مرجع تخصصی آب و فاضلاب

خطرات سرب (Pb) در آب آشامیدنی

• سم‌شناسی و تأثیرات بر سلامتی

  • تجمع در بافت‌ها (عموماً استخوان‌ها و کلیه‌ها) و اثرات مزمن: اختلال در عملکرد کلیه، فشار خون بالا، ناباروری و آرتریت.

  • اثرات عصبی به‌ویژه در کودکان: کاهش ضریب هوشی (IQ)، اختلال در یادگیری، بیش‌فعالی و تأخیر در رشد عصبی–حرکتی.

  • دوزهای حاد بالای Pb می‌تواند منجر به مسمومیت حاد شود: درد شدید شکمی، استفراغ، تشنج و حتی کما.

• استانداردها و حد مجاز

  • سازمان بهداشت جهانی (WHO): حداکثر ۱۰ میکروگرم در لیتر (µg/L).

  • استاندارد اتحادیه اروپا: ۱۰ µg/L.

  • استاندارد EPA آمریکا: ۱۵ µg/L به‌عنوان «action level» برای سیستم‌های بزرگ آب‌رسانی.

شیوه‌های تصفیه و حذف سرب از آب

1. اسمز معکوس (Reverse Osmosis)

   • عبور آب از ممبرین با فاصله منافذ کمتر از اندازه‌ی یون Pb²⁺.

   • کارآیی بالای >95% در حذف Pb؛ اما نیاز به پیش‌تصفیه (حذف کلر، ذرات معلق).

2. رزین‌های تبادل یونی (Ion Exchange)

   • تبادل یون‌های Pb²⁺ با یون‌های Na⁺ یا H⁺ روی سطح رزین.

   • قابل شارژ مجدد با شست‌وشوی اسیدی یا بازی.

3. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال: حذف Pb با تکیه بر سطح ویژه و گروه‌های عاملی سطحی.

   • بیوچار (Biochar) و زئولیت‌‌ها: مواد ارزان و کم‌هزینه با ظرفیت جذب مناسب.

   • نانومواد (نانوذرات اکسید آهن، گرافن اکسید): کارآیی بالا اما گران‌تر و نیازمند کنترل انتشار نانومواد.

4. الکترودیالیز (Electrodialysis)

   • حرکت یون‌های Pb²⁺ به سمت الکترود مخالف زیر میدان الکتریکی و حذف آن‌ها.

5. رسوب‌دهی شیمیایی (Chemical Precipitation)

   • افزودن هیدروکسید سدیم یا سدیم کربنات → تشکیل رسوب Pb(OH)₂ یا PbCO₃ → جداسازی با ته‌نشینی یا فیلتراسیون.

روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی سرب

1. آنالیز جذب اتمی (AAS)

   • Flame AAS: حد تشخیص حدود 20–50 µg/L.

   • Graphite Furnace AAS: حد تشخیص کمتر از 1 µg/L، مناسب نمونه‌های کم‌غلظت.

2. ICP–MS (Inductively Coupled Plasma–Mass Spectrometry)

   • حد تشخیص در سطح نانوگرم بر لیتر. توان تفکیک چند ایزوتوپی Pb (۲۰۶Pb، ۲۰۷Pb، ۲۰۸Pb).

3. ICP–OES (Optical Emission Spectroscopy)

   • حد تشخیص حدود 1–10 µg/L، اما با پایداری و تکرارپذیری کمتر از ICP–MS.

4. XRF (X‑Ray Fluorescence)

   • مناسب نمونه‌های جامد (رسوبات، لوله‌ها)، نه مایع؛ برای تشخیص سریع و غیرمخرب.

5. Cold Vapor AAS (CV–AAS)

   • برای Hg مرسوم‌تر است، ولی گاهی برای سنجش همزمان Pb با اصلاحات ویژه استفاده می‌شود.

روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو

  • سرب محلول به‌خودی‌خود رنگ یا بوی مشخصی ندارد؛ در غلظت‌های بالا ممکن است طعم فلزی یا تلخ ایجاد کند، اما این نشانه‌ی قابل اعتماد نیست.

• تغییر رنگ یا کدورت

  • رسوب‌های Pb(OH)₂ به‌صورت لایه‌های خاکستری–سفید روی ظرف یا فیلتر ظاهر می‌شوند.

• آزمون‌های رنگ‌سنجی ساده (کیت‌های آزمایش سریع)

  • کاغذهای اندیکاتور یا نوار شیمیایی که در حضور Pb تغییر رنگ می‌دهند (اغلب از کمپلکس‌سازی Pb با Dithizone یا EDTA).

• نشانه‌های فنی

  • وجود لوله‌های سربی یا سفید‌آبه در سیستم لوله‌کشی منزل، فرسودگی رنگ قدیمی روی لوله‌ها (رنگ‌های قدیمی سرب‌دار).

سایر روش‌های ساده و پیچیده

• کیت‌های الکتروشیمیایی پرتابل

  • الکتروشیمی سنج (potentiostat پرتابل) با الکترودهای شیشه‌ای کربنی یا طلا، اندازه‌گیری جریان ناشی از اکسایش Pb روی سطح الکترود.

• حسگرهای نانو

  • ‌گرافن اکسید یا نانوذرات اکسید آهن پوشش‌دار با لیگاندهای اختصاصی Pb2+؛ تغییر مقاومت الکتریکی یا سیگنال الکتروشیمیایی.

• روش DGT (Diffusive Gradients in Thin films)

  • جذب پیوسته‌ی Pb از آب عبوری بر روی رزین درون ژل؛ مناسب پایش بلندمدت و سنجش Bioavailable Pb.

• فلورسانس هسته‌ای (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy - LIBS)

  • پرتاب لیزر به سطح، یونیزاسیون و تحلیل طیفی؛ سریع و غیرمخرب، اما هزینه و تجهیزات بالا.

علائم و نشانه‌های محیطی وجود سرب

• فرسایش و زنگ‌زدگی لوله‌ها

  • لوله‌های سربی یا کرومی‌زدایی‌نشده: آزادسازی Pb در آب؛ رنگ آب ممکن است کدر یا خاکستری شود.

• اثر بر آبزیان

  • کاهش جمعیت بی‌مهرگان حساس (ماکروفیت‌ها، حشرات آبزی).

  • ایجاد رسوب سرب در رسوبات بستر رودخانه‌ها و دریاچه‌ها.

• تجمع در گیاهان آبی

  • جمع‌شدن Pb در برگ‌ها و ریشه‌ی جلبک‌ها و گیاهان هیدروفیت، از جمله نیلوفر آبی.

• آزمایش‌های بیولوژیکی

  • تست‌های سمیت روی Daphnia magna: کاهش تحرک و بقاء در غلظت‌های بالای Pb.

نکته‌ی پایانی:
به دلیل عدم وجود علائم قابل‌لمس و قابل‌اعتماد حسی در مورد سرب محلول، تنها روش اطمینان‌بخش برای تعیین حضور و غلظت Pb در آب آشامیدنی، استفاده از روش‌های تحلیلی آزمایشگاهی یا کیت‌های استاندارد شیمیایی/الکتروشیمیایی است. برای پیشگیری، تعویض لوله‌کشی‌های سربی، استفاده از فیلترهای اسمز معکوس یا رزین تبادل یونی و پایش دوره‌ای کیفیت آب توصیه می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله مدیریت استفاده از فاضلاب صنعتی در کشاورزی
آرش ذامیادی - کارشناس آبیاری از گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران
عبدالمجید لیاقت - استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران
غلامرضا ثواقبی - استادیار گروه خاکشناسی دانشگاه تهران
علیرضا حسن اقلی - عضو هیئت علمی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی ایران
چکیده مقاله:
رشد روزافزون جمعیت و افزایش تقاضا برای آب و غذا از یک طرف و محدود بودن منابع آبی و خشکسالی های اخیر از طرف دیگر نظر برنامه ریزان و متخصصین علوم آب را به استفاده از آب های نامتعارف (آب های شور و فاضلاب ها ) معطوف کرده است . برخی از محققین نیز استفاده از فاضلاب در کشاورزی را به عنوان راه حلی جهت تخلیه فاضلاب ها در محیط زیست پیشنهاد می کنند که در حقیقت پالایش اینگونه پساب ها در اراضی کنترل شده زراعی مدنظر می باشد . استفاده از فاضلاب در کشاورزی مزایای زیر را می تواند به دنبال داشته باشد . اولاً جای گزین مناسبی برای آب های با کیفیت خوب که در کشاورزی استفاده می شوند می باشد، ثانیاً مواد غذایی موجود در فاضلاب نیاز گیاهان به کود را کاهش خواهد داد، ثالثاً در غالب شهرهای بزرگ و صنعتی پساب های شهری و صنعتی به عنوان یک منبع ارزان قیمت و مطمئن (امکان دسترسی د ائم) شناخته شده اند . لیکن استفاده از این پساب ها در کشاورزی به دلیل وجود برخی آلاینده ها (عناصر سنگین ) و تبعات بسیار مخرب آنها بر محیط زیست به سادگی استفاده از آب های معمولی نیست و نیاز به یک سری تمهیدات و تدابیر مدیریتی دارد. هدف اصلی از این تحقیق ارائه ر اه حلی جهت استفاده از فاضلاب های صنعتی برای کشت گیاهان مختلف می باشد. بدین نحو که از بخش کوچکی از مزرعه که مجهز به سیستم زهکشی زیرزمینی می باشد، به عنوان فیلتری جهت جذب فلزات سنگین از پساب آلوده و از گیاهان کشت شده در آن برای جذب فلزات به دام افتاده در خا ک استفاده خواهد شد؛ زه آب پالایش شده توسط این سیستم جهت آبیاری بقیه اراضی مصرف خواهد شد . برای انجام این تحقیق 9 عدد لیسیمتر به قطر 60 سانتیمتر و ارتفاع یک متر از جنس پلاستیک به همراه یک لوله زهکش در کف هر یک، تهیه گردید و با خاک سبک سندی لوم پر شدند . این
لیسیمترها ابتدا تا هنگام استقرار گیاه با آب چاه آبیاری شد ند و پس از آن آبیاری با پساب صنعتی (آب آلوده به سرب به میزانmg/l 2 مس به میزان mg/l 1 و روی به میزان 25 ) صورت گرفت . آفتابگردان با مصرف صنعتی و یولاف و نی با مصرف علوفه ای گیاهان مورد مطالعه بود ند که هر یک در سه لیسیمتر کشت شدند . به منظور بررسی توانایی خاک در جذب فلزات سنگین نمونه های آب قبل از ورود به لیسیمتر و بعد از خروج از آن تهیه و آنالیز گردیدند . غلظت فلزات سنگین در نمونه های جمع آوری شده از زه آب در تمام تیمارها زیر حد مجاز مشاهده شد که بی انگر عملکرد بسیار بالای سیستم خاک (بالای 98/5% ) در جذب فلزات می باشد . بدین ترتیب می توان با اعمال برنامه مدیریتی فوق از زه آب پالایش شده اینگونه مزارع کنترل شده، برای آبیاری سایر اراضی زراعی استفاده نمود . در انتهای دوره آزمایش نمونه های گیاهی نیز جهت تعیین میزان جذب فلزات سنگین از خاک تهیه و آنالیز گردید . میزان جذب روی توسط گیاهان نسبت به دو فلز دیگر بیشتر بود که دلیل آن غلظت زیاد روی در خاک می باشد. درصد جذب فلزات توسط گیاهان مورد مطالعه بین % 0/056 و 4/198% اندازه گیری گردید که بر پالایش سیستم توسط گیاه دلالت دارد.
کلیدواژه‌ها:
پساب صنعتی، روی، مس، سرب، زه آب پالایش شده، فاضلاب در کشاورزی، پالایش گیاهی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

 سرب تهدید سلامت محیطی شماره یک برای کودکان است
اداره سلامت وخدمات انسانی امریکا
----------------------------------
پس ازکلر، سرب شایع ترین آلوده کننده یافت شونده درآب شیراست. منشاء سرب موجود در نوشیدنی بین لوله اصلی خیابان و شیرخانگی است، بنابراین تصفیه نه منطقی نه عملی است. بیشتر سرب درآب آشامیدنی ازلوله های خط سرب، تجهیزات لوله کشی داخل خانه تان میاید. EPA تخمین می زند که 98 % از همه خانه ها دارای لوله ها، تجهیزات یا اتصالات لحیم کاری در لوله کشی ساختمان هستند که می تواند تا حدی به میزان سرب درشیرآب کمک کند.
بوسیله EPA تعیین و تشخیص داده شده است که هیچ میزان ایمنی برای سرب درآب آشامیدنی وجود ندارد و اینکه هرمیزان دارای مقداری اثرات بهداشتی زیانباراست.
سرب بیشترخسارت را برکودکان کوچک وارد می کند. حتی مقادیربسیارکم سرب می توانندایجاد IQs کاهش یافته، معلولیت های یادگیری و مشکلات رفتاری از قبیل افزایش فشارخون و توجه کاسته شده درکودکان بکنند. و اغلب اثرهای سرب مادام العمر و غیرقابل برگشت هستند.
سرب درآب آشامیدنی افراد بزرگسال ایجاد افزایش فشارخون کرده و تولید هموگلوبین لازم برای انتقال اکسیژن را کاهش داده و با متابولیسم کلسیم سلولی نرمال تداخل میکند. سرب درآب برهمه افراد به طریقی تاسف بار و دایمی اثرمیگذارد. قرارگیری دربرابر سرب تجمعی وطولانی مدت است. این فلزسمی دربدن ذخیره می شود، ابتدائاً در دندان ها و استخوان ها. وقتی بدن تحت فشار فیزیکی است، یا درمواد خاصی کمبود دارد، سرب ذخیره شده با مقادیرمتغیربسته به وضعیت فیزیکی افراد رها می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرب یکی از عناصر سمی قابل تجمع برای بدن به‌شمار می‌آید و طی سالیان بیشماری خطرات ناشی از آن به اثبات رسیده است. مقدار سرب در غالب آبهای طبیعی به‌ندرت بیش از 02/0 میلی‌گرم در لیتر می‌باشد، بجز در مناطقی که آبهای اسیدی سبک یا سنگ کالن (سولفور سرب) و یا سنگهای دیگر سرب در تماس قرار می‌گیرد. منبع اصلی سرب در آب مصرفی از حل شدن آن در لوله کشی‌های قدیمی ناشی می‌شود. هر چند انحلال سرب در آب خیلی سبک اسیدی مناطق کوهستانی و مردابی بهتر انجام می‌گیرد ولی در مناطق دارای آب سخت بویژه با سختی بیکربناتی نیز سرب در آب حل می‌گردد. بنابراین مقدار سرب آب آشامیدنی باید همواره در مناطقی که از شبکه‌ی لوله‌کشی سربی استفاده می‌شود، کنترل گردد. اگر ترکیبات سرب را به‌عنوان تثبیت کننده در انواع خاصی از لوله‌های پلاستیکی به‌کار برند، میزان غیرقابل قبولی از سرب در آب حل خواهد شد.

 

سرب جایگزین کلسیم در استخوانها می‌گردد که ایجاد ناراحتی استخوانی می‌کند. منابع سرب شامل اتصالات سربی، فاضلاب کارخانجات باتری‌سازی، مهمات‌سازی و ... می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آلودگی با سرب باعث افزایش رفتارهای خشونت آمیز می گردد.
بر اساس جدیدترین تحقیقات بعمل آمده، افرادی که درمناطق آلوده از نظر غلظت سرب در هوا زندگی می کنندبیشتر درمعرض رفتارهای خشونت آمیز قرار دارند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه ای پیرامون آلودگی:

امروزه آلودگی های محیطی به اشکال مختلفی نظیرآفت کش ها وذرات معلق و ... هستند . اخیرا دانشمندان دریافته اند  که  فلزات سمی از جمله  سرب  بعنوان  یک آلودگی جدید وشاید خطرناک تراز سایر آلوده کننده های محیطی هستند  اصولا ما آلودگی رازمانی تعریف می کنیم که مقادیریکی ازاجزا موجود درمحیط تغیر نماید  بنابراین آلودگی سربی که درنتیجه پیشرفت تکنولوژی و بالا رفتن  استاندارد های  زندگی به طورفزاینده ای درحال افزایش است نیزنوعی آلودگی  محسوب می شود  این آلاینده ها درارتباط  با مسائل زیست محیطی مشکلاتی  را موجب  می گردد و شرایط مطلوب را برای زندگی انسان وموجودات زنده نا مطلوب می گرداند . میزان این آلودگی ها درجوامع  پیشرفته  بشری  در نتیجه  فعالیت های انسانی  که  تکنولوژی مدرن را درخدمت دارند روندی فزاینده یافته.انسان معمولا می تواند به مدت 5 هفته بدون غذا ومدت 5 روزبدون آب زنده بماند درحالی که بدون هواحتی  5 دقیقه   نمی تواند زنده بماند.

خطرات ناشی از آلودگی سرب:

سرب معدنی عاملی است که می تواند اثرات زیادی در سلامت انسان – از جمله ضایعات کبدی وکلیوی دستگاه گوارش اثرات مغزی دربچه ها وتغیرات غیر عادی درباروری وآبستنی داشته باشد

یک انسان بالغ ازطریق آب وغذا روزانه حدود 300 کیلوگرم سرب می خورد که شاید با جذب 10% آن مجموعا 30 میکروگرم درروزوارد بدن خود می نماید .

مصرف هرنخ سیگار مقدار 10 میکروگرم سرب تولید می کند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

محققان دانشگاه پيام نور مرکز کرمان با همکاري پژوهشگران دانشگاه شهيد باهنر کرمان، موفق به توليد حسگر جديدي براي شناسايي فلز سمي سرب در آب شدند.

استفاده از الکترودهاي اصلاح شده‌ي شيميايي نانولوله‌ي کربني، امروزه به‌عنوان گزينه‌اي جديد براي اندازه‌گيري الکتروشيميايي فلزات سمي مطرح هستند.

دکتر عليرضا محدثي زرندي، استاديار دانشگاه پيام نور مرکز کرمان با بيان اين مطلب که «کار حاضر معرفي‌کننده‌ي يک روش الکتروشيميايي مناسب براي تعيين فلز سمي سرب در آب‌هاي مختلف است»، افزود: «اين پژوهش، از مزايايي از جمله تکرارپذيري خوب روش، گزينش‌پذيري بالا نسبت به يون مورد مطالعه، محدوده خطي بالا و حساسيت يا حد تشخيص قابل قبول برخوردار است که اين مسئله تا حدي مربوط به استفاده از نانولوله‌هاي کربني است».

مرجع تخصصی آب و فاضلاب