مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات اتیل‌بنزن (C₆H₅–CH₂–CH₃) در آب آشامیدنی

• ویژگی‌های شیمیایی و منابع ورود

  • اتیل‌بنزن یک ترکیب آروماتیک فرار (VOC) با نقطه جوش 136 °C و ضریب تقسیم آب/هوا بالا است.

  • منشأ: نشت بنزین و نفتا، فاضلاب صنایع پتروشیمی و رنگ‌سازی، رواناب صنعتی و بارش آلوده.

• خطرات بهداشتی

  • اثرات حاد: سردرد، سرگیجه، تهوع و تحریک دستگاه عصبی مرکزی در مواجهه با بخار یا خوردن آب با غلظت بالا.

  • اثرات مزمن: اختلال کبدی و کلیوی، تغییرات رفتاری (اختلال حافظه و تمرکز) مطالعات شغلی نشان داده‌اند.

  • سرطان‌زایی: از نظر IARC در گروه 2B (احتمالاً سرطان‌زا) قرار دارد؛ ارتباط مشکوک با سرطان‌های خون و دستگاه تنفسی.

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO: 700 µg/L

  • EPA آمریکا: 700 µg/L (برای مجموع BTEX)

  • اتحادیه اروپا: 1 mg/L برای مجموع BTEX

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف اتیل‌بنزن

1. هوادهی و Air Stripping

   • برج تماس هوا–آب یا حباب‌زنی با هوا/ازت: حذف > 90 ٪ فراریت بالا

   • نیاز به جذب گاز خروجی بر روی کربن فعال

2. جذب سطحی (Adsorption)

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

   • رزین‌های پلیمری آروماتیک: جذب گزینشی ترکیبات آروماتیک

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

   • RO حذف ~ 80–90 ٪

   • NF حذف ~ 40–70 ٪ بسته به ممبران

4. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂ برای تخریب ساختار آروماتیک و اکسایش کامل به CO₂ و H₂O

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂) در pH اسیدی راندمان 70–90 ٪

5. بیورمدیشن (Bioremediation)

   • باکتری‌های تخریب‌کننده VOC مثل Pseudomonas putida در بیوراکتورهای هوازی

   • راکتور بیوفیلتر: حذف > 80 ٪ با تنظیم اکسیژن و تغذیه کربنی

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. Purge‑and‑Trap GC–MS (EPA 524.2)

   • نمونه آب با گاز بی‌اثر purge می‌شود، THMs و VOC جدا و به GC–MS منتقل می‌شود؛ حد تشخیص ~ 0.2 µg/L

2. Headspace GC–FID

   • گرم کردن نمونه و اندازه‌گیری مستقیم بخار VOC؛ حد تشخیص ~ 1–5 µg/L

3. SPME–GC–MS (Solid‑Phase Microextraction)

   • فیبر SPME جذب VOC از فاز گازی بالای نمونه می‌کند، سپس در GC–MS تحلیل می‌شود؛ حساسیت بالا

4. GC–MS/MS

   • تفکیک دوگانه برای حذف تداخل‌های ماتریسی، دقت و صحت افزوده

5. سنسورهای میدانی پرتابل

   • ابزارهای پرتابل با لوله‌های رنگ‌سنج Purge–and–Trap ساده یا طیف‌سنجی UV

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو:

  • در ppm بوی شیرین–شیمیایی شبیه تینر یا رنگ احساس می‌شود؛ در µg/L معمولاً بو ندارد.

• طعم:

  • تلخی یا طعم روغنی خفیف در غلظت‌های بالا (> mg/L)؛ غیرقابل‌اتکا.

• رنگ و کدورت:

  • آب شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند؛ هیچ تغییری در ظاهر ایجاد نمی‌کند.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست VOC (Colorimetric Tubes)

   • لوله‌های Dräger یا مشابه با پری‌پک جاذب و معرف رنگی؛ مقدار ppm

2. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • کانال‌های کاغذی با مناطق جذب GAC یا رزین + واکنش رنگ‌سنجی

3. Passive Samplers (SPMD / POCIS)

   • جذب پیوسته VOC در فاز لیپیدی یا رزین برای دوره‌های 7–14 روزه → آنالیز GC

4. سنسورهای نانوالیاف الکتروشیمیایی

   • الکترودهای پوشش‌دار مولکول‌های Imprinted برای اتیل‌بنزن → پاسخ جریان یا پتانسیل

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود اتیل‌بنزن

• منابع آلاینده

  • نزدیکی به پمپ‌بنزین، مخازن نفت زیرزمینی، پالایشگاه‌ها و صنایع رنگ‌سازی

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • سمیت حاد برای بی‌مهرگان (Daphnia magna LC₅₀ ≈ 5–50 mg/L)

  • اختلال در استراتگ‌های تنفسی و رفتاری ماهیان در غلظت‌های چند µg/L

• شاخص‌های هیدروژئوشیمیایی

  • نسبت اتیل‌بنزن/تولوئن بالا نشانه منشاء سوختی تازه

  • همبستگی مثبت بین BTEX کل و TPH در نمونه‌ها

• بیواندیكاتورها

  • افزایش فعالیت CYP450 در کبد ماهی‌ها و آبزیان

  • تجمع اتیل‌بنزن در بافت چربی ماهیان شکارچی (سالمون، قزل‌آلا)

جمع‌بندی مهندسی:
اتیل‌بنزن در آب بی‌رنگ و بی‌بو است؛ تنها پایش دقیق با Purge‑and‑Trap GC–MS یا Headspace GC–FID و حذف مؤثر با «Air Stripping + Adsorption (GAC) + AOP + Bioremediation + RO/NF» قابل تضمین است. برای غربالگری میدانی می‌توان از نوارهای تست VOC، µPADs و Passive Samplers بهره برد و نمونه‌های مشکوک را برای تایید دقیق به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب