مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات فتالات‌ها (Phthalates) در آب آشامیدنی

• ساختار و گونه‌های معمول

  • فتالات‌ها استرهای اسید فتالیک با الکل‌های مختلف:

    • دی‌اتیل فتالات (DEP)

    • دی‌بوتیل فتالات (DBP)

    • دی‑(۲‑اتیل‌هگزیل)فتالات (DEHP)

  • چربی‌دوست و نسبتاً پایدار در محیط آبی (log Kow: 2–8 بسته به زنجیره جانبی).

• جذب و زیست‌تجمع

  • Kd متوسط (۱–۳۰۰ L/kg)؛ تمایل به خوردگی لوله‌های PVC و مهاجرت از پلاستیک‌های بسته‌بندی

  • زیست‌تجمع پایین در ماهی‌ها ولی تجمع در رسوبات و ذرات معلق

• سمیت و اثرات بهداشتی

  • اختلال غدد درون‌ریز: شبیه‌سازی استروژن (EDC)، کاهش کیفیت اسپرم و اثر بر تکوین جنینی

  • سمیت حاد: تحریک پوست و مخاط با غلظت‌های بالا (> mg/L)

  • سمیت مزمن: افزایش خطر اختلالات متابولیک، تأخیر رشد در کودکان، احتمال سرطان‌های کبد و بیضه (مطالعات حیوانی)

• استانداردها و راهنمایی‌ها

  • WHO: برای DEHP حدود 8 µg/L (TDI بر پایه وزن بدن) پیشنهاد شده.

  • EPA آمریکا: توصیه به پایین نگه داشتن DEHP زیر 6 µg/L (MCLG) و 48 µg/L (MCL).

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف فتالات‌ها

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف DEHP تا > 90 ٪، برای DEP و DBP کمی کمتر.

   • رزین‌های تبادل یونی غیرقطبی: جذب گزینشی استرها؛ امکان احیا با حلال مناسب.

2. اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF)

   • RO: حذف ۹۰–۹۸ ٪ کلی فتالات‌ها.

   • NF: حذف ۶۰–۸۰ ٪ بسته به وزن مولکولی.

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂: شکست پیوند استری → تشکیل اسید فتالیک و الکل‌های جانبی → کربوکسیلاسیون نهایی.

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂): تخریب ۷۰–۹۰ ٪ در pH 3–5.

4. بیورمدیشن (Bioremediation)

   • باکتری‌های Sphingomonas، Rhodococcus و قارچ‌های Phanerochaete chrysosporium: هیدرولیز استر و متابولیسم اسید فتالیک.

   • بسترهای متحرک هوازی در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب.

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. GC–MS (EPA Method 8270D یا 8061A)

   • استخراج جامد–مایع (SPE/LLE)، تفکیک و شناسایی DEP, DBP, DEHP؛ حد تشخیص ~ ng/L–µg/L.

2. LC–MS/MS

   • بدون نیاز به مشتق‌سازی، تفکیک همزمان استرها و هیدرولیزات اسید فتالیک؛ حد تشخیص ~ 0.1 µg/L.

3. HPLC–UV

   • مشتق‌سازی کمتر، تشخیص UV برای DEP/DBP در λ≈230–260 nm؛ حد تشخیص ~ 0.5 µg/L.

4. ELISA Kits

   • کیت‌های ایمونوسانتی‌فیکسی برای DEHP و DBP: غربالگری سریع با حد تشخیص ~ 1–5 µg/L.

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • فتالات‌ها در غلظت‌های موثر بی‌بو و بی‌طعمند؛ هیچ علامت حسی مستقیمی ندارند.

• رنگ و کدورت:

  • آب حاوی فتالات شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند؛ تغییری در ظاهر ایجاد نمی‌کند.

• آزمون میدانی ساده

  • عبور نمونه از کارتریج کربن فعال و مشاهده تیرگی جذب شده توسط کربن (نشانهٔ آلودگی آلی کلی).

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست میدانی (Test Strips)

   • اندیکاتورهای یونی-سلیکون پوشش‌دار با لیگاندهای استری: تغییر رنگ نیمه‌کمی (محدوده µg/L).

2. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • واکنش اسیدی استرها با کاتالیست اسیدی قوی بر روی کاغذ → تغییر رنگ منطقه‌ای؛ خوانش موبایلی.

3. Passive Samplers (POCIS)

   • جذب تدریجی DEP/DBP/DEHP روی رزین پلیمر در دوره ۷–۱۴ روز → کنسانتره‌سازی برای LC–MS/MS.

4. سنسورهای الکتروشیمیایی

   • الکترودهای پوشش‌دار با MIP برای DEHP: پاسخ جریان اکسیداسیون استر.

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود فتالات‌ها

• منابع آلاینده

  • رواناب از محل‌های دفن زباله پلاستیکی، صنایع PVC، کارخانه‌های بسته‌بندی مواد غذایی، کارگاه‌های تولید پلاستیک.

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • سمیت حاد برای Daphnia magna در غلظت‌های > 100 µg/L (LC₅₀ برای DBP≈4 mg/L).

  • اختلال در تولیدمثل ماهیان و بی‌مهرگان (کاهش تعداد تخم، اختلالات هورمونی).

• شاخص‌های بیوشیمیایی

  • افزایش آنزیم‌های استرآز و گلوکورونید ترانسفراز در بافت ماهی‌ها و بی‌مهرگان.

  • تغییر بیان ژن‌های گیرنده استروژن در ارگانیسم‌های آبزی.

جمع‌بندی مهندسی:
فتالات‌ها به‌دلیل بی‌بو/بی‌رنگ بودن و اثرات قوی EDC، نیازمند پایش دوره‌ای با روش‌های دقیق GC–MS یا LC–MS/MS و به‌کارگیری سامانه‌های چندمرحله‌ای «Adsorption (GAC/Resin) + AOP + Bioremediation + RO/NF» برای حذف مؤثر هستند. در میدانی می‌توان از ELISA kits، test strips و passive samplers برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را جهت تأیید قطعی به آزمایشگاه‌های مرجع ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب