مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات اورانیوم در آب آشامیدنی

• منشأ و فرم‌های شیمیایی

  • اورانیوم طبیعی (U‑238) عمدتاً به‌صورت اُرانیل (UO₂²⁺) محلول در آب ظاهر می‌شود.

  • از حل شدن سنگ‌های معدنی اورانینیت، توره و گرانیت در آب‌های زیرزمینی و چشمه‌ها ناشی می‌شود.

• اثرات شیمیایی و پرتویی

  • سمیت شیمیایی کلیوی: اُرانیل به سلول‌های کلیوی می‌چسبد و موجب آسیب به توبول‌ها و کاهش فیلتراسیون می‌شود.

  • پرتویی آلفا: اگرچه انرژی نفوذ کمی دارد، پس از رسوب در استخوان یا بافت کلیوی می‌تواند خطر سرطان و فعالیت سلولی غیرطبیعی ایجاد کند.

• استانداردها و حد مجاز

  • EPA آمریکا (MCL): 30 µg/L (به‌صورت U)

  • WHO: 30 µg/L

  • EU: 15 µg/L

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف اورانیوم

1. تبادل یونی کاتیونی

   • رزین‌های سولفواکسید (–SO₃H) جذب قوی UO₂²⁺ دارند؛ احیا با محلول اسیدی یا نمکی.

2. اسمز معکوس (RO)

   • حذف > ۹۰ ٪؛ نیاز به پیش‌تصفیه برای جلوگیری از گرفتگی ممبران

3. لایم سافتنینگ (Lime Softening)

   • افزودن Ca(OH)₂ تا pH≈10 → رسوب UO₂CO₃ → فیلتراسیون شنی

4. جذب سطحی (Adsorption)

   • آلومینا فعال و بیوچار اصلاح‌شده: ظرفیت ۰.۵–۵ mg U/g

   • زئولیت‌ها و مواد نانوپلیمر برای جذب انتخابی

5. پری‌سیپیتاسیون با فسفات

   • افزودن فسفات سدیم → رسوب UO₂₃(PO₄)₂ → فیلتراسیون

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. ICP–MS

   • حد تشخیص < 0.1 µg/L؛ تفکیک ایزوتوپی U‑238/U‑235

2. Arsenazo III Colorimetry

   • واکنش اُرانیل با آرِْسِنَزو در محیط اسیدی → رنگ ارغوانی (λ≈652 nm)؛ حد تشخیص ~ 1 µg/L

3. Alpha Spectrometry

   • جداسازی شیمیایی، جمع‌آوری رادیوایزوتوپ روی غشای فلزی، اندازه‌گیری انرژی آلفا

4. Laser Fluorimetry

   • برانگیختن فلورسانس اُرانیل؛ کاربرد در میدان با دستگاه پرتابل

5. Kinetic Phosphorescence Analysis (KPA)

   • روش حساس با برانگیختن فتوفیزیکی و اندازه‌گیری فسفرسانس

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو، طعم، رنگ:

  • آب حاوی اورانیوم بی‌بو، بی‌رنگ و بی‌طعم است؛ هیچ نشانه حسی ندارد.

• رسوب‌گذاری ساده

  • افزودن غلیظ NaOH → رسوب اندکی زرد‑نیشکی UO₂(OH)₂ در غلظت‌های بالا (> mg/L)

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست میدانی (Field Test Kits)

   • کیت‌های Arsenazo III در قوطی‌های تیوبی؛ تغییر رنگ مقیاسی تا 100 µg/L

2. Passive Samplers (Diffusive Gradients in Thin Films)

   • جذب اورانیل روی رزین قاطی‌شده در ژل سیلیکاتی برای دوره ۷–۱۴ روزه

3. سنسورهای الکتروشیمیایی

   • الکترود پوشش‌داده‌شده با لیگاند تیول برای اندازه‌گیری پتانسیل UO₂²⁺

4. µPADs (Microfluidic Paper Devices)

   • مناطق واکنش Arsenazo III روی کاغذ میکروفلوئیدیک + خوانش موبایلی

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود اورانیوم

• تشخیص ژئوشیمیایی

  • آب‌های زیرزمینی در مناطق گرانیتی یا رسوبی با TDS و سختی بالا غالباً بار اورانیوم دارند

  • نسبت U/Ca نسبت به آب‌های مرجع بالاتر

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • سمیت حاد برای بی‌مهرگان (Daphnia magna LC₅₀ ≈ 0.1–0.5 mg/L)

  • تجمع در ماهیان بسترزی (U در مقادیر µg/g خشک)

• شاخص‌های پرتویی

  • افزایش دز آلفای Gross در نمونه‌های آب گرفته‌شده، به‌ویژه در چاه‌های عمیق

جمع‌بندی مهندسی:
به‌دلیل فقدان علائم حسی و سمیت کلیوی–پرتویی اورانیوم، پایش دوره‌ای با ICP–MS یا Arsenazo III و حذف با ترکیب «تبادل یونی + RO + Lime Softening + Adsorption» ضروری است. کیت‌های میدانی و سنسورهای پرتابل می‌توانند غربالگری اولیه انجام دهند و نمونه‌های مشکوک را برای تأیید به آزمایشگاه ارسال کنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب