مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات کلرپیریفوس (Chlorpyrifos) در آب آشامیدنی

• ویژگی‌های شیمیایی و منشاء

  • کلرپیریفوس یک ارگانوفسفره‌ی بندباز با فرمول C₉H₁₁Cl₃NO₃PS؛ محلولیت اندک در آب (~1.4 mg/L) و تمایل به چسبیدن به ذرات معلق و رسوبات.

  • منبع: شستشوی مزارع و بستر خاک پس از سم‌پاشی در کشاورزی (ذرت، برنج، سبزی‌جات) و گاهی کاربرد در کنترل آفات شهری.

• اثرات زیست‌پزشکی

  • مهار استیل‌کولینستراز → تجمع استیل‌کولین → پرتحریکی عصبی، علائم حاد شامل تهوع، سرگیجه، لرزش، تعریق، برادی‌کاردی و در موارد شدید تشنج و فلج تنفسی.

  • اثرات مزمن: اختلالات رشد عصبی–رفتاری در کودکان بر اثر مواجهه‌ی پیش از تولد یا دوران شیرخوارگی؛ اختلال ایمنی و مشکلات تکاملی.

  • سرطان‌زایی و ژنوتوکسیسیته: در گروه 2B IARC (احتمالاً سرطان‌زا برای انسان) طبقه‌بندی شده است.

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO: 0.03 µg/L

  • EPA آمریکا: 0.03 µg/L (MCLG) و 0.03 µg/L (MCL) برای آب آشامیدنی

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف کلرپیریفوس

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف 70–95 ٪ بسته به زمان تماس و دما.

   • بیوچار (Biochar): پس از اصلاح سطح با اکسیژن‌دار کردن، ظرفیت جذب قابل‌مقایسه با GAC.

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

   • RO: حذف > ۹۰ ٪ کلرپیریفوس.

   • NF: حذف ~ ۶۰–۸۰ ٪ بسته به ممبران و فشار عملکرد.

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂: تخریب پریمری کلرپیریفوس به متابولیت‌های کمتر سمی و در نهایت CO₂ و H₂O.

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂): اکسیداسیون رادیکالی با راندمان تخریب ۸۰–۹۰ ٪ در شرایط بهینه.

4. بیورمدیشن (Bioremediation)

   • باکتری‌های جنس Pseudomonas و قارچ‌های کالچر سفید (Phanerochaete chrysosporium) توانایی تخریب کلرپیریفوس و تبدیل به TCP (3,5,6‑trichloro‑2‑pyridinol) دارند.

   • نیاز به تنظیم pH (~6.5–7.5) و تأمین منبع کربن ثانویه (مثلاً گلوکز).

5. رسوب‌دهی شیمیایی (Chemical Precipitation)

   • کاربرد محدود؛ ترکیب با Co‑precipitation روی ذرات آهن/آلومینیوم که کلرپیریفوس روی فلوک‌ها جذب می‌شود.

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. GC–MS (EPA Method 507 یا 525.2)

   • استخراج جامد–مایع (SPE یا LLE) با حلال اتیل استات یا هگزان، سپس GC–MS با یونش الکترون.

   • حد تشخیص: ~ 0.01 µg/L.

2. LC–MS/MS

   • بدون نیاز به مشتق‌سازی؛ تفکیک همزمان کلرپیریفوس و متابولیت اصلی TCP.

   • حد تشخیص: ~ 0.005 µg/L.

3. ELISA Kits

   • کیت‌های آنزیمی جهت غربالگری اولیه؛ حد تشخیص ~ 0.05 µg/L.

   • مناسب برای تحلیل سریع معرفی‌شده به میدان؛ تأیید با GC–MS الزامی است.

4. Bioassays (AChE Inhibition Test)

   • تست فعالیت استیل‌کولینستراز از عصاره‌ی نمونه آب برای سنجش مجموع ترکیبات ارگانوفسفره.

   • نیمه‌کمی و سریع، ولی نیازمند استانداردسازی دقیق.

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • کلرپیریفوس در غلظت‌های µg/L بی‌بو و بی‌طعم است. در غلظت‌های ppm بالا ممکن است بوی شیرینی ضعیف یا روغنی حس شود، اما غیرقابل‌اتکا.

• رنگ و کدورت:

  • آب آلوده به کلرپیریفوس شفاف و بی‌رنگ است؛ هیچ تغییر ظاهری نشان نمی‌دهد.

• آزمون رسوب‌دهی با ترکیبات آهنی:

  • افزودن FeCl₃ و تنظیم pH تا 7 → تشکیل فلوک‌هایی که مقداری از ترکیب جذب می‌کنند و تیرگی جزئی در آن‌ها قابل مشاهده است (نیمه‌کمی).

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست میدانی (Test Strips)

   • نوارهای آغشته به آنتی‌بادی اختصاصی کلرپیریفوس؛ تغییر رنگ در محدوده 0.1–1 µg/L.

2. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • کانال‌های کاغذی با مناطق واکنش ELISA متمرکز؛ خوانش با موبایل.

3. سنسورهای الکتروشیمیایی پرتابل

   • الکترودهای پوشش‌دار با MIP (Molecularly Imprinted Polymers) برای کلرپیریفوس؛ پاسخ پتانسیل یا جریان.

4. Passive Samplers (POCIS)

   • رزین آنیونی برای جذب کند و پیوسته کلرپیریفوس در دوره‌های ۷–۱۴ روز.

۶. علائم و نشانه‌های محیطی حضور کلرپیریفوس

• تجمع در رسوبات

  • کلرپیریفوس و TCP در لایه‌های گل‌آلود خاک و ته‌نشینی کنار کانال‌های آبیاری یا مخازن ذخیره آب تجمع می‌یابند.

• اثر بر آبزیان

  • سمیت حاد برای Daphnia magna در غلظت‌های > ۵ µg/L (LC₅₀ ~ 8–12 µg/L).

  • اختلال در رفتار و زادآوری ماهیان کوچک (سفیدک یا ماهی قرمز) در غلظت‌های چند µg/L.

• شاخص‌های زیستی (Bioindicators)

  • افزایش فعالیت استیل‌کولینستراز در بافت کبد ماهی‌ها.

  • کاهش تنوع جمعیت حشرات آبزی (مثل Hydrophilidae) در رودخانه‌های آلوده.

جمع‌بندی مهندسی:
کلرپیریفوس به‌دلیل سمیت عصبی و زیست‌تجمع، نیازمند پایش منظم با روش‌های دقیق LC–MS/MS یا GC–MS و استفاده از سامانه‌های چندمرحله‌ای «Adsorption (GAC/Biochar) + AOP + Bioremediation + RO» برای حذف مؤثر است. در شرایط میدانی می‌توان از ELISA kits یا µPADs برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را جهت تأیید دقیق به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب