مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات پلی‌کلره‌د بی‌فنیل‌ها (PCBs) در آب آشامیدنی

• ویژگی‌های شیمیایی و محیطی

  • PCBs مخلوط‌های همولوگی از بی‌فنیل‌های کلردار (بالغ بر ۲۰۰ ایزومر) با چربی‌دوستی بسیار بالا و پایداری شیمیایی و حرارتی.

  • ضریب تقسیم آب/چربی (Kow) معمولاً بین ۱۰^۴ و ۱۰^۷، تمایل قوی به جذب در رسوبات و بافت‌های چربی اندامی.

• منشأ در آب آشامیدنی

  • نشت از ضایعات و محل‌های دفن سابق تجهیزات ترانسفورماتور و خازن‌های قدیمی، پساب صنایع الکترونیک، عبور با آب‌های سطحی از محوطه‌های آلوده.

• خطرات سلامتی

  • سرطان‌زایی (IARC گروه 1@2A بسته به ایزومر): افزایش خطر لنفوم، سرطان کبد و پوست

  • اختلالات غدد درون‌ریز: تأثیر بر هورمون‌های تیروئید و استروژن

  • سمیت مزمن: آسیب کبدی (افزایش آنزیم‌های ALT/AST)، اختلال عملکرد ایمنی و عصبی–رفتاری (اختلال یادگیری در کودکان)

  • تأثیرات زیست‌تجمعی: تجمع طولانی‌مدت در بافت‌های انسانی با نیمه‌عمر زیستی تا چند سال

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف PCBs

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف ۸۰–۹۵ ٪ بسته به چربی‌دوستی ایزومر و زمان تماس

   • رزین‌های زیستی اصلاح‌شده (Biochar-based): ظرفیت جذب بالا و امکان احیا

2. اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون

   • RO: حذف > ۹۰ ٪ PCBs

   • NF: حذف ۷۰–۸۵ ٪، بسته به وزن مولکولی و تعداد کلر

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • O₃/UV یا UV/H₂O₂: تخریب حلقه بی‌فنیلی و جوانه‌زدایی کلر

   • پیرولیز تحت خلا (Pyrolysis): حذف از رسوبات

4. بیورمدیشن و بیواوغلاسیون

   • باکتری‌ها و قارچ‌های احیاکننده یا یوکسیژن‌دوست (Dehalococcoides, Phanerochaete chrysosporium)

   • راکتور زیستی همراه با تأمین الکترون‌دهنده (متانول)

5. الکتروشیمی

   • الکترودپلیمریزاسیون بر روی کاتد طلا/پلاتین برای احیای پی‌درپی PCBs به بی‌فنیل و کلر آزاد

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. GC–MS (EPA Method 8082)

   • استخراج مایع–مایع یا جامد–مایع با دکسترین/هگزان → تفکیک و شناسایی ایزومرها

   • حد تشخیص ~ 0.01–0.1 µg/L

2. GC–HRMS (High Resolution MS)

   • دقت تفکیکی بالا برای تمایز PCBs و دی‌اکسین‌های ثانویه

3. ELISA Kits

   • غربالگری سریع TEQ کلی؛ حساسیت ~ 0.05 µg/L ولی تداخل بیشتر

4. Bioassay DR‑CALUX

   • سلول‌های گزارشگر AhR برای سنجش کل سمیت اکتیوژنیک

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • PCBs در غلظت‌ µg/L بی‌بوی و بی‌طعم هستند؛ هیچ علامت حسی مستقیمی ندارند.

• رنگ و کدورت:

  • آب آلوده به PCBs شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند؛ هیچ تغییر ظاهری ایجاد نمی‌کند.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

• نوارهای تست میدانی (Passive Sampling Strips)

  • نوارهای آغشته به کربن فعال یا رزین MIP جذب‌کننده طیف وسیعی از PCBs

• SPME–GC–MS (Solid‑Phase Microextraction)

  • جذب PCBs از مرحله گازی بالای آب روی فیبر بدون استفاده از حلال

• µPADs با رنگ‌سنجی فلورسانس فرابنفش

  • واکنش با معرف‌های مخصوص حلقه آروماتیک و اندازه‌گیری با موبایل

• سنسورهای نانوالیاف الکتروشیمیایی

  • الکترودهای پوشش‌دار با نانوذرات طلا و MIP برای پاسخ جریان احیا

۶. علائم و نشانه‌های محیطی حضور PCBs

• تجمع در رسوبات

  • رسوبات رودخانه، بستر تالاب‌ها و مخازن: لایه‌های آلوده با Kd بالا

• اثر بر آبزیان و زیست‌فراگیری

  • تجمع در چربی ماهی‌های شکارچی (ماهی سفید، سالمون) تا چند ده mg/kg

  • اختلالات تولیدمثلی و افزایش مرگ و میر لارو

• ضرورت پایش زنجیره غذایی

  • بررسی تمرکز PCBs در ماهی، صدف و گیاهان آبی به‌عنوان شاخص Bioaccumulation Factor (BAF)

جمع‌بندی مهندسی:
PCBs به‌دلیل پایداری و زیست‌تجمع بالا، نیازمند سامانه‌های چندمرحله‌ای «جذب سطحی با GAC + RO/NF + AOP/بیورمدیشن» و پایش دقیق با GC–MS یا GC–HRMS هستند. روش‌های میدانی مانند نوارهای تست و ELISA می‌توانند غربالگری اولیه فراهم کنند، اما تأیید نهایی باید در آزمایشگاه صورت گیرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب