مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. خطرات دی‌اکسین‌ها و فونال‌ها در آب آشامیدنی

• ساختار و ماهیت شیمیایی

  • دی‌اکسین‌ها (PCDDs) و فونال‌ها (PCDFs) گروهی از ترکیبات کلردار آلی پایدار و چربی‌دوست هستند.

  • بیش از ۲۰۰ گونهٔ متفاوت، که ۷۷ نوع PCDD و ۱۳۰ نوع PCDF وجود دارند.

  • سمی‌ترین گونه معمولاً 2,3,7,8‑TCDD (به‌عنوان عامل مرغ فاجعه) است.

• ویژگی‌های محیطی

  • پایداری بالا: مقاومت در برابر تجزیه حرارتی و شیمیایی

  • چربی‌دوستی: تمایل به جذب در رسوبات آلی و زیست‌توده آبزیان

  • زیست‌تجمع و زیست‌فراگیر: صعود در زنجیرهٔ غذایی و غلظت بالاتر در گوشت و چربی ماهی

• اثرات زیستی–سومی

  • سرطان‌زایی: گروه 1 IARC، مرتبط با سرطان‌های کبد، ریه، پوست و لنفوم

  • اختلالات غدد درون‌ریز: اثر بر متابولیسم استروژن و تیروئید

  • نوزادان و کودکان: تأخیر در رشد، نقص عصبی–رفتاری، اختلال ایمنی

  • سیستم ایمنی و تولید مثل: کاهش سلول‌های دفاعی، اختلال باروری، سقط جنین

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال دانه‌ای (GAC) و کربن فعال پودری (PAC): کارآیی بالا در حذف دی‌اکسین‌ها تا > 90 ٪

   • رزین‌های زیستی اصلاح‌شده: افزایش ظرفیت جذب با افزودن گروه‌های قطبی

2. اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون

   • RO: حذف > ۹۵ ٪، اما نیازمند پیش‌تصفیه برای کاهش گرفتگی ممبران

   • NF: حذف مولکول‌های بالای 200–300 دالتون، مناسب برای دی‌اکسین‌ها

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂: تخریب پیوند کلر–آگزیژن و شکست حلقه دی‌اکسینی

   • TiO₂ فوتوکاتالیز: اکسیداسیون سطحی زیر تابش UV

4. فرآیندهای حرارتی–شیمیایی

   • جوشش (Thermal Desorption): استخراج دی‌اکسین‌ها از رسوبات و کربن فعال

   • پیرولیز کنترل‌شده: تخریب در دماهای بالا زیر احتراق کامل

5. بیورمدیشن و بیواوغلاسیون

   • باکتری‌ها و قارچ‌های خاص (Dehalococcoides, Phanerochaete chrysosporium)

   • افزودن مواد جاذب آلی (پپتید، سوبسترا) جهت افزایش قابلیت دسترسی میکروبی

6. الکتروشیمی

   • الکترودپلیمریزاسیون برای اکسایش و احیای گونه‌های کلردار

   • الکترودهای پوشش‌دار با نانوذرات برای تخریب الکتروشیمیایی

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. GC–HRMS (Gas Chromatography–High Resolution Mass Spectrometry)

   • استاندارد طلایی: تفکیک گونه‌ها بر اساس وزن دقیق و الگوهای ایزوتوپی

   • حد تشخیص ng/L (پیکوگرم بر لیتر)

2. GC–MS/MS

   • تفکیک و تشخیص دو مرحله‌ای، حساسیت بالا و حذف تداخل‌های ماتریسی

3. Bioassayها (DR‑CALUX, XenoScreen)

   • سلول‌های گزارشگر با بیان ژن لوکالیزر در برابر لیگاندهای AhR

   • غربالگری سریع برای برآورد TEQ (Toxic Equivalency)

4. ELISA

   • کیت‌های ایمونوسانتی‌فیکسی برای غربالگری اولیه

   • حساسیت کمتر از GC–MS، اما سریع و کم‌هزینه

5. Passive Samplers (SPMD, POCIS)

   • جذب دی‌اکسین‌ها از گذر زمان بر روی میکروجلی

   • مناسب پایش بلندمدت آب‌های سطحی و زیرسطحی

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• طعم و بو

  • دی‌اکسین‌ها و فونال‌ها در غلظت‌های محیطی هیچ طعم یا بوی قابل‌تشخیصی ندارند.

• تغییر رنگ یا کدورت

  • مولکول‌های دی‌اکسینی در آب شفاف باقی می‌مانند؛ هیچ تغییر ظاهری ایجاد نمی‌کنند.

• رسوب‌دهی شیمیایی ساده

  • با افزودن کربن فعال و سپس مشاهده تیرگی یا رنگ‌گرفتن آن می‌توان به وجود آلودگی آلی پی برد ولی غیرکمی است.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

• سنسورهای نانوفناوری

  • نانوذرات طلا یا نقره پوشش‌دار با لیگاندهای خاص برای پیوند با حلقه‌های کلردار → تغییر جذب سطحی

• حسگرهای الکتروشیمیایی پرتابل

  • الکترودهای پوشش‌داده‌شده با پلی‌پیرول و مولکول‌های زیستی (MIP)

• Microfluidic & µPADs

  • دستگاه‌های کاغذی میکروفلوئیدیک با مناطق جذب PAC و معرف رنگ‌سنج، مناسب میدانی

• تحلیل طیفی FT‑IR/ATR

  • شناسایی باندهای ارتعاشی C–Cl و ساختار آریل–اکسیژن در نمونه‌های کنسانتره

۶. علائم و نشانه‌های محیطی

• تجمع در رسوبات

  • لایه‌های پلکانی با غلظت بالا در ته‌نشین‌های مناطق صنعتی (سوزاندن زباله، پالایش نفت)

• اثر بر آبزیان و زنجیره غذایی

  • تجمع TEQ بالا در چربی ماهی‌های شکارچی (ماهی تن، مارلین)

  • بروز تغییرات رفتاری و رشد ناقص بچه‌ماهی‌ها

• شاخص‌های زیستی (Biomarkers)

  • فعالیت ↑ CYP1A1 در ماهی‌ها و کامبینادورهای دریایی

  • تغییر بیان ژن AhR و تولید ROS در نمونه‌های بیولوژیک

• منابع آلاینده

  • سوزاندن پسماندهای کلردار، تولید مواد شیمیایی کلردار (پلی‌وینیل کلراید)، معادن آلومینیوم و کاغذسازی

جمع‌بندی مهندسی:
دی‌اکسین‌ها و فونال‌ها به‌دلیل پایداری و سمیت بالا، نیازمند سیستم‌های تصفیهٔ چندمرحله‌ای «جذب سطحی با GAC/PAC + اکسیداسیون پیشرفته + اسمز معکوس/نانوفیلتراسیون» و پایش دقیق با GC–HRMS و بیواسی‌ها هستند. روش‌های میدانی مبتنی بر ELISA و سنسورهای نانوفناوری می‌توانند غربالگری سریع انجام دهند، ولی تأیید نهایی باید در آزمایشگاه با تجهیزات دقیق صورت گیرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب