجب کندی اعمال حیاتی آنها گردند، این امر ناشی از اثر شوینده ها در کاهش کشش سطحی آب می باشد ]۴[.
غشاء میکروارگانسیم ها در اثر شوینده ها پاره شده و موجب از بین رفتن آنزیم ها می شود. این موارد در مورد مصرف دترجنتهایی است که ماده مؤثر آن تجزیه شونده نیست. اما مواد مؤثر تجزیه شونده در روشهای تصفیه و دیگر موارد یاد شده اشکالات مهمی به وجود نمی آورد ]۴ و ۳[.
به عنوان طرحی در جهت جلوگیری از پدیده کف کردن، الکیل بنزن سولفونات های خطی LAS در جهان مورد استفاده قرار گرفتند که جایگزین گروه آلکیلی شاخه دار ABS به منظور سهولت تجزیه شدند ]۴ و ۱[. عموماً LAS در مقایسه با ABS سریعتر و شدید تر تجزیه می شود. البته سرعت تجزیه LAS با موقعیت گروه فنیلی تحت تأثیر قرار می گیرد.
از طرفی تولید کنندگان تمام تلاش خود را صرف توسعه مواد خام دترجنت با قابلیت تجزیه بیشتر کردند. یکی از این مواد آلفااولفین سولفونات بدون گروه فنیل (AOS) هستند. AOS به دلیل کارآیی خوب شستشو، مانند پاک کنندگی، قدرت کف کنندگی و خواص آبکشی آن، یکی از بهترین سورفاکتانت ها می باشد. پاک کنندگی AOS نسبت به LAS، در آبهای سخت، کمتر کاهش پیدا می کند. طبق آزمایش های انجام شده بر روی حیوانات، ایمنی AOS اثبات شده است و هیچ مورد غیرعادی در آزمایش مسمومیت مزمن و حاد مشاهده نشده است.
با توجه به بحران نفت در سال ۱۹۷۳ میلادی تمایلات شدیدی برای معرفی سورفاکتانتهایی که از مواد خام طبیعی حاصل شوند پدیدار شد. یکی از این مواد آلفاسولفوفتی اسیدمتیل استر
(a SFme) بود بعدها این ماده نظر سازندگان دترجنت را به دلیل درجه تجزیه پذیری زیاد و قابلیت پایداری در مقابل کلسیم، به عنوان سورفاکتانت آنیونی در دترجنت های بدون فسفات جلب کرد.
a SFMe را می توان از روغن موجود در خرما یا نارگیل به دست آورد. a SFMe ساخته شده از روغن نخل، مواد فعال در سطح آنیونی دارای طول زنجیر الکیل C۱۸, C۱۶, C۱۴ هستند. از دیدگاه قدرت پاک کنندگی، a SFMe با توجه به طول زنجیر کربنی به طریق زیرطبقه بندی می شود:
C۱۶a SFMe>C۱۸a SFMe>C۱۴a SFMe
نتیجه قابل ذکر این است که C۱۶a SFMe و C۱۸a SFMe به طور نسبی قدرت پاک کنندگی بالاتر از مواد فعال سطحی موجود مثل LAS و یا AS را نشان می دهد. قدرت پاک کنندگی تقریبی a SFMe به صورت زیر می باشد:
C۱۶a SFMe, C۱۸a SFMe>LAS(C۱۲)>AS(C۱۲), C۱۴a SFMe
با وجود این، a SFMe هنوز موقعیت سورفاکتانتهای صنعتی LAS و AS را به دست نیاورده است. دلیل اصلی این امر عدم شناخت کافی تکنولوژی سولفوناسیون a SFMe با کیفیت بالاست ]۱[.
نگرانی کنونی محیط زیست بیشتر در مورد سازنده هاست. این مواد مشکل تجزیه زیست محیطی را ندارند بلکه فرآورده های هیدرولیز سازنده ها (ارتوفسفات ها) مسلماً دارای فسفر می باشد که باعث اشکال در فرآیند تغذیه طبیعی می شود ]۴[. آبی که در آن مواد مغذی مانند نیترات و فسفات در اثر تخلیه فاضلاب زیاد باشد محیط خوبی برای رشد بیش از اندازه آلگها خواهد بود.
این آلگها در اثر پدیده فتوسنتز با مصرف مواد غذایی موجود در آب باعث زیاد شدن اکسیژن در محیط می شوند. چون عمر این آلگها کوتاه است و از بین رفتن بیولوژیکی آنها مستلزم صرف مقدار زیادی اکسیژن می باشد، لذا بیلان اکسیژن محیط به هم می خورد و با کاهش این ماده حیاتی، فعل و انفعالات بی هوازی پیشرفت می کند در نتیجه به مرور لجن کف جریانها افزایش یافته و از عمق مفید کانالها کاسته شده و انواع گیاهان در این منطقه رشد می کنند و تمام منطقه به مرداب تبدیل می شود این پدیده EUTROPHICATION نامیده می شود. از سالهای ۱۹۶۸ و ۱۹۶۹ میلادی سر و صدای آلودگی آب در اثر این پدیده در آمریکا بپا خواست و دترجنتهای حاوی فسفات به این جرم محکوم شدند ]۳[.
بنابراین یکی از مهمترین علت های مغذی شدن آب، فسفر ناشی از مصرف دترجنتهای سنتزی خانگی است. برای حل این مسئله و رفع این آلودگی سعی شد که به طور تدریجی فسفات های موجود در دترجنتها را کاهش دهند و مادهٔ دیگری را جایگزین کنند. در یک مطالعه و تحقیق مشترک که توسط تهیه کنندگان زئولیت صورت گرفت، ویژگیهای زئولیت مناسب برای جایگزین شدن و توسعه و ترویج مصرف زئولیت در دترجنتها مطرح شد ]۱[.
زئولیتها، ترکیبات طبیعی یا مصنوعی آلومینیم سیلیکاتها می باشند. ساختمان مولکولی زئولیت یک چهار وجهی با چهار اتم اکسیژن در حول یک اتم سیلیس (SiO۴) می باشد و رئوس این چهاروجهی ها با اشتراک گذاشتن اتم اکسیژن بهم متصل می شوند تا واحدهای ساختمانی کوچک ثانویه را شکل دهند که خود با اتصال به همدیگر دامنه وسیعی از چند وجهی ها را تشکیل می دهند. پس از شناسایی خواص فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد زئولیت توجه بسیاری از محققین علوم مختلف به این رشته جلب گردید و طی ۳۰ سال گذشته توسعه فوق العاده ای در زمینه علوم مختلف پدید آمد. ساختمان و ترکیب شیمیایی زئولیتهای طبیعی و فرمهای اصلاح شده گونه های مختلف، آنها را منابع بالقوه مهمی در زمینه های کاربردی و تحقیقاتی مختلفی از جمله تبادل یون، جذب و واجذب گازها و نیز استفاده به عنوان کاتالیست نموده است ]۶[.
انتخاب زئولیت به عنوان جایگزین فسفاتها به دو خاصیت اساسی متکی می باشد اول ظرفیت تعویض یونی بالا حتی در آب سرد و دوم سرعت جایگزینی بالا که بتواند یونهایی مانند کلسیم را
به سرعت اسیر کند. در میان زئولیتهای سنتز شده انواع A و P و X مشخص شده است که زئولیت A به فرم سدیم (NaA) نسبت به کاتیون کلسیم گزینش پذیری بسیار خوبی دارد ولی نسبت به منیزیم چندان مؤثر نیست در حالیکه زئولیت X تبادل با یون منیزیم را به سرعت و به خوبی انجام می دهد. بنابراین استفاده از مخلوط این دو زئولیت بسیار مؤثر خواهد بود ]۱۰[.
● استفاده از دترجنتهای کنسانتره، راهکاری نوین
در اثر فشارهای محیط زیستی در سراسر دنیا از سال ۱۹۸۷ میلادی انواع جدیدی از دترجنتهای کنسانتره به بازار جهان وارد شد. دترجنتهای کنسانتره هم در حجم و هم در وزن متراکم شده اند و وزنی ۵/۲ به ۴ و حجمی معادل ۱ به ۴ در مقایسه با انواع موجود دارند. استفاده از پودرهای کنسانتره دو مزیت دارد یکی صرفه جویی در انرژی و منابع است و دیگری صرفه جویی در فضای انبارخانه ها، حمل و نقل و فضای لازم در خرده فروشی ها می باشد ]۱[. همراه با ورود دترجنتهای پودری کنسانتره به بازار، مواد افزودنی جدید نظیر سلولز قلیایی و لیپازها قلیایی، فعال کننده برای پراکسید نیز در این زمینه معرفی شدند.
فاكتورهاي فيزيكي موثر بر روي عملكرد بركه ها - سه شنبه پنجم بهمن 1389
فاكتورهاي موثر در تصفيه در بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
انواع بركه هاي تثبيت (2) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
انواع بركه هاي تثبيت (1) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مقايسه مزايا و معايب فرايندهاي مختلف تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
معايب بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مزاياي بركه هاي تثبيت فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
لزوم تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مزاياي سيستم بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
ملاحظات كلي در انتخاب فرايند تصفيه - سه شنبه پنجم بهمن 1389
استانداردهاي پساب (2) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
استانداردهاي پساب (1) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
فرايندهاي قابل كاربرد در تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
تعريف و اهداف تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
ميكروارگانيسم هاي بيماري زاي موجود در فاضلاب و خطرات بهداشتي آنها - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مواد آلاينده موجود در فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
ضد عفوني كننده پرتابل ازن - سه شنبه پنجم بهمن 1389
سپتیک تانک (SEPTIC TANKS) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
ضوابط فنی بررسی و تصویب طرحهای اصلاح و بازسازی و افزایش ظرفیت تصفیه خانه های آب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
آب دردامداريها - سه شنبه پنجم بهمن 1389
آب مقطر - سه شنبه پنجم بهمن 1389
آیامیدانید آب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
نیترات آب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
فلزات سنگين - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مصرف آب تصفیه شده درمرغداریها - سه شنبه پنجم بهمن 1389
نگاهي به تصفيه خانه فاضلاب شهر بيستون - سه شنبه پنجم بهمن 1389
تصفیه خانه های آب تهران - سه شنبه پنجم بهمن 1389
کاربرد لوله های کراس بجای لوله های فلزی و پلی اتیلن در صنایع آب و فاضلاب - دوشنبه چهارم بهمن 1389
فاضلاب - دوشنبه چهارم بهمن 1389
بررسی مضرات آرسنيك در آب آشامیدنی - دوشنبه چهارم بهمن 1389
پيش تصفيه - دوشنبه چهارم بهمن 1389
شاخص ها و معیارهای ارزیابی تصفیه خانه های آب - دوشنبه چهارم بهمن 1389
آلودگی آبهای زیرزمینی - دوشنبه چهارم بهمن 1389
آب تنها گندزدایی می‌شود نه تصفیه - یکشنبه سوم بهمن 1389
پمپ شناور - یکشنبه سوم بهمن 1389
تصفیه بیولوژیکی پسآب صنعتی در پتروشیمی آبادان - یکشنبه سوم بهمن 1389
آب ، الفبای محیط زیست - یکشنبه سوم بهمن 1389
انواع روش هاي بيولوژيکي تصفيه فاضلاب هاي صنعتي - یکشنبه سوم بهمن 1389
آلودگی با سرب باعث افزایش رفتارهای خشونت آمیز می گردد. - یکشنبه سوم بهمن 1389
دستورالعمل شست و شو و گندزدایی مخازن آب شرب - یکشنبه سوم بهمن 1389
آب نفت دوم - شنبه دوم بهمن 1389
هتروتروف ها را بهتر بشناسیم - شنبه دوم بهمن 1389
ضرورت بررسی استراتژی های جدید برای گندزدایی - شنبه دوم بهمن 1389
دفعات نمونه برداری به منظور آزمايش باکتريولوژیک - شنبه دوم بهمن 1389
سيستم ازن - شنبه دوم بهمن 1389
کلیات آزمون های کنترل کیفی آب - شنبه دوم بهمن 1389
روش لجن فعال - شنبه دوم بهمن 1389
دستورالعمل مدیریت کلرزنی آب در روستاها - شنبه دوم بهمن 1389
انترباکتریاسیه Enterobacteria ceae - شنبه دوم بهمن 1389