مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات نانوذرات توأم با فلزات در آب آشامیدنی

• ماهیت و انواع مرسوم

  • نانوذرات فلزی خالص (نقره Ag⁰, طلا Au⁰, مس Cu⁰)

  • نانوذرات اکسید فلزات (اکسید آهن Fe₃O₄, اکسید روی ZnO, تیتانیوم دی‌اکسید TiO₂)

  • هسته–پوسته‌ (مثلاً آهن هسته و طلا پوسته) یا نانوکامپوزیت‌ها (بر پایه سیلیکا پوشش‌دار با Ag)

• خواص متمایز و تهدیدات

  • سطح ویژهٔ بسیار بالا → فعالیت شیمیایی و زیستی قوی

  • توان تولید گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) → آسیب اکسیداتیو به سلول‌ها

  • قابلیت عبور از غشای سلولی و تجمع در بافت‌ها (کلیه، کبد، ریه)

  • سمیت نقره و مس نانو (Ag⁺, Cu²⁺) به باکتری‌ها و سلول‌های انسان

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف نانوذرات فلزی

1. انعقاد/لخته‌سازی شیمیایی

   • افزودن فزاینده‌های معدنی (آهن یا آلومینیوم) → لخته‌سازی نانوذرات و حذف با ته‌نشینی

2. فیلترهای غشایی

   • میکروفیلتراسیون (MF): حذف ذرات > 0.1 µm

   • اولترافیلتراسیون (UF): حذف ذرات تا ~ 0.01 µm

   • نانوذرات تشدیدکننده: غشاهای بایوفیلتری با لایهٔ تیتانیوم دی‌اکسید برای جذب ROS

3. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال و بیوچار: جذب بستگی به بار سطحی و گروه‌های عاملی دارد

   • رزین‌های ایمینو‌‐پلی‌فسفنی برای جذب یون‌های آزاد رهاشده

4. الکتروفوکوس و الکتروکواگولاسیون

   • میدان الکتریکی → مهاجرت و رسوب یون‌ها و نانوذرات

   • تولید یون Fe²⁺/Al³⁺ از الکترود → انعقاد و حذف

5. پراکندگی مغناطیسی

   • نانوذرات آهن مغناطیسی (Fe₃O₄) جذب دیگر نانوذرات و جداسازی با آهنربا

6. بیورمدیشن

   • باکتری‌ها یا جلبک‌ها که روکش‌های آلی روی نانوذرات ایجاد می‌کنند و توده‌سازی

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. ICP–MS / ICP–OES

   • تعیین غلظت کل فلزات (Ag, Au, Fe, Zn, Ti) پس از هضم اسیدی

2. SpICP–MS (Single‑Particle ICP–MS)

   • اندازه‌گیری توأمان اندازه و غلظت ذرات منفرد در محلول

3. DLS (Dynamic Light Scattering)

   • تعیین توزیع اندازه ذرات در نانو تا چند صد نانومتر

4. TEM/SEM + EDX

   • مشاهده مستقیم شکل و اندازه ذرات، آنالیز ترکیب شیمیایی با پراش پرتو

5. UV–Vis Spectroscopy

   • برای نانوذرات طلا/نقره: پیک پلاسمون سطحی (∼400–450 nm برای Ag, ∼520 nm برای Au)

6. فلورسانس یا سنجش ROS

   • بارگذاری حسگرهای فلورسانت (DCFH‑DA) برای سنجش تولید گونه‌های اکسیژن فعال

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• کدورت و رنگ

  • تجمع نانوذرات در سطوح بالا (> mg/L) می‌تواند باعث تیره یا مات شدن آب شود.

  • در نانوذرات فلز طلا یا نقره، آب ممکن است به رنگ زرد تا قرمز ملایم تغییر یابد (پلاسمون).

• رسوب‌گذاری ساده

  • ایستاده‌سازی نمونه برای چند ساعت؛ مشاهدهٔ لایهٔ ته‌نشین‌شده یا پلیکول (cloud)

• تست مغناطیسی

  • برای نانوذرات مغناطیسی: قرار دادن آهنربا در کنار نمونه و جذب بخشی از ذرات

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. کیت‌های میدانی مبتنی بر اسپری معرف

   • افزودن معرف که با سطح نانوذره واکنش و تغییر رنگ می‌دهد (مثلاً سیترات برای Ag)

2. نوارهای تست الکترودرئیک

   • الکترودهای پوشش‌دار با لیگاند خاص فلز → اندازه‌گیری جریان تبخیر (اونستریکینگ)

3. میکروفلوئیدیک + سنسور نوری

   • کانال‌های کوچک با ناحیه‌ی پراکندگی نور (تعیین اندازه) و آشکارساز CMOS

4. حسگرهای بیومولکولی

   • پروتئین‌ها یا DNA آپتامر که با سطح فلز نانوذره تعامل می‌کنند و سیگنال فلورسانس یا کیومترک تولید می‌کنند

5. Passive Samplers

   • رزین‌های مغناطیسی یا فاز معکوس برای جذب طولانی‌مدت نانوذرات و انتقال به آزمایشگاه

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود نانوذرات فلزی

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • سمیت حاد برای Daphnia magna و ماهیان کوچک (LC₅₀ نانو-نقره ~ 10–50 µg/L)

  • اختلال در تنفس آبزیان (ROS-mediated gill damage)

• تجمع در رسوبات

  • نانوذرات با بار سطحی ناهمنام به لخته‌های معلق و رسوبات می‌چسبند؛ کنسانتره در لایه‌های خاک کف رودخانه

• بیواندیكاتورها

  • افزایش نشانگرهای اکسیداتیو (SOD, CAT) و بیان ژن‌های پاسخ به استرس در ماهی‌ها

  • کاهش تنوع باکتری‌های فتوسنتزی و بی‌مهرگان سطحی

• شاخص‌های شیمیایی

  • افزایش ناگهانی غلظت فلزات کل در آب زیرزمینی یا سطحی پس از بارندگی‌های شدید یا تخریب لوله‌ها

جمع‌بندی مهندسی:
نانوذرات فلزی به‌دلیل اندازه کوچک و فعالیت بالا، نیازمند پایش ترکیبی با روش‌های “spICP–MS + DLS + TEM” و استفاده از سامانه‌های چندمرحله‌ای «انعقاد شیمیایی + UF/RO + Adsorption + الکتروکواگولاسیون + بیورمدیشن» برای حذف مؤثر هستند. برای غربالگری میدانی می‌توان از تست کدورت/رنگ، آهنربا و کیت‌های اسپری معرف بهره برد و نمونه‌های مشکوک را برای آنالیز دقیق به آزمایشگاه ارسال نمود.

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

۱. نکات و خطرات بیس‌فنول A (BPA) در آب آشامیدنی

• ماهیت شیمیایی و منابع ورود:

  • BPA (2,2‑Bis(4‑hydroxyphenyl)propane) یک مونومر در تولید پلی‌کربنات و اپوکسی‌رزین‌هاست.

  • در آب آشامیدنی عمدتاً از فرسایش پوشش‌های داخلی لوله‌ها و ظروف اپوکسی، نشت زباله‌های صنعتی و رواناب کارخانجات پلاستیک‌سازی وارد می‌شود.

• سمیت و اثرات بیولوژیک

  • اختلالات غدد درون‌ریز (EDC): شبیه‌سازی استروژن در گیرنده‌های ERα/ERβ → افزایش خطر ناباروری، اختلالات رشد جنینی و بلوغ زودرس.

  • اثرات عصبی–رفتاری: مطالعات حیوانی نشان‌دهنده تغییرات در هورمون‌های تیروئید و رفتارهای اضطرابی است.

  • متابولیک: ارتباط احتمالی با چاقی، مقاومت به انسولین و دیابت نوع 2.

  • کارسینوژنیسیته: شواهد در مدل‌های حیوانی مبنی بر افزایش تومورهای سینه و پروستات.

• استانداردها و راهنمایی‌ها

  • WHO تا کنون راهنمای رسمی صادر نکرده، ولی برخی کشورها مقدار راهنما را 0.05 µg/L تعیین کرده‌اند.

  • EFSA اروپا (سال 2023) مقدار روزانه قابل پذیرش (TDI) را 0.2 ng/kg/day بازنگری کرده است، ولی محدودیت قانونی در آب آشامیدنی ندارد.

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف BPA

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف 60–95 ٪ بسته به زمان تماس و دانه‌بندی.

   • رزین‌های تبادل یونی غیرقطبی: انتخاب‌پذیری بالا برای ترکیبات آروماتیک هیدروکسی‌دار.

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

   • RO: حذف > 90 ٪ BPA

   • NF: حذف ~ 70–85 ٪ بسته به ممبران

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • UV/H₂O₂ و O₃/H₂O₂: تجزیه طی دو مرحله (اولین شکست حلقه فنول → تخریب کامل)

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂): راندمان 75–90 ٪ در pH 3–5

4. بیورمدیشن (Bioremediation)

   • باکتری‌ها (Sphingomonas sp.، Pseudomonas sp.) و قارچ‌های سفیدپژوه (Phanerochaete chrysosporium)

   • راکتورهای بیوفیلتر با اکسیژن‌رسانی و کربن ثانویه

5. رزین‌های خوشه‌ای MIP (Molecularly Imprinted Polymers)

   • پلیمرهای قالب‌زده برای BPA با جذب گزینشی بالا و امکان احیای شیمیایی

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی BPA

1. LC–MS/MS

   • روش استاندارد؛ حد تشخیص ~ 0.1 ng/L، جداسازی مستقیم BPA و متابولیت‌های اولیه

2. GC–MS پس از مشتق‌سازی (Silanization)

   • مشتق‌سازی با BSTFA → تحلیل حساس با یونش EI

3. HPLC–FLD (فلورسانس)

   • مشتق‌سازی با 1‑نفتیل‌ایزو‌تیوسیانات (NITC) برای افزایش سیگنال فلورسانس

4. ELISA Kits

   • کیت‌های ایمنی‌سنجی سریع؛ حد تشخیص ~ 1–10 ng/L، مناسب پیش‌غربالگری

5. Bioassays (YES/YAS)

   • تست مخمری گزارشگر گیرنده استروژن برای سنجش فعالیت تجمعی EDC

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو:

  • BPA در غلظت‌های معمول بی‌بو و بی‌طعم است؛ در ppm بالا ممکن است طعم کمی تلخ احساس شود اما غیرقابل‌اتکا.

• رنگ و کدورت:

  • آب آلوده به BPA شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند؛ هیچ تغییر ظاهری ندارد.

• آزمون رنگ‌سنج ساده

  • افزودن معرف فنیل هیدرازین و مشاهده تغییر کمی در جذب در λ≈500 nm (نشانهٔ کلی فنول‌ها).

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست میدانی (Test Strips)

   • آغشته به MIP یا آنتی‌بادی BPA: تغییر رنگ نیمه‌کمی (µg/L)

2. µPADs (Microfluidic Paper-Based Devices)

   • نوارهای کاغذی با ناحیه ELISA مختصر + خوانش موبایلی

3. سنسورهای الکتروشیمیایی

   • الکترودهای پوشش‌دار با گرافن/نانوذرات فلزی و MIP: پاسخ جریان اکسیداسیون BPA

4. Passive Samplers (POCIS)

   • رزین جذابتی برای BPA در دوره‌های 7–14 روز، کنسانتره‌سازی برای LC–MS/MS

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود BPA

• منابع آلاینده

  • کارخانجات تولید پلی‌کربنات، پوشش لوله‌کشی‌های اپوکسی، رواناب محل‌های دفن ضایعات الکترونیکی و پلاستیک

• اثر بر زیست‌بوم آبی

  • اثر بر تولیدمثل ماهیان (اختلال در بیان ژن‌های بازدارنده استروژن)، کاهش تنوع بی‌مهرگان

• شاخص‌های بیوشیمیایی

  • افزایش آنزیم‌های متابولیزه‌کننده فنول (فنیل‌فنول هیدروکسیلاز) در بی‌مهرگان

  • تغییر نسبت استروژن/متابولیت‌های آن در نمونه‌های بافتی ماهیان شکارچی

جمع‌بندی مهندسی:
BPA به‌دلیل بی‌بو و بی‌رنگ بودن و اثرات قوی غدد درون‌ریز، نیازمند پایش دوره‌ای با روش‌های دقیق LC–MS/MS یا HPLC–FLD و به‌کارگیری سامانه‌های چندمرحله‌ای «Adsorption (GAC/MIP) + AOP + Bioremediation + RO/NF» برای حذف مؤثر است. در میدانی می‌توان از ELISA kits، test strips و µPADs برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را جهت تأیید دقیق به آزمایشگاه‌های تخصصی ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات ترکیبات پرفلوئوروشده (PFAS) مانند PFOA و PFOS در آب آشامیدنی

• ویژگی‌های شیمیایی و پایداری

  • PFAS گروهی از ترکیبات شامل زنجیره‌های هیدروکربنی با اتم‌های فلوئور جایگزین‌شده‌اند؛ مهم‌ترین نمونه‌ها PFOA (پرفلوئورواکتان‌اسید) و PFOS (پرفلوئورواکتان‌سولفونات) هستند.

  • پیوند C–F قوی‌ترین پیوند آلی است؛ در نتیجه PFAS بسیار پایدار و زیست‌تجمع‌پذیرند.

• اثرات زیست‌پزشکی و سمیّتی

  • تجمع در بدن: نیمه‌عمر زیستی PFOA در انسان ~ ۳–۴ سال، PFOS ~ ۵ سال.

  • اختلالات هورمونی: تداخل در محور تیروئید و استروژن، کاهش تراز هورمون‌های تیروئیدی T₄/T₃.

  • سمیت مزمن: مطالعات اپیدمیولوژیک ارتباط PFAS با افزایش کلسترول خون، افزایش خطر سرطان کلیه و بیضه، افت ایمنی واکسیناسیون در کودکان، کاهش باروری و وزن تولد پایین را نشان می‌دهند.

• استانداردها و راهنمایی‌ها

  • WHO: پیشنهادی برای مجموع PFOA+PFOS ≤ 0.1 µg/L

  • EPA آمریکا (Lifetime Health Advisory): PFOS و PFOA هرکدام 0.004 µg/L (4 ng/L)

  • اتحادیه اروپا: 0.1 µg/L برای مجموع 20 PFAS منتخب در آب آشامیدنی

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف PFAS

1. جذب سطحی با کربن فعال گرانول (GAC)

   • حذف مؤثر PFOS (زنجیره طولانی) تا > 90 ٪؛ برای PFOA (زنجیره کوتاه) کارایی کمتر است.

   • نیاز به تعویض دوره‌ای ستون و مدیریت پساب ثانویه.

2. رزین‌های تبادل یونی آنیونی قوی (SAX/IEX)

   • حذف > 95 ٪ گونه‌های زنجیره بلند و کوتاه؛ امکان بازیابی و احیای رزین.

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

   • حذف بالای > ۹۰–۹۸ ٪ برای اکثر PFAS؛ تولید آب پساب شور با تمرکز بالا.

4. الکتروشیمیایی (Electrochemical Oxidation)

   • در محلول آبی یا بر روی الکترود ویژه (مثلاً بوروئیدی) PFAS را به CO₂ و فلوئوراید می‌شکند؛ فناوری در حال توسعه با مصرف انرژی نسبتاً بالا.

5. پیرولیز و سوزاندن با دمای بالا

   • برای لجن و رسوبات حاوی PFAS؛ دماهای > 1,000 °C برای شکست پیوند C–F مورد نیاز است.

6. Advanced Oxidation Processes (AOPs)

   • به‌تنهایی معمولاً کافی نیستند، اما در ترکیب با فرایندهای دیگر (مثلاً پلی‌فلوئوراید تجمیعی) می‌توان راندمان را افزایش داد.

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. LC–MS/MS (EPA Method 537.1 / 533.0)

   • جداسازی و کمی‌سازی PFOA, PFOS و ده‌ها PFAS دیگر در سطح ng/L.

2. HRMS (High‑Resolution MS)

   • کشف PFAS ناشناخته و اصطلاحاً “Unknown Peak Screening”.

3. TOP Assay (Total Oxidizable Precursor Assay)

   • اکسیداسیون پیش‌تصفیه PFAS پیش‌ماده (Precursors) به PFAAs قابل‌اندازه‌گیری → برآورد بار کلی «قابلیت آزادسازی».

4. Combustion Ion Chromatography (CIC)

   • اندازه‌گیری مجموع فلوئوراید – تعیین «Total Organic Fluorine» (TOF) و «Extractable Organofluorine» (EOF)

5. ELISA Kits و Bioassays

   • کیت‌های ایمونولوژیک برای PFOA/PFOS: غربالگری سریع (حد تشخیص ~ 1–10 ng/L)، نیاز به تأیید LC–MS/MS.

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • PFAS در سطوح محیطی بی‌بو و بی‌طعم هستند و هیچ نشانه حسی مستقیم ندارند.

• رنگ و کدورت:

  • آب آلوده به PFAS شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند؛ هیچ تغییر ظاهری ایجاد نمی‌کند.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست میدانی (Test Strips / Pocket Sensors)

   • پوشش رزین SAX یا حسگر اپتیکی با انتخاب‌پذیری محدود؛ تغییر رنگ در مقابل PFOS/PFOA ≥ 0.1 µg/L.

2. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • استفاده از آنتی‌بادی‌ها یا MIP برای تشخیص رنگ‌سنجی PFAS در پلاسما یا آب.

3. Passive Samplers (POCIS / SPMD)

   • جذب پیوسته PFAS از جریان آب برای دوره‌های 14–28 روزه → نمونه‌برداری با غلظت‌سازی بالا.

4. آنالیز فلوئوراید آزاد (Ion‑Selective Electrode)

   • پس از اکسیداسیون پیش‌تصفیه (AOP یا خورشیدی) برای تخمین TOF; نتیجه نیمه‌کمی.

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود PFAS

• منابع آلودگی

  • پایگاه‌های هوایی و کاربری AFFF (کف‌های آتش‌نشانی)، کارخانه‌های تورتوژنی و رنگ‌سازی، محل‌های دفن ضایعات الکترونیکی و صنایع تفلون‌کاری.

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • تجمع PFAS در بافت ماهی‌ها (ماهی قزل‌آلا، سالمون) و آبزیان بالادستی; قابلیت زیست‌فراگیری در زنجیره غذایی.

  • سمیت حاد برای Daphnia magna (LC₅₀ ~ 10–100 µg/L بسته به PFAS) و کاهش بقای لارو ماهیان.

• شاخص‌های شیمیایی و بیوشیمیایی

  • نسبت PFOS/PFOA بالا در آب‌های اطراف پایگاه‌های آتش‌نشانی.

  • افزایش آنزیم‌های کبدی (ALT/AST) و تغییرات در بیان ژن‌های حامل PPARα در ماهی‌ها و جوندگان.

جمع‌بندی مهندسی:
نظر به پایداری و زیست‌تجمع PFAS، پایش دوره‌ای آب آشامیدنی با ترکیبی از «LC–MS/MS + TOP Assay + CIC» و استفاده از سامانه‌های چندمرحله‌ای «رزین IEX + GAC + RO + الکتروشیمی» برای حذف مؤثر این ترکیبات ضروری است. در شرایط میدانی می‌توان از test strips و passive samplers برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را جهت تأیید دقیق به آزمایشگاه‌های مرجع ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات گلیفوزات (Glyphosate) در آب آشامیدنی

• ویژگی‌های شیمیایی

  • گلیفوزات (N‑(فوسفونو‌متیل)­گلیسین) یک علف‌کش وسیع‌الطیف است که به‌صورت نمک‌های ایزوپروپامینیوم یا آمونیومی تجاری عرضه می‌شود.

  • نسبتاً قطبی و محلول در آب (حدود ۱–۱۲ g/L بسته به pH)، با پایداری شیمیایی متوسط در محیط‌های خنثی.

• منشأ ورود به آب

  • شستشوی مزارع پس از سم‌پاشی، رواناب خاک‌های کشاورزی، نشت از مخازن ذخیره و ایستگاه‌های پمپاژ سموم

• خطرات بهداشتی

  • حاد: در آب با غلظت‌های زیر 1 mg/L معمولاً سمیت حاد قابل‌ملاحظه ندارد.

  • مزمن: برخی مطالعات اپیدمیولوژیک ارتباط احتمالی با اختلالات کلیوی–کبدی، اختلالات هورمونی و سرطان‌های خاص (گروه 2B IARC) را بررسی کرده‌اند؛ اما شواهد قطعی هنوز مورد بحث است.

  • تأثیرات بوم‌شناختی: سمیت بالا برای بی‌مهرگان آبزی (Daphnia spp.) و جلبک‌های فتوسنتزکننده در غلظت‌های چند میلی‌گرم‌برلیتر.

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO: ۰.۷ mg/L (Guideline)

  • EPA آمریکا: ۰.7 mg/L (MCLG) و ۷ mg/L (MCL)

  • اتحادیه اروپا: ۰.1 µg/L برای مجموع گلیفوزات و متابولیت آمید آمینو­متیل­فسفونیک (AMPA)

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف گلیفوزات

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف ۵۰–۷۰ ٪ بسته به زمان تماس و دانه‌بندی

   • بیوچار اصلاح‌شده: با گروه­‌های عاملی آهنی یا آمینی برای جذب انتخابی گلیفوزات

2. فرآیندهای غشایی (Membrane Processes)

   • اسمز معکوس (RO): حذف > ۸۰ ٪

   • نانوفیلتراسیون (NF): حذف ۵۰–۶۵ ٪ بسته به ممبران

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • O₃/H₂O₂ یا UV/H₂O₂: تجزیه رادیکالی پی‌آمدهای فسفونیک و شکستن پیوند C–N

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂): راندمان تخریب ۶۰–۸۰ ٪ در pH اسیدی

4. کاتالیز بیولوژیک (Biodegradation)

   • باکتری‌های تخصصی (مثل Pseudomonas sp.، Agrobacterium sp.) که قادر به هضم پی‌شرط فسفونیک و تولید AMPA و CO₂ هستند

   • راکتور بیوفیلتر با تأمین اکسیژن و مواد مغذی ثانویه

5. رسوب‌دهی شیمیایی (Co‑precipitation)

   • افزودن آلومینیم سولفات یا آهن کلرید → جذب همراه با فلوک‌های هیدروکسیدی

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. LC–MS/MS

   • روش استاندارد برای تفکیک گلیفوزات و متابولیت AMPA؛ حد تشخیص ~ 0.01–0.05 µg/L

2. ELISA Kits

   • کیت‌های ایمونوسانتی‌فیکسی: غربالگری سریع با حد تشخیص ~ 0.1 µg/L

   • مناسب نمونه‌های میدانی؛ تأیید با LC–MS/MS الزامی است

3. Ion Chromatography (IC) Coupled with MS

   • جداسازی آنیونی فسفونات و آمینو­متیل­فسفونیک

4. Colorimetric Methods

   • واکنش گلیفوزات با نیترات نقره یا معرف‌های فسفونات → تشکیل کمپلکس فلزی قابل‌اندازه‌گیری در λ≈660 nm؛ حد تشخیص ~ 0.5 mg/L

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • گلیفوزات در غلظت‌های محیطی بی‌بو و بی‌طعم است؛ هیچ نشانه حسی ندارد.

• رنگ و کدورت:

  • آب حاوی گلیفوزات شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند.

• آزمون ساده‌سازی‌شده (Field Test Kit)

  • افزودن معرف رنگ‌سنج فسفونات (مثل نیترات نقره) و مشاهده تغییر رنگ زرد تا نارنجی (نیمه‌کمی)

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

• نوارهای تست (Test Strips)

  • آغشته به آنتی‌بادی گلیفوزات: تغییر رنگ متناسب با غلظت در محدوده ppb

• µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

  • مناطق واکنش ELISA یا رنگ‌سنجی فسفونات با خوانش موبایلی

• سنسورهای الکتروشیمیایی

  • الکترودهای پوشش‌دار با MIP برای گلیفوزات: پاسخ پتانسیلی یا جریان

• Passive Samplers (POCIS)

  • جذب تدریجی گلیفوزات و AMPA روی رزین آنیونی در دوره ۷–۱۴ روزه؛ مناسب پایش بلندمدت

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود گلیفوزات

• منابع آلاینده

  • نزدیک مزارع ذرت، پنبه، کلزا و دیگر سطوح وسیع سم‌پاشی‌شده

  • جریان‌های آب ناشی از بارندگی پس از کاربرد سموم

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • سمیت برای بی‌مهرگان (Daphnia magna) با LC₅₀ ≈ 10–40 mg/L

  • تجمع AMPA در بافت گیاهان آبزی و کاهش تنوع جلبکی

• شاخص‌های بیوشیمیایی

  • افزایش بیان ژن‌های مرتبط با سم‌زدایی (پیرفت فسفوریلازها) در میگوها و ماهیان کوچک

  • تغییر در فعالیت آنزیم‌های فسفاتاز در بافت‌های کبدی

جمع‌بندی مهندسی:
گلیفوزات به‌دلیل محلولیت و پایداری متوسط در آب، نیازمند پایش دقیق با روش‌های LC–MS/MS یا ELISA و استفاده از سامانه‌های ترکیبی «ADSORPTION (GAC/Biochar) + AOP + BIODEGRADATION + RO/NF» برای حذف مؤثر آن و متابولیت AMPA است. در میدانی، µPADها و نوارهای تست می‌توانند برای غربالگری اولیه به‌کار روند و نمونه‌های مشکوک را برای تأیید قطعی به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. مشخصات و خطرات پاراکوات (Paraquat) در آب آشامیدنی

• فرمول و شیمی پایه

  • Paraquat یا ۱,۱′‑دی‌متیل‑۴,۴′‑بای‌پیریدیدیوم دی‌کلرید (C₁₂H₁₄N₂²⁺·2Cl⁻) یک گیاه‌کش قوی از خانواده پیریدینیوم است.

  • محلولیت بالا در آب (≈ 600 g/L)، پایداری شیمیایی در محیط‌های خنثی تا کمی اسیدی.

• سمیت و تأثیرات بهداشتی

  • تأثیر سیستمیک: بسیار سمی از راه بلع؛ سبب آزادسازی رادیکال‌های آزاد و اکسیدатив استرس، آسیب شدید ریوی (فیبروز)، کلیوی و کبدی.

  • حاد: تهوع، استفراغ، اسهال، درد شکمی، تنگی نفس شدید در ۲–۴ روز اول پس از بلع.

  • مزمن: مواجهه طولانی‌مدت با مقادیر کم می‌تواند منجر به آسیب کلیوی مزمن و تغییرات زیستی اکسیداتیو شود.

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO برای پاراکوات در آب آشامیدنی حدود 0.1 µg/L را در نظر گرفته (Provisional guideline)؛ در بسیاری کشورها آب آشامیدنی باید عاری از Paraquat باشد.

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف پاراکوات

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف 60–90 ٪ بسته به زمان تماس و دما.

   • بیوچار اصلاح‌شده: با گروه‌های عاملی کربوکسیلیک یا آمینی برای بهبود جذب اجسام قطبی چون پاراکوات.

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

   • RO: حذف > ۹۵ ٪؛ نیاز به پیش‌تصفیه جهت حذف جامدات معلق.

   • NF: حذف حدود ۷۰–۸۰ ٪؛ بسته به ممبران.

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • O₃/H₂O₂ یا UV/H₂O₂: تولید رادیکال •OH برای تجزیه سریع paraquat به ترکیبات ساده‌تر.

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂): راندمان تخریب بالای ۸۰ ٪ در pH≈3–5.

4. تخریب بیولوژیک (Bioremediation)

   • سویه‌های باکتریایی (مثلاً Pseudomonas putida) و قارچ‌های سفیدپژوه با توانایی کاهش الکتروشیمیایی paraquat.

   • راکتورهای بیوفیلتر با تهویه و تأمین منبع کربن ثانویه.

5. الکتروشیمی (Electrochemical Degradation)

   • الکترودهای گرافیتی/پلاتین در راکتور بدون جریان یا جریان‌دار برای احیای و اکسید کردن Paraquat.

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی پاراکوات

1. LC–MS/MS

   • جداسازی مستقیم در فاز مایع، تفکیک ایزومرها، حد تشخیص تا 0.01 µg/L.

2. HPLC–UV/Photodiode Array

   • استخراج جامد–مایع (SPE)، تشخیص در λ≈257 nm، حد تشخیص ~ 0.05 µg/L.

3. GC–MS پس از مشتق‌سازی

   • مشتق‌سازی با سیلان‌ها، شناسایی جرمی؛ پیچیدگی بالاتر اما حساسیت خوب.

4. ELISA Kits

   • کیت‌های ایمنی‌سنجی سریع برای پیش‌غربالگری، حد تشخیص ~ 0.1 µg/L.

5. Electrochemical Sensors

   • الکترودهای پوشش‌دار با MIP (Molecularly Imprinted Polymer)، پاسخ جریان/پتانسیل متناسب با غلظت.

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • Paraquat عموماً در غلظت‌های محیطی بی‌بو و بی‌طعم است.

  • در ppm بالا ممکن است طعم تلخ یا تند حس شود، اما غیرقابل‌اتکا.

• رنگ و ظاهر:

  • آب آلوده به paraquat شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند؛ هیچ تغییر ظاهری نمی‌توان مشاهده کرد.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته تشخیص

1. آزمون رنگ‌سنج با سدیم دی‌تیونی‌ت (Sodium Dithionite)

   • افزودن Na₂S₂O₄ به نمونه: کاهش Paraquat به رادیکال قرمز/آبی رنگ (Paraquat radical cation)؛ تغییر رنگ نیمه‌کمی.

2. نوارهای تست میدانی (Test Strips)

   • آغشته به MIP یا آنتی‌بادی Paraquat: تغییر رنگ با خوانش دستی یا موبایلی.

3. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • کانال‌های کاغذی با مناطق واکنش Na₂S₂O₄ + Paraquat → تشخیص رنگ با دوربین موبایل.

4. Passive Samplers (POCIS)

   • جذب تدریجی Paraquat روی رزین درون کاست کاغذی در مدت ۷–۱۴ روز → نمونه‌برداری بلندمدت.

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود پاراکوات

• منابع آلاینده

  • حوالی مزارع ذرت و سویا، ایستگاه‌های پرکردن سموم کشاورزی، جریان‌های آب ناشی از بارندگی پس از سم‌پاشی.

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • سمیت حاد برای بی‌مهرگان (Daphnia magna) با LC₅₀ ≈ 0.8–2 mg/L

  • اختلال در تنفس و جابه‌جایی ماهیان در استخرهای آلوده

• شاخص‌های بیولوژیکی

  • کاهش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی (SOD, CAT) در بافت ماهی‌ها

  • تغییر توزیع گونه‌ای و کاهش تنوع بی‌مهرگان آبزی

جمع‌بندی مهندسی:
پاراکوات به‌دلیل سمیت بالا و بی‌رنگ/بی‌بو بودن، ایمن‌سازی آب آشامیدنی مستلزم «پایش دوره‌ای با LC–MS/MS یا HPLC–UV + روش‌های میدانی (آزمون Na₂S₂O₄، test strips)» و استفاده از سامانه‌های چندمرحله‌ای «Adsorption (GAC/Biochar) + AOP + Bioremediation + RO/NF» است.در میدانی می‌توان از نوارهای تست و µPADها برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را برای تأیید دقیق به آزمایشگاه‌های تخصصی ارسال نمود.

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

۱. نکات و خطرات آترازین (Atrazine) در آب آشامیدنی

• ویژگی‌های شیمیایی و منشاء

  • آترازین یک هِرْبِساید (علف‌کش) تری‌آزینی است (فرمول C₈H₁₄ClN₅)، گسترده در کشاورزی برای کنترل علف‌های هرز در ذرت، ساقه‌های شلتوک و قهوه.

  • نیمه‌عمر محیطی در آب: ۳۰–۱۰۰ روز (وابسته به دما، pH و میکروبیولوژی).

• اثرات زیان‌بار بر سلامتی

  • اختلالات غدد درون‌ریز: اثرات استروژنی ملایم، کاهش سطح تستوسترون و اثر بر محور هیپوتالاموس–هیپوفیز–گناد

  • سمیت حاد: در دوزهای بسیار بالا اختلال در سیستم عصبی مرکزی (سرگیجه، گیجی)

  • سمیت مزمن: مطالعات حیوانی نشان‌دهنده اختلالات تولیدمثلی، تأخیر رشد، اختلالات کبدی–کلیوی و افزایش احتمال برخی سرطان‌ها (مثلاً سرطان سینه و پروستات)

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO: ۲ µg/L

  • EPA آمریکا: ۳ µg/L (Maximum Contaminant Level)

  • اتحادیه اروپا: ۰.۶ µg/L

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف آترازین

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف حدود 70–90٪ بسته به زمان تماس و شرط دما

   • رزین‌های تبادل یونی آنیونی سبک: جذب انتخابی ترکیب تری‌آزین

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

   • RO حذف > 95٪ آترازین

   • NF حذف 60–80٪ بسته به ممبران

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂: تجزیه حلقه تری‌آزینی و شکستن اتصالات C–Cl

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂) برای اکسیداسیون رادیکالی

4. تخریب بیولوژیک (Biodegradation)

   • باکتری‌های جنس Pseudomonas و قارچ‌های سفیدپژوه (Phanerochaete chrysosporium)

   • راکتور بیوفیلتر یا بستر سیال با جذب اولیه و تخریب میکروبی ثانویه

5. کوآگولاسیون/فلوکولاسیون + ته‌نشینی

   • افزودن FeCl₃ یا Al₂(SO₄)₃ → جذب جاذب‌های آلی + حذف فلوک‌ها

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی آترازین

1. LC–MS/MS

   • استاندارد طلایی برای جداسازی و شناسایی کمّی تا ng/L

   • بدون نیاز به مشتق‌سازی

2. GC–MS پس از مشتق‌سازی (e.g., TMS–Derivatization)

   • حساسیت بالا ولی نیازمند مراحل آماده‌سازی بیشتر

3. HPLC–UV

   • حد تشخیص ~ 0.1–0.5 µg/L با طول موج λ≈220–240 nm

   • استخراج جامد–مایع (SPE) برای کنسانتره کردن نمونه

4. Immunoassay (ELISA Kits)

   • کیت‌های پول‌شده: غربالگری سریع با حد تشخیص ~ 0.2 µg/L

   • مناسب پیش‌غربالگری

5. Bioassays (Yeast Estrogen Screen)

   • سلول‌های مخمری گزارشگر اثرات استروژنی آترازین

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو

  • آترازین در غلظت‌های میکروگرم‌برلیتر بی‌بو و بی‌طعم است؛ در غلظت‌های خیلی بالا (> mg/L) ممکن است طعم تلخ یا تیز ایجاد کند، اما غیرقابل‌اتکا.

• رنگ و کدورت

  • آب حاوی آترازین شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند؛ هیچ تغییر ظاهری آشکاری ندارد.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

• نوارهای تست میدانی (Test Strips)

  • پوشش آنتی‌بادی مخصوص آترازین: تغییر رنگ نیمه‌کمی (محدوده µg/L)

• µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

  • کانال‌های کاغذی با مناطق واکنش رنگ‌سنجی بر پایه ELISA مخفف

• سنسورهای الکتروشیمیایی نانوالیاف

  • الکترودهای MIP (Molecularly Imprinted Polymers) برای آترازین: پاسخ جریان پتانسیلی

• Passive Samplers (POCIS)

  • جذب پیوسته آترازین بر روی رزین پلیمر در دوره‌های ۷–۱۴ روزه → کنسانتره‌سازی برای آنالیز LC–MS

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود آترازین

• منابع شناسایی‌شده

  • حوالی مزارع ذرت و شلتوک، ایستگاه‌های کار با هِرْبِساید، کانال‌های آبیاری

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • اختلال در رشد و تولیدمثل بی‌مهرگان (Daphnia magna) در غلظت‌های > 5 µg/L

  • تغییر در نسبت گونه‌های آفات و زنبورهای گرده‌افشان

• شاخص‌های شیمیایی

  • نسبت متابولیت‌های DEA و DIA به آترازین (> 0.5) نشان‌دهنده تخریب زیستی فعال

  • افزایش TOC خام و کاهش UV₂₅₄ (هنگام تخریب ناقص)

• بیواندیكاتورها (Bioindicators)

  • افزایش بیان ژن‌های متابولیزه‌کننده (CYP450) در ماهی‌ها

  • تجمع آترازین در برگ‌های بوته‌های کنار جویبارها

جمع‌بندی مهندسی:
به‌دلیل بی‌بو و بی‌رنگ بودن آترازین در آب آشامیدنی، پایش دوره‌ای با روش‌های دقیق LC–MS/MS یا HPLC–UV و همچنین استفاده از سامانه‌های چندمرحله‌ای «Adsorption (GAC) + AOP + Biodegradation + RO/NF» برای حذف مؤثر آن ضروری است. در میدانی می‌توان از immunoassay kits، test strips و passive samplers برای غربالگری اولیه بهره جست و نمونه‌های مشکوک را جهت تأیید دقیق به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب