مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات بروموات (BrO₃⁻) در آب آشامیدنی

• منشاء و شکل‌گیری:

  • بروموات عمدتاً در فرایند ازن‌زنی آب (O₃) از اکسید شدن برمید (Br⁻) تشکیل می‌شود.

  • در شرایط pH قلیایی و غلظت بالای Br⁻ و زمان تماس طولانی با ازن، میزان BrO₃⁻ افزایش می‌یابد.

• سازگاری محیطی و رفتار:

  • آنیون محلول و پایدار؛ در غلظت‌های معمول (< µg/L) بدون تغییر رنگ، بو یا طعم است.

  • نسبتاً غیرفرار؛ در شرایط عادی تبخیر نمی‌شود.

• سمیت و اثرات بر سلامت

  • گروه 2B IARC (احتمالاً سرطان‌زا برای انسان)

  • مطالعات حیوانی نشان‌دهنده افزایش تومور کلیه و تیروئید در مواجهات طولانی‌مدت

  • در انسان: ارتباط با اختلالات کلیوی، فشار خون بالا و احتمال سرطان دستگاه ادراری

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO: ۱۰ µg/L

  • EPA آمریکا: ۱۰ µg/L (Maximum Contaminant Level)

  • اتحادیه اروپا: ۱۰ µg/L

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف بروموات

1. تخفیف شیمیایی (Chemical Reduction)

   • افزودن سولفیت سدیم (Na₂SO₃) یا سولفیت کلسیم برای احیای BrO₃⁻ به Br⁻

   • کنترل دقیق دوز و pH (حدود 7–8) برای جلوگیری از تولید بیش‌از‌حد محصولات جانبی

2. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف تا ۵۰–۹۰ ٪ بسته به زمان تماس و دمای آب

   • رزین‌های تبادل یونی آنیونی: جذب کرومات‌مانند BrO₃⁻ و جایگزینی با Cl⁻ یا OH⁻

3. اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون

   • RO: حذف > ۹۵ ٪ بروموات

   • NF: بسته به ممبران و شرایط عملکرد، حذف ۷۰–۹۰ ٪

4. فرآیندهای بیولوژیکی (Biological Treatment)

   • واکنشگرهای بی‌هوازی (Anoxic Bioreactors) با بستر ریخته‌گر حامل میکروارگانیسم احیاکننده

   • حذف تا ۸۰–۹۰ ٪ در زمان ماند مناسب

5. فرآیندهای الکتروشیمیایی

   • الکترولیز با الکترودهای گرافیتی یا طلا → احیای الکتروشیمیایی BrO₃⁻

   • امکان بازیابی هم‌زمان تولید برق کوچک

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. Ion Chromatography (IC)

   • تفکیک آنیونی با ستونی خاص و تشخیص با کنداکتیویتی/UV

   • حد تشخیص ~ ۰.۵–۱ µg/L

2. IC–MS (Coupled with Mass Spectrometry)

   • افزایش دقت و حساسیت تا < ۰.۱ µg/L

3. سپرکتروفتومتری رنگ‌سنج (Colorimetric)

   • واکنش با پروکسید هیدروژن و پرفنات سدیم → تولید رنگ زرد/نارنجی

   • اندازه‌گیری در λ ≈ 352 nm، حد تشخیص ~ ۵ µg/L

4. EPA Method 317

   • استخراج با محیط آبی/آلی + آنالیز IC

5. Electrochemical Sensors

   • الکترودهای پوشش‌دار با نانوذرات طلا یا رزین‌های MIP → اندازه‌گیری مستقیم جریان احیا

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو:

  • BrO₃⁻ بی‌بو و بی‌طعم است؛ هیچ نشانه حسی ندارد.

• تغییر رنگ یا کدورت:

  • در غلظت‌های معمول، رنگ آب شفاف باقی می‌ماند.

• آزمون میدانی ساده

  • افزودن منبع احیاگر (مثل پودر سولفیت) و مشاهده کاهش رنگ معرف رنگ‌سنج (غیرکمی و تقریبی)

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست (Test Strips)

   • پوشش حاوی معرف‌های احیاگر و رنگ‌سنج → تغییر رنگ خفیف در حضور BrO₃⁻ (محدوده ppm)

2. دستگاه‌های میکروفلوئیدیک کاغذی (µPADs)

   • واکنش‌های منطقه‌ای احیا و تولید رنگ روی کاغذ → خوانش موبایلی

3. سنسورهای نانوالیاف و نانوکرم

   • فیبرهای نانوپلیمر با گروه‌های عاملی تیول یا آمینی → تغییر مقاومت/جریان

4. پسیو سمپلرها (POCIS)

   • جذب پیوسته BrO₃⁻ در رزین آنیونی برای پایش بلندمدت

۶. علائم و نشانه‌های محیطی حضور بروموات

• منشأ صنعتی و شهری

  • نزدیکی به تصفیه‌خانه‌های با ازن‌زنی، سیستم‌های آبیاری با آب ازن‌زده

• اثر بر آبزیان

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

  • اختلالات رشد در جلبک‌ها و پلانکتون‌ها

• شاخص‌های هیدروژئوشیمیایی

  • نسبت بالای BrO₃⁻ به Br⁻ (> ۰.۰۵) در آب‌های پس از ازن‌زنی

• نشانه‌های کلیدی در رسوبات

  • تجمع Br⁻ احیاشده در رسوبات کنار خطوط انتقال آب ازن‌زده

خلاصه مهندسی:
به‌دلیل بی‌بو و پایدار بودن BrO₃⁻، پایش کمی با روش‌های IC یا الکتروشیمیایی و به‌کارگیری راهبردهای ترکیبی «تخفیف شیمیایی + جذب سطحی + غشا (RO/NF) + بیولوژی» برای حذف مؤثر و ایمن بروموات از آب آشامیدنی ضروری است. در موارد میدانی می‌توان از µPADها یا نوارهای تست برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را جهت آنالیز دقیق به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب