مرجع تخصصی آب و فاضلاب

خطرات دی‌اکسین‌ها و اسیدهای هالو استیک (HAAs) در آب آشامیدنی

الف) دی‌اکسین‌ها (PCDDs/PCDFs)

• ساختار و ویژگی: گروهی از ترکیبات کلردار آروماتیک با پایداری بسیار بالا و چربی‌دوستی؛ مهم‌ترین گونه‌ی سمی 2,3,7,8‑TCDD است.

• مصادر تشکیل: سوختن بی‌کربن یا مواد حاوی کلر (زباله‌سوزی، پالایش نفت، کاغذسازی).

• سمیت و اثرات:

  • سرطان‌زایی (IARC گروه 1)

  • اختلالات غدد درون‌ریز و ایمنی

  • ناهنجاری‌های رشدی در نوزادان و کودکان

ب) اسیدهای هالو استیک (HAAs)

• شیمیا و گونه‌ها: شامل پنج ترکیب اصلی: MCAA، DCAA، TCAA، MBAA، DBCAA (مونوالواستیک، دی‌واستیک، تری‌واستیک کلردار و برم‌دار).

• مصادر تشکیل: واکنش کلر/دی‌اکسید کلر/ازن با مواد آلی طبیعی (TOC) در آب خام.

• سمیت و اثرات:

  • در تحقیقات حیوانی: افزایش خطر برخی سرطان‌های مثانه و کبد

  • اختلال کبدی–کلیوی در مواجهات مزمن

  • احتمال تولید استرس اکسیداتیو و آسیب DNA

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف

الف) دی‌اکسین‌ها

1. جذب سطحی با کربن فعال (GAC/PAC): حذف > 90 ٪

2. اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون: ممبران‌های ریزسورف > 95 ٪

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOP): UV/H₂O₂، O₃/H₂O₂ برای شکست حلقه کلردار

4. حرارت کنترل‌شده (Thermal Desorption): برای رسوبات و کربن‌ها

5. بیورمدیشن: استفاده از گونه‌های باکتریایی یا قارچی احیاکننده

ب) HAAs

1. اصلاح فرآیند گندزدایی: استفاده از ازن/UV به‌جای کلر

2. جذب با کربن فعال: حذف 40–80 ٪ بسته به نوع HAA

3. اسمز معکوس: حذف > 90 ٪

4. تبادل یونی آنیونی: حذف اسیدهای کلردار

5. فرآیندهای AOP: تخریب ترکیبات کلردار به CO₂ و H₂O

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

الف) دی‌اکسین‌ها

• GC–HRMS: استاندارد طلایی، حد تشخیص pg/L

• GC–MS/MS: تفکیک و تشخیص چندمرحله‌ای

• بیواسی DR‑CALUX: اندازه‌گیری TEQ کلی

ب) HAAs

• GC–ECD/FID پس از مشتق‌سازی (Methylation): حد تشخیص ~ µg/L

• LC–MS/MS: مستقیم بدون مشتق، حساسیت بالا

• EPA Method 552.3: استخراج جامد–مایع + GC–ECD

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو:

  • دی‌اکسین‌ها و HAAs در غلظت‌های محیطی بی‌بو و بی‌طعم.

• رنگ و کدورت:

  • هیچ تغییر ظاهری در آب ایجاد نمی‌کنند.

• آزمون‌های میدانی غیرکمی:

  • عبور آب از كربن فعال و مشاهده تیرگی کربن (نشانهٔ آلودگی آلی کلی).

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

روش‌های ساده (میانبری)

• کیت‌های آزمایش سریع HAA: نوارهای تست رنگ‌سنج با تغییر رنگ در حضور HAAs

• بایوسنسورهای چاپی (µPADs): واکنش رنگی HAAs با معرف‌های آنیونی

روش‌های پیشرفته

• سنسورهای نانوفناوری: نانوذرات طلا/نقره با لیگاندهای خاص برای تشخیص طیفی

• حسگرهای الکتروشیمی پرتابل: الکترودهای پوشش‌دار MIP (Molecularly Imprinted Polymers)

• Passive Samplers (SPMD/POCIS): جذب پیوسته دی‌اکسین‌ها و HAAs برای پایش طولانی‌مدت

۶. علائم و نشانه‌های محیطی

• تجمع در رسوبات:

  • دی‌اکسین‌ها در رسوبات گل‌آلود و ته‌نشین‌شده در مخازن و رودخانه‌ها

  • HAAs کمتر در رسوبات تجمع می‌یابند ولی بالا بودن TOC خام منشاء هدررفت می‌تواند هشدار باشد

• اثر بر آبزیان:

  • افزایش TEQ در سلول‌های ماهی‌های شکارچی (چربی بالا)

  • اختلالات رشد و تولیدمثل در بی‌مهرگان

• منابع شناسایی:

  • نزدیکی به زباله‌سوزها، صنایع شیمیایی کلردار و تصفیه‌خانه‌های شهری

جمع‌بندی مهندسی:
به‌دلیل بی‌بو و پایداری بالای دی‌اکسین‌ها و HAAs، تنها راه اطمینان از حذف ادواری این ترکیبات، استفاده از سامانه‌های چندمرحله‌ای «اصلاح گندزدایی + جذب سطحی + AOP + ممبران» و پایش دقیق با GC–HRMS و LC–MS/MS است. کیت‌های میدانی و سنسورهای نانوفناوری می‌توانند برای غربالگری اولیه به‌کار روند، اما تأیید نهایی باید در آزمایشگاه انجام شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب