مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات پلی‌سیکلیک آروماتیک هیدروکربن‌ها (PAHs) در آب آشامیدنی

• شیمی و منابع

  • PAHها ترکیبات آلی ساخته‌شده از دو یا چند حلقه بنزنی جوش‌خورده هستند (مثلاً بنزو[a]پیرن، نفتالین، فلورن).

  • منشأ: ناقص‌سوزی سوخت‌های فسیلی (زغال، نفت، گاز)، انتقال پساب صنایع پتروشیمی و تصفیه‌شده‌های شهری، رواناب شهرنشینی و آتش‌سوزی جنگل‌ها.

• ویژگی‌های محیطی

  • چربی‌دوستی بالا (Kow≈10³–10⁶): تمایل به جذب در رسوبات و زیست‌توده

  • پایداری نسبی: نیمه‌عمر چند روز تا چند هفته در آب

  • تغییرپذیری گونه‌ای: PAHهای سنگین‌تر سمی‌تر و پایدارترند

• اثرات بهداشتی

  • سرطان‌زایی (IARC گروه 1 برای بنزو[a]پیرن): سرطان پوست، ریه، مثانه

  • اختلالات ژنتیکی و جهش‌زایی: DNA آدکت‌های تنشن ایجاد می‌کنند

  • سمیت حاد و مزمن: آسیب کبدی، اختلال سیستم ایمنی، در مواجهه مزمن اختلالات تنفسی

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف PAHها

1. جذب سطحی با کربن فعال (GAC/PAC)

   • حذف ۷۰–۹۵ ٪ بسته به وزن مولکولی و زمان تماس

2. اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون

   • RO حذف > ۹۰ ٪ PAHها

   • NF حذف ۵۰–۸۰ ٪ بسته به ممبران

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • O₃/H₂O₂ یا UV/H₂O₂: شکست آروماتیک و تخریب PAH به CO₂

   • Fenton’s Reagent (Fe²⁺/H₂O₂) یا TiO₂ فوتوکاتالیز

4. هوادهی و هواگیری (Air Stripping)

   • برای PAHهای سبک (نفتالین، آنتران) مؤثر؛ حذف ۶۰–۸۰ ٪

5. بیورمدیشن

   • باکتری‌ها و قارچ‌های تخریب‌کننده (مثلاً Mycobacterium, Phanerochaete chrysosporium)

   • راکتور زیستی غشایی یا بستر متحرک آهسته

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. GC–MS (EPA Method 8270D)

   • استخراج جامد–مایع (Soxhlet/LLE) یا جامد–فاز مایکروظرف (SPME) → تفکیک و شناسایی PAHها

   • حد تشخیص ~ ng/L–µg/L بسته به نمونه

2. HPLC–FLD (Fluorescence Detection)

   • مشتق‌سازی یا مستقیم با فلورسانس چندحالته → حساسیت بالا برای PAHهای سنگین

3. GC–MS/MS

   • حذف تداخل‌های ماتریسی؛ دقت و صحت افزوده

4. Immunoassay Kits (ELISA)

   • تست‌های سریع میدانی برای بنزو[a]پیرن و برخی PAHها؛ حد تشخیص ~ ng/L

5. UV–Vis/Spectrofluorimetry

   • استخراج و اندازه‌گیری فلورسانس در λ≈290–450 nm؛ ارزان و سریع ولی با تداخل

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • PAHها در غلظت‌های µg/L بی‌بو و بی‌طعم‌اند؛ تنها در ppm بالا ممکن است بوی روغنی یا تلخ ضعیف حس شود.

• رنگ و ظاهر:

  • آب حاوی PAH شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند.

• آنجکت کردن کربن فعال

  • اضافه کردن کربن فعال به حجم نمونه و مشاهده تیرگی کربن پس از جذب نشانگر آلودگی آلی کلی

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

• نوارهای تست میدانی (Passive Samplers)

  • بستر رزینی یا کربن فعال برای جذب پیوسته و اندازه‌گیری LC–MS بعدی

• µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

  • مناطق واکنش آنیونی با کمپلکس‌های فلورسانت برای PAHهای سبک

• سنسورهای الکتروشیمی نانوالیاف

  • الکترودهای پوشش‌دار با گرافن/نانوذرات فلز برای پاسخ جریان اکسیداسیون PAH

• FT‑IR/ATR

  • تحلیل رسوبات کنسانتره‌شده برای باندهای C–H آروماتیک در λ≈3050 cm⁻¹

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود PAHها

• تجمع در رسوبات

  • لایه‌های گل‌آلود کنار مجاری خروجی صنایع، گودال‌های جمع‌آوری رواناب

• اثر بر آبزیان

  • سمیت حاد برای Daphnia magna در غلظت‌های > ۱۰۰ µg/L

  • اختلال در رشد لارو ماهی‌ها و تجمع در بافت چربی ماهیان شکارچی

• شاخص‌های زیستی (Bioindicators)

  • افزایش بیان ژن‌های متابولیزه‌کننده آروماتیک (CYP450) در گونه‌های آبزی

  • تجمع PAHها در برگ‌های جلبک و ماکروفیت‌ها

• منابع آلاینده

  • نزدیکی به ایستگاه‌های خدماتی، پالایشگاه‌ها، محل‌های دفع زباله‌های سوختی

جمع‌بندی مهندسی:
با توجه به چربی‌دوستی و پایداری PAHها، پایش دقیق با روش‌های حساس GC–MS یا HPLC–FLD و به‌کارگیری روش‌های ترکیبی «جذب سطحی + AOP + RO + بیورمدیشن» برای حذف مؤثر ضروری است. در میدانی می‌توان از kits ایمنوسانتی‌فیکسی و passive samplers برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را جهت تأیید دقیق به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب