مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات گلیفوزات (Glyphosate) در آب آشامیدنی

• ویژگی‌های شیمیایی

  • گلیفوزات (N‑(فوسفونو‌متیل)­گلیسین) یک علف‌کش وسیع‌الطیف است که به‌صورت نمک‌های ایزوپروپامینیوم یا آمونیومی تجاری عرضه می‌شود.

  • نسبتاً قطبی و محلول در آب (حدود ۱–۱۲ g/L بسته به pH)، با پایداری شیمیایی متوسط در محیط‌های خنثی.

• منشأ ورود به آب

  • شستشوی مزارع پس از سم‌پاشی، رواناب خاک‌های کشاورزی، نشت از مخازن ذخیره و ایستگاه‌های پمپاژ سموم

• خطرات بهداشتی

  • حاد: در آب با غلظت‌های زیر 1 mg/L معمولاً سمیت حاد قابل‌ملاحظه ندارد.

  • مزمن: برخی مطالعات اپیدمیولوژیک ارتباط احتمالی با اختلالات کلیوی–کبدی، اختلالات هورمونی و سرطان‌های خاص (گروه 2B IARC) را بررسی کرده‌اند؛ اما شواهد قطعی هنوز مورد بحث است.

  • تأثیرات بوم‌شناختی: سمیت بالا برای بی‌مهرگان آبزی (Daphnia spp.) و جلبک‌های فتوسنتزکننده در غلظت‌های چند میلی‌گرم‌برلیتر.

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO: ۰.۷ mg/L (Guideline)

  • EPA آمریکا: ۰.7 mg/L (MCLG) و ۷ mg/L (MCL)

  • اتحادیه اروپا: ۰.1 µg/L برای مجموع گلیفوزات و متابولیت آمید آمینو­متیل­فسفونیک (AMPA)

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف گلیفوزات

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف ۵۰–۷۰ ٪ بسته به زمان تماس و دانه‌بندی

   • بیوچار اصلاح‌شده: با گروه­‌های عاملی آهنی یا آمینی برای جذب انتخابی گلیفوزات

2. فرآیندهای غشایی (Membrane Processes)

   • اسمز معکوس (RO): حذف > ۸۰ ٪

   • نانوفیلتراسیون (NF): حذف ۵۰–۶۵ ٪ بسته به ممبران

3. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • O₃/H₂O₂ یا UV/H₂O₂: تجزیه رادیکالی پی‌آمدهای فسفونیک و شکستن پیوند C–N

   • فنتون (Fe²⁺/H₂O₂): راندمان تخریب ۶۰–۸۰ ٪ در pH اسیدی

4. کاتالیز بیولوژیک (Biodegradation)

   • باکتری‌های تخصصی (مثل Pseudomonas sp.، Agrobacterium sp.) که قادر به هضم پی‌شرط فسفونیک و تولید AMPA و CO₂ هستند

   • راکتور بیوفیلتر با تأمین اکسیژن و مواد مغذی ثانویه

5. رسوب‌دهی شیمیایی (Co‑precipitation)

   • افزودن آلومینیم سولفات یا آهن کلرید → جذب همراه با فلوک‌های هیدروکسیدی

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. LC–MS/MS

   • روش استاندارد برای تفکیک گلیفوزات و متابولیت AMPA؛ حد تشخیص ~ 0.01–0.05 µg/L

2. ELISA Kits

   • کیت‌های ایمونوسانتی‌فیکسی: غربالگری سریع با حد تشخیص ~ 0.1 µg/L

   • مناسب نمونه‌های میدانی؛ تأیید با LC–MS/MS الزامی است

3. Ion Chromatography (IC) Coupled with MS

   • جداسازی آنیونی فسفونات و آمینو­متیل­فسفونیک

4. Colorimetric Methods

   • واکنش گلیفوزات با نیترات نقره یا معرف‌های فسفونات → تشکیل کمپلکس فلزی قابل‌اندازه‌گیری در λ≈660 nm؛ حد تشخیص ~ 0.5 mg/L

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • گلیفوزات در غلظت‌های محیطی بی‌بو و بی‌طعم است؛ هیچ نشانه حسی ندارد.

• رنگ و کدورت:

  • آب حاوی گلیفوزات شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند.

• آزمون ساده‌سازی‌شده (Field Test Kit)

  • افزودن معرف رنگ‌سنج فسفونات (مثل نیترات نقره) و مشاهده تغییر رنگ زرد تا نارنجی (نیمه‌کمی)

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

• نوارهای تست (Test Strips)

  • آغشته به آنتی‌بادی گلیفوزات: تغییر رنگ متناسب با غلظت در محدوده ppb

• µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

  • مناطق واکنش ELISA یا رنگ‌سنجی فسفونات با خوانش موبایلی

• سنسورهای الکتروشیمیایی

  • الکترودهای پوشش‌دار با MIP برای گلیفوزات: پاسخ پتانسیلی یا جریان

• Passive Samplers (POCIS)

  • جذب تدریجی گلیفوزات و AMPA روی رزین آنیونی در دوره ۷–۱۴ روزه؛ مناسب پایش بلندمدت

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود گلیفوزات

• منابع آلاینده

  • نزدیک مزارع ذرت، پنبه، کلزا و دیگر سطوح وسیع سم‌پاشی‌شده

  • جریان‌های آب ناشی از بارندگی پس از کاربرد سموم

• اثر بر اکوسیستم آبی

  • سمیت برای بی‌مهرگان (Daphnia magna) با LC₅₀ ≈ 10–40 mg/L

  • تجمع AMPA در بافت گیاهان آبزی و کاهش تنوع جلبکی

• شاخص‌های بیوشیمیایی

  • افزایش بیان ژن‌های مرتبط با سم‌زدایی (پیرفت فسفوریلازها) در میگوها و ماهیان کوچک

  • تغییر در فعالیت آنزیم‌های فسفاتاز در بافت‌های کبدی

جمع‌بندی مهندسی:
گلیفوزات به‌دلیل محلولیت و پایداری متوسط در آب، نیازمند پایش دقیق با روش‌های LC–MS/MS یا ELISA و استفاده از سامانه‌های ترکیبی «ADSORPTION (GAC/Biochar) + AOP + BIODEGRADATION + RO/NF» برای حذف مؤثر آن و متابولیت AMPA است. در میدانی، µPADها و نوارهای تست می‌توانند برای غربالگری اولیه به‌کار روند و نمونه‌های مشکوک را برای تأیید قطعی به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب