حذف ماده سمی فنول از آب به کمک تفاله نیشکر

شفا آنلاین:   محققین ایرانی با استفاده از تفاله دورریختنی نیشکر یا اصطلاحا «باگاس»، موفق به حذف کارآمد ماده سمی فنول از آب‌های آشامیدنی شده‌اند.

به گزارش شفا آنلاین:فنول یا بنزنول یک هیدروکربن حلقوی آروماتیک است که درنتیجه فرایندهای طبیعی و یا توسط انسان در صنایع مختلف (پتروشیمی، صنایع دارویی، پلاستیک، صنعت کاغذ و تولید حشره‌کش) تولید و وارد محیط‌زیست می‌گردد. ترکیبات فنولیک موجود در آب، اثرات زیان‌آوری بر سلامتی و محیط‌زیست دارند. به‌علاوه، وجود  فنول در آب آشامیدنی و ترکیب شدن آن با کلر، مزه ناخوشایندی ایجاد می‌کند. سازمان بین‌المللی مطالعه بر روی سرطان، فنول را در رده چهارم سرطان‌زایی قرار داده است.

با توجه به این سمیت ها، سازمان‌های مختلف بین‌المللی و محلی، قوانین سخت‌گیرانه‌ای را تدوین و رعایت حدود استاندارد برای این ماده را اجباری دانسته‌اند. سازمان بهداشت جهانی، حداکثر مقدار فنول در پساب‌های خروجی صنایع را 1 میلی‌گرم در لیتر بیان کرده‌اند. ازاین‌رو باید سعی شود فنول را از آب و فاضلاب توسط روش‌های مختلف حذف کرد.

    فنول یا بنزنول یک هیدروکربن حلقوی آروماتیک است که درنتیجه فرایندهای طبیعی و یا توسط انسان در صنایع مختلف (پتروشیمی، صنایع دارویی، پلاستیک، صنعت کاغذ و تولید حشره‌کش) تولید و وارد محیط‌زیست می‌گردد.

به گفته خانم سیما الیاسی، کارشناس ارشد مهندسی بهداشت محیط از دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و یکی از محققین این پژوهش در گفتگوی اختصاصی با سیناپرس، فنول از آلاینده‌های معروف زیست‌محیطی بوده و كاملاً سمي است و در غلظت‌های كم 5 تا 25 میلی‌گرم بر لیتر براي ماهی‌ها كشنده است و در غلظت حدود 5/0 میلی‌گرم بر لیتر باعث ايجاد طعم ناخوشايند در آب آشاميدني می‌شود. فنول توسط آژانس حفاظت محيط زيست آمريكا در ليست مواد آلاينده داراي اولويت قرار گرفته است و ميزان آن در آب آشاميدني كمتر از  5/0 میکروگرم در لیتر مقرر شده است. ولی آمار دقیقی نسبت به حضور این آلاینده در آب های شهری ما اعلام نشده است».

تاکنون راهکارهای متعددی برای حذف فنول از محلول‌های آبی یافت شده که می‌توان آن‌ها را در سه دسته کلی تقسیم‌بندی کرد: 1) فیزیکی 2) شیمیایی 3) بیولوژیکی. در این میان، روش‌های فیزیکی، متداول‌ترین روش بوده که به‌صورت مؤثر و کم‌هزینه، فنول را از محلول‌های آبی حذف می‌کنند. به‌طورکلی، جذب سطحی روی جاذب‌های فیزیکی، یک فرایند ساده و نسبتاً اقتصادی است که می‌توان به‌وسیله آن رنگ‌ها، بوها و بخارات مضر را جذب و از جریان سیال جدا کرد.

در این خصوص، خانم الیاسی و همکارانشان، از ماده‌ای به نام «باگاس» برای این منظور استفاده نموده‌اند. باگاس یا تفاله نیشکر، محصول جانبی یا به عبارتی جزو زائدات کارخانجات تولید شکر بوده که به‌راحتی قابلیت دسترسی داشته و با هزینه کم قابل تهیه است.

الیاسی در این خصوص گفته: «باگاس باقیماندۀ فیبری به‌جای مانده بعد از عصاره گیری از شكر است كه به‌صورت قطعات ریزتراشۀ چوب و به رنگ زرد كاهی است. باگاس در صنعت تولید کاغذ، الکل سازی، تولید اسیدسیتریک و خوراک دام بکار گرفته می‌شود. در رشته مهندسی بهداشت محیط و رشته‌های وابسته، محققان به دنبال پیدا کردن ترکیبات ارزان با قابلیت یا پتانسیل جذب بالا جهت جذف آلاینده‌های مختلف از آب و فاضلاب هستند. همان‌طور که در ابتدا عرض کردم باگاس به‌جز استفاده‌های صنعتی ارزان بوده و قابلیت جذب بالایی نیز دارد».

بدین منظور، محققین فوق که از دانشگاه‌های علوم پزشکی شهید بهشتی و علوم پزشکی مازندران بوده‌اند، محلول‌های با غلظت‌های مختلفی از آب و فنول را تهیه نموده و سپس به این محلول‌ها باگاس اضافه نموده‌اند. سپس و بعد از گذشتن زمان‌های آزمایشی مختلف، این محققین، مقدار فنول خارج‌شده از محلول و جذب‌شده در باگاس را به کمک دستگاهی موسوم به «اسپکتروفتومتر» اندازه‌گیری کرده‌اند.

نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که فاکتورهای متعددی میزان کارایی جاذب را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در این رابطه غلظت اولیه آلاینده فنول در محلول، یک عامل محدودکننده است که با افزایش مقدار آن، جذب کاهش می‌یابد.

همچنین بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، افزایش مدت‌زمان تماس، یک عامل کمکی در میزان جذب است و pH محلول نیز بار سطحی جاذب و میزان یونیزاسیون فنول را تغییر می‌دهد. در این رابطه، مدت‌زمان 50 دقیقه و pH سه، وضعیت بهتری را در جذب فنول از آب ایجاد می‌نمایند.

از سوی دیگر، یافته‌های این پژوهش حاکی از آن است که با افزایش مقدار جاذب تا یک مقدار بهینه، راندمان یا میزان حذف فنول به ازای مقدار مشخص جاذب افزایش می‌یابد. در این تحقیق، مقدار بهینه باگاس، 2 گرم بوده است.

نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که با فراهم نمودن شرایط بهینه، می‌توان از باگاس نیشکر به‌عنوان یک جاذب آلی جهت تصفیه پساب‌های آلوده به فنول استفاده کرد. بنابراین با توجه به اینکه در فرآوری تهیه شکر، ضایعات باگاس در مقادیر زیاد تولید می‌شود، می‎توان از آن به‌عنوان یک جاذب ارزان‌قیمت استفاده نمود.

الیاسی در پاسخ به این سوال که آیا در ایران اجباری برای تصفیه فاضلاب صنایع ازلحاظ آلودگی به موادی سمی نظیر فنول، قبل از ورود به منابع طبیعی نظیر رودخانه‌ها وجود دارد پاسخ داده: «همان‌طور که قبلا عرض شد فنول توسط آژانس حفاظت محيط زيست آمريكا در ليست مواد آلاينده داراي اولويت قرار گرفته است و ميزان آن در آب آشاميدني كمتر از  5/0 میکروگرم در لیتر مقرر شده است. بنابراین در ایران و جهان صنایع ملزم به بررسی این آلاینده در فاضلاب و پساب آن می‌باشند. طبق قانون  باید نظارت‌های مداوم از طرف سازمان محیط زیست و مهندسین بهداشت محیط قبل از ورود این ترکیبات به محیط زیست انجام شود. اما از پیاده شدن واقعی این قانون بی‌اطلاع هستم».

در ادامه، محقق فوق در خصوص قابلیت تجاری‌سازی شدن این پژوهش و امکان تبدیل باگاس به فیلترهای تجاری شده حذف فنول از پساب‌ها افزوده: «با توجه به مطالعاتی که در این زمینه داشته‌ایم باگاس دارای چنین پتانسیلی است. نکته دیگر که لازم است بگویم این است که این ماده پرارزش احتمالا قابلیت جذب بسیاری از آلاینده‌ها را داشته باشد که ان شاالله در تحقیقات آینده به بررسی آن خواهیم پرداخت. متأسفانه گروه ما در خصوص تجاری ساختن این موضوع فعلاً اقدامی نکرده‌ایم».