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