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
,.
خطرات دی‌اکسین‌ها و فونال‌ها در آب آشامیدنی
۱۴۰۴/۰۲/۱۲
16:7
|
۱. خطرات دی‌اکسین‌ها و فونال‌ها در آب آشامیدنی
ساختار و ماهیت شیمیایی
دی‌اکسین‌ها (PCDDs) و فونال‌ها (PCDFs) گروهی از ترکیبات کلردار آلی پایدار و چربی‌دوست هستند.
بیش از ۲۰۰ گونهٔ متفاوت، که ۷۷ نوع PCDD و ۱۳۰ نوع PCDF وجود دارند.
سمی‌ترین گونه معمولاً 2,3,7,8‑TCDD (به‌عنوان عامل مرغ فاجعه) است.
ویژگی‌های محیطی
پایداری بالا: مقاومت در برابر تجزیه حرارتی و شیمیایی
چربی‌دوستی: تمایل به جذب در رسوبات آلی و زیست‌توده آبزیان
زیست‌تجمع و زیست‌فراگیر: صعود در زنجیرهٔ غذایی و غلظت بالاتر در گوشت و چربی ماهی
اثرات زیستی–سومی
سرطان‌زایی: گروه 1 IARC، مرتبط با سرطان‌های کبد، ریه، پوست و لنفوم
اختلالات غدد درون‌ریز: اثر بر متابولیسم استروژن و تیروئید
نوزادان و کودکان: تأخیر در رشد، نقص عصبی–رفتاری، اختلال ایمنی
سیستم ایمنی و تولید مثل: کاهش سلول‌های دفاعی، اختلال باروری، سقط جنین
۲. شیوه‌های تصفیه و حذف
جذب سطحی (Adsorption)
کربن فعال دانه‌ای (GAC) و کربن فعال پودری (PAC): کارآیی بالا در حذف دی‌اکسین‌ها تا > 90 ٪
رزین‌های زیستی اصلاح‌شده: افزایش ظرفیت جذب با افزودن گروه‌های قطبی
اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون
RO: حذف > ۹۵ ٪، اما نیازمند پیش‌تصفیه برای کاهش گرفتگی ممبران
NF: حذف مولکول‌های بالای 200–300 دالتون، مناسب برای دی‌اکسین‌ها
اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)
UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂: تخریب پیوند کلر–آگزیژن و شکست حلقه دی‌اکسینی
TiO₂ فوتوکاتالیز: اکسیداسیون سطحی زیر تابش UV
فرآیندهای حرارتی–شیمیایی
جوشش (Thermal Desorption): استخراج دی‌اکسین‌ها از رسوبات و کربن فعال
پیرولیز کنترل‌شده: تخریب در دماهای بالا زیر احتراق کامل
بیورمدیشن و بیواوغلاسیون
باکتری‌ها و قارچ‌های خاص (Dehalococcoides, Phanerochaete chrysosporium)
افزودن مواد جاذب آلی (پپتید، سوبسترا) جهت افزایش قابلیت دسترسی میکروبی
الکتروشیمی
الکترودپلیمریزاسیون برای اکسایش و احیای گونه‌های کلردار
الکترودهای پوشش‌دار با نانوذرات برای تخریب الکتروشیمیایی
۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی
GC–HRMS (Gas Chromatography–High Resolution Mass Spectrometry)
استاندارد طلایی: تفکیک گونه‌ها بر اساس وزن دقیق و الگوهای ایزوتوپی
حد تشخیص ng/L (پیکوگرم بر لیتر)
GC–MS/MS
تفکیک و تشخیص دو مرحله‌ای، حساسیت بالا و حذف تداخل‌های ماتریسی
Bioassayها (DR‑CALUX, XenoScreen)
سلول‌های گزارشگر با بیان ژن لوکالیزر در برابر لیگاندهای AhR
غربالگری سریع برای برآورد TEQ (Toxic Equivalency)
ELISA
کیت‌های ایمونوسانتی‌فیکسی برای غربالگری اولیه
حساسیت کمتر از GC–MS، اما سریع و کم‌هزینه
Passive Samplers (SPMD, POCIS)
جذب دی‌اکسین‌ها از گذر زمان بر روی میکروجلی
مناسب پایش بلندمدت آب‌های سطحی و زیرسطحی
۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی
طعم و بو
دی‌اکسین‌ها و فونال‌ها در غلظت‌های محیطی هیچ طعم یا بوی قابل‌تشخیصی ندارند.
تغییر رنگ یا کدورت
مولکول‌های دی‌اکسینی در آب شفاف باقی می‌مانند؛ هیچ تغییر ظاهری ایجاد نمی‌کنند.
رسوب‌دهی شیمیایی ساده
با افزودن کربن فعال و سپس مشاهده تیرگی یا رنگ‌گرفتن آن می‌توان به وجود آلودگی آلی پی برد ولی غیرکمی است.
۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته
سنسورهای نانوفناوری
نانوذرات طلا یا نقره پوشش‌دار با لیگاندهای خاص برای پیوند با حلقه‌های کلردار → تغییر جذب سطحی
حسگرهای الکتروشیمیایی پرتابل
الکترودهای پوشش‌داده‌شده با پلی‌پیرول و مولکول‌های زیستی (MIP)
Microfluidic & µPADs
دستگاه‌های کاغذی میکروفلوئیدیک با مناطق جذب PAC و معرف رنگ‌سنج، مناسب میدانی
تحلیل طیفی FT‑IR/ATR
شناسایی باندهای ارتعاشی C–Cl و ساختار آریل–اکسیژن در نمونه‌های کنسانتره
۶. علائم و نشانه‌های محیطی
تجمع در رسوبات
لایه‌های پلکانی با غلظت بالا در ته‌نشین‌های مناطق صنعتی (سوزاندن زباله، پالایش نفت)
اثر بر آبزیان و زنجیره غذایی
تجمع TEQ بالا در چربی ماهی‌های شکارچی (ماهی تن، مارلین)
بروز تغییرات رفتاری و رشد ناقص بچه‌ماهی‌ها
شاخص‌های زیستی (Biomarkers)
فعالیت ↑ CYP1A1 در ماهی‌ها و کامبینادورهای دریایی
تغییر بیان ژن AhR و تولید ROS در نمونه‌های بیولوژیک
منابع آلاینده
سوزاندن پسماندهای کلردار، تولید مواد شیمیایی کلردار (پلی‌وینیل کلراید)، معادن آلومینیوم و کاغذسازی
جمع‌بندی مهندسی:
دی‌اکسین‌ها و فونال‌ها به‌دلیل پایداری و سمیت بالا، نیازمند سیستم‌های تصفیهٔ چندمرحله‌ای «جذب سطحی با GAC/PAC + اکسیداسیون پیشرفته + اسمز معکوس/نانوفیلتراسیون» و پایش دقیق با GC–HRMS و بیواسی‌ها هستند. روش‌های میدانی مبتنی بر ELISA و سنسورهای نانوفناوری می‌توانند غربالگری سریع انجام دهند، ولی تأیید نهایی باید در آزمایشگاه با تجهیزات دقیق صورت گیرد.