مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات ترکیبات تری‌هالومتان (THMs) در آب آشامیدنی

• تعریف و گونه‌ها

  • THMها محصولات جانبی گندزدایی کلردارند که از واکنش کلر با مواد آلی طبیعی (TOC) در آب شکل می‌گیرند.

  • چهار گونه اصلی: تری‌کلرومتان (کلرومتان یا کلروفرم CHCl₃)، برموکلرومتان (CHBrCl₂)، دای‌برموکلرومتان (CHBr₂Cl) و تری‌برمومتان (CHBr₃).

• خطرات سلامت

  • سرطان‌زایی: کلروفرم و برخی بَرموگونه‌ها طبق IARC گروه 2B (مشکل‌ساز احتمالی برای انسان).

  • اختلالات کبد و کلیه: مواجهه مزمن خطر افزایش آنزیم‌های کبدی و سمّیت کلیوی.

  • اختلالات تولیدمثلی: مطالعات حیوانی ارتباط با سقط و نقایص جنینی را نشان داده‌اند.

• استانداردها و حد مجاز

  • EPA آمریکا: 80 µg/L مجموع چهار THM (MCL)

  • WHO: راهنمای 100 µg/L برای کل THMها

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف THMها

1. جذب سطحی (Adsorption)

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

2. فرآیندهای غشایی

   • اسمز معکوس (RO): حذف > 90 ٪ THM

   • نانوفیلتراسیون (NF): حذف 70–85 ٪ بسته به ممبران

3. هوادهی (Air Stripping)

   • برج تماس هوا–آب یا حباب‌زنی: حذف تا > 95 ٪ به علت فراریت THMها

   • نیاز به جذب گاز خروجی بر روی کربن فعال

4. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • O₃/H₂O₂ یا UV/H₂O₂: تجزیه بخشی از THMها و کاهش پیش‌سازها

5. اصلاح فرآیند گندزدایی

   • جایگزینی کلر با ازن یا کلرامین ↓ تولید THM

   • پیش‌اکسیداسیون با ازن برای شکستن TOC پیش از کلرزنی

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. GC–MS (EPA Method 524.2)

   • Purge‑and‑Trap آب با گاز بی‌اثر → GC–MS برای تشخیص CHCl₃، CHBrCl₂، CHBr₂Cl، CHBr₃؛ حد تشخیص ~ 0.5 µg/L

2. GC–ECD یا FID

   • پس از Purge‑and‑Trap یا Headspace؛ اندازه‌گیری جداگانه یا مجموع

3. Headspace GC–MS

   • گرم کردن نمونه و اندازه‌گیری مستقیم بخار THM

4. سنسورهای اپتیکی میدانی

   • ابزار پرتابل با جذب UV برای تخمین کل THM (غیرتفکیکی)

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو:

  • در غلظت‌های عملی (<80 µg/L) چشایی ندارد؛ در ppm بوی شیرین–شیمیایی (شبیه کلر) ممکن است حس شود.

• طعم:

  • تلخی ضعیف در غلظت‌های بالا (صدها µg/L)، اما غیرقابل‌اتکا.

• تغییر رنگ یا کدورت:

  • THMها در آب آشامیدنی هیچ رنگ یا کدورت خاصی ایجاد نمی‌کنند.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست میدانی (Test Tubes Kits)

   • Purge‑and‑Trap ساده میدانی + کپسول‌های جذب‌شونده و خوانش رنگی تقریباً semi‑quantitative

2. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • جذب THM در فاز گازی بر روی لایه کاغذی با پوشش خاص + خوانش موبایلی

3. Passive Samplers (SPMD)

   • جذب پیوسته THMها روی فاز لیپیدی در دوره چند روزه → آنالیز GC

4. امپدانس سنج‌ها (Electrochemical Sensors)

   • پوشش‌های نانوپلیمر حساس به VOC → تغییر امپدانس در حضور THM

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود THMها

• منابع آلودگی

  • نزدیکی به تصفیه‌خانه‌های کلرزنی آب، مخازن ذخیره تحت کلرزنی، خروجی پساب شهری

• اثر بر آبزیان

  • سمیت حاد برای بی‌مهرگان (Daphnia magna LC₅₀ ≈ 1–5 mg/L) و ماهیان

  • اختلال در جذب اکسیژن آبزیان به علت تأثیر THMها بر غشاء تنفسی

• شاخص‌های هیدروژئوشیمیایی

  • نسبت بالای THM پیش‌سازها (TOC) به کلر در ورودی‌های تصفیه‌خانه‌ها

  • افزایش کل THM در تابستان به دلیل دمای بالاتر و واکنش سریع‌تر

خلاصه مهندسی:
THMها به‌دلیل فراریت و بی‌رنگ/بی‌بو بودن نیازمند «هوادهی + Air Stripping + Adsorption (GAC) + RO» و اصلاح گندزدایی (ازن/کلرامین) هستند. پایش دقیق با Purge‑and‑Trap GC–MS و غربالگری میدانی با کیت‌های تست یا سنسورهای اپتیکی توصیه می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب