مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. خطرات کروم شش‌ظرفیتی (Cr⁶⁺) در آب آشامیدنی

• شیمی و فرم‌های کروم

  • Cr³⁺ (تری‌والان) نسبتاً غیرسمی و پایدار در آب‌های خنثی تا قلیایی

  • Cr⁶⁺ (هگزاکروم) به‌صورت کرومات (CrO₄²⁻) یا دی‌کرومات (Cr₂O₇²⁻)، بسیار سمی و حل‌شونده

• اثرات زیان‌بار

  • سرطان‌زایی: Cr⁶⁺ در تماس مزمن با مخاط ریه و دستگاه گوارش می‌تواند کارسینوژن باشد.

  • اختلالات گوارشی: درد شکم، اسهال، استفراغ در مواجهات حاد.

  • کلیوی و کبدی: آسیب سلولی، افزایش آنزیم‌های کبدی، نارسایی کلیه.

  • پوستی و چشمی: در تماس پوست یا چشم (مثلاً پرتاب قطرات آلوده)، التهاب، اگزما، تحریک شیمیایی.

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO: ۵/۵ µg/L برای Cr⁶⁺ در آب آشامیدنی

  • EPA آمریکا: ۱ µg/L (فرعی برای کل کروم اما توصیه‌شده برای Cr⁶⁺)

  • اتحادیه اروپا: ۵۰ µg/L برای کل کروم (معمولاً Cr⁶⁺ کمتر از ۱۰ µg/L توصیه می‌شود)

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف Cr⁶⁺

1. احیا شیمیایی (Chemical Reduction)

   • افزودن سولفیت سدیم یا سولفات آهن(II) → تبدیل Cr⁶⁺ به Cr³⁺ → رسوب‌دهی با هیدروکسید

   • کنترل pH (~6–8) برای بهینه‌سازی سرعت احیا

2. رسوب‌دهی (Co‑precipitation & Precipitation)

   • پس از احیا: افزودن سود کاستیک یا آهک هیدراته → رسوب Cr(OH)₃ → جداسازی با ته‌نشینی/فیلتراسیون

   • Co‑precipitation با Fe(OH)₃ یا Al(OH)₃ جهت جذب Cr

3. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال و کربن سولفوره: سطح بالا برای کرومات

   • رزین‌های تبادل یونی آنیونی: جذب CrO₄²⁻

   • بیوچار و زئولیت‌ اصلاح‌شده: ارزان و پرظرفیت

4. اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون

   • حذف بالای >۹۰٪ Cr⁶⁺؛ نیاز به پیش‌تصفیه برای حذف ذرات معلق و کلر

5. الکتروشیمی (Electrocoagulation / Electrochemical Reduction)

   • الکترودهای آهن یا آلومینیوم → تولید یون‌هایی که Cr⁶⁺ را احیا و ته‌نشین می‌کنند

   • الکترودپلیشینگ (Electrodeposition) برای بازیابی Cr

6. بیورمدیشن (Bioremediation)

   • باکتری‌های احیاکننده Cr⁶⁺ (مثلاً Pseudomonas spp.) برای تبدیل بیولوژیک به Cr³⁺

7. فرآیندهای غشایی پیشرفته

   • پلیمرهای اصلاح‌شده با لیگاندهایی که کرومات را به‌صورت انتخابی جذب می‌کنند

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی Cr⁶⁺

1. Colorimetric (Diphenylcarbazide Method)

   • واکنش Cr⁶⁺ با 1,5‑diphenylcarbazide → کمپلکس ارغوانی → اندازه‌گیری اسپکتروفتومتریک (λ ≈ 540 nm)

   • حد تشخیص ~۱ µg/L

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

   • حد تشخیص نانوگرم بر لیتر؛ تفکیک ایزوتوپی Cr (⁵²Cr, ⁵⁴Cr)

3. ICP–OES (Optical Emission Spectroscopy)

   • حد تشخیص ~۵–۱۰ µg/L، برای نمونه‌های با غلظت بالاتر مناسب

4. Ion Chromatography (IC) Coupled with ICP–MS

   • جداسازی کرومات از سایر گونه‌ها و اندازه‌گیری با حساسیت بالا

5. Anodic Stripping Voltammetry (ASV)

   • الکترود طلا/کربن اصلاح‌شده برای اندازه‌گیری Cr⁶⁺ پس از الکترولیت احیا

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو

  • کرومات محلول: بی‌بو و بی‌طعم؛ حتی در غلظت‌های نسبتاً بالا نیز شناسایی حسی ممکن نیست.

• تغییر رنگ

  • افزودن 1,5‑diphenylcarbazide در میدان عملی: تشکیل رنگ بنفش قابل مشاهده

• کیت‌های میدانی (Test Strips)

  • نوارهای آغشته به diphenylcarbazide یا رزین‌های آنیونی: تغییر رنگ از زرد به ارغوانی

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. حسگرهای نانو

   • نانوذرات طلا/نقره با لیگاندهای آمینه یا تیول: تغییر جذب سطح پلاسمون در حضور Cr⁶⁺

2. Biosensor

   • آنزیم‌ها یا میکروارگانیسم‌های اصلاح‌شده با قابلیت تشخیص کرومات: تغییر سیگنال الکتریکی یا فلورسانس

3. DGT (Diffusive Gradients in Thin Films)

   • جذب تدریجی Cr⁶⁺ روی رزین در ژل → مناسب پایش بلندمدت

4. LIBS (Laser‑Induced Breakdown Spectroscopy)

   • تحلیل طیفی فوری روی نمونه خشک‌شده آب

5. Microfluidic Paper-Based Analytical Devices (µPADs)

   • طراحی ارزان و پرتابل برای واکنش رنگ‌سنجی Cr⁶⁺ در میکروکانال‌های کاغذی

۶. علائم و نشانه‌های محیطی

• تجمع در رسوبات

  • ورودی فاضلاب صنایع فولاد، رنگ‌سازی و دباغی → رسوب کرومات در بستر رودخانه

• اثر بر آبزیان

  • سمیت بالا برای بی‌مهرگان (Daphnia magna) و ماهیان حساس → کاهش جمعیت و تنوع زیستی

• گیاهان نشانگر (Bioindicator)

  • گونه‌هایی چون Spartina alterniflora در تالاب‌های آلوده به کروم دیده می‌شوند

• نشانه‌های هیدروژئوشیمیایی

  • آب‌های اسیدی (pH زیر 6) و اکسیژن‌دار (O₂ زیاد) باعث تثبیت Cr⁶⁺ می‌شوند

نتیجه‌گیری مهندسی:
برای اطمینان از حذف کامل Cr⁶⁺ از آب آشامیدنی، استفاده از سامانه‌های ترکیبی «احیا شیمیایی + رسوب‌دهی + Adsorption + RO» همراه با پایش دوره‌ای با روش‌های اسپکتروفتومتری رنگ‌سنجی و ICP–MS توصیه می‌شود. در شرایط میدانی، کیت‌های رنگ‌سنجی و نوارهای تست می‌توانند برای غربالگری اولیه به کار روند و نمونه‌های مشکوک جهت تأیید دقیق به آزمایشگاه ارسال شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله مقایسه راندمان حذف کروم نیکل و کارمیوم از فاضلاب های صنعتی توسط کنترل کننده های PH
محمدرضا مسعودی نژاد - دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی- دانشکده بهداشت
احمدرضا یزدان بخش (شناسه پژوهشگر - Researcher ID: ۴۰۵۸)
دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی- دانشکده بهداشت
چکیده مقاله:
با توجه به رشد روز افزون جمعیت شهرها، همچنین افزایش سالیانه مصرف سرانه آب در این جوامع مخصوصاً در کشورهائی که در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار دارند کاربرد فاضلابهای صنعتی- بهداشتی در کشاورزی و آبیاری در حال افزایش قابل ملاحظه ای می باشد. سرعت و میزان جذب فلزات سنگین توسط خاک می تواند عامل مهمی در آلودگی خاکهای کشاورزی که از پسابهای صنعتی برای آبیاری استفاده می کنند محسوب گردد. با توجه به قدرت انتشار این ترکیبات در منابع آبهای زیرزمینی و خاصیت تجمع پذیری این ترکیبات در بافتهای مختلف بدن و خواص سرطانزائی آنها که در تحقیقات مختلف به اثبات رسیده است لزوم کنترل دقیق این منابع، احساس می گردد. در ا ین مطالعه با استفاده از دو ماده هیدروکسید کلسیم و هیدروکسید سدیم به منظور کنترل pH محیط و تشکیل هیدروکسیدهای فلزی در 60 نمونه، حاوی 50 میلی گرم بر لیتر کروم (6+)، کروم (3+)، نیکل و کادمیوم بصورت جداگانه در 4 گروه با 5 غلظت و شرایط محیطی مختلف، مورد آزمایش قرار گرفت. با توجه به غلظتهای اولیه معلوم مقدار غلظت باقیمانده از طریق دستگاه جذب اتمی بوسیله شعله تعیین مقدار گردید. از بین نمونه های اندازه گیری شده غلظت 50 میلی گرم بر لیتر هیدروکسید کلسیم و 50 میلی گرم بر لیتر هیدروکسید سدیم با راندمان 80 تا 100 درصد بهترین شرایط در حذف کروم (6+)، کروم (3+)، نیکل و کادمیوم از محیط واکنش را داشته است.
کلیدواژه‌ها:
تصفیه فاضلاب صنعتی- فلزات سنگین- کروم- نیکل- کارمیوم

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله رنگ زدایی فاضلاب صنایع چرمسازی با استفاده از قارچ Aspergillus niger به منظور حذف بیولوژیکی کروم
محمد نوری سپهر - دانشگاه علوم پزشکی سمنان- دانشکده پزشکی- بخش پزشکی اجتماعی
سیمین ناصری (شناسه پژوهشگر - Researcher ID: ۳۳۹)
دانشگاه علوم پزشکی سمنان- دانشکده پزشکی- بخش پزشکی اجتماعی
چکیده مقاله:
رنگ یکی از آلاینده های منابع اب و محیط زیست است. در صنایع چرمسازی استفاده از نمک های کروم سه ظرفیتی باعث ایجاد پساب آبی رنگی می گردد که پس از دفع به محیط و تبدیل آن به کروم شش ظرفیتی، از نظر بهداشتی مخاطرات فراوانی برای انسان و محیط زیست ایجاد می نماید. تحقیقات انجام شده در سالهای اخیر نشان داده اند که قارچ ها در شرایط مناسب رنگ فاضلاب ها را حذف نمایند. ابتدا کیفیت شیمیایی پساب واحد دباغی ورد بررسی قرار گرفت. پس از تنظیم نسبت کربن به ازت در پساب، از محیط پیش کشت قارچ آسپرژیلوس نیجر در مقادیر مختلف به نمونه هایی از پساب در رقتهای مختلف، تلقیح شد. نمونه ها به مدت 24 ساعت در گرمخانه شیکر دار قرار داده شدند. سپس میزان جذب رنگ در طول موج 565 نانومتر و رشد توده سلولی تعیین گردید. در این مطالعه قارچ A.niger به منظور جداسازی رنگ از پساب واحد دباغی استفاده شد. یافته ها نشان داد که قارچ A.niger توانایی رشد در پساب واحد دباغی، با زقت 10 تا 20 درصد (میزان کروم 122/5 و 245 میلی گرم در لیتر)، C/N معادل 10 و pH=3/5-4 را دارد و رنگ پساب را به ترتیب تا حد 94/5% و 93/4% کاهش می دهد. بهترین میزان تلقیح قارچ 10 میلی لیتر تعیین شد. با افزایش نسبت وزن توده قارچ به غلظت کروم (1/7 تا 23/7 میلی گرم توده وزن خشک قارچ به میلی گرم کروم) درصد رنگبری افزایش یافت. بالاترین درصد حذف رنگ 94/5% و در نسبت 23/7mg/mg به دست آمد. این نتیجه با انجام آزمون همبستگی کاملاً معنی دار (R(2)=0.8836) بوده است.
کلیدواژه‌ها:
رنگ زدایی، فاضلاب چرمسازی، قارچ آسپرژیلوس نایجر، کروم، حذف بیولوژیکی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب