X
تبلیغات
آب

مقدمه

 

بیش از 60 درصد جمعیت جهان در 100 کیلومتری سواحل زندگی می کنند و پیش بینی می شود رشد آینده جمعیت در مناطق ساحلی بیش از هر جای دیگر در زمین باشد . ما تنها از سواحل به عنوان محل زندگی استفاده نمی کنیم ، بلکه برای فعالیتهای تجاری نظیر استخراج مواد معدنی ، دفع زباله های تولیدی مثل فاضلاب و زباله های صنعتی ، ماهیگیری و توریسم نیز استفاده می کنیم . جمعیت زیاد وسطوح بالای فعالیتهای صنعتی در برخی مناطق ساحلی فعالیتهای بشر به اکوسیستم های طبیعی صدمه می زند.

یکی از مشکلات مهم و تاثیر گذار بر آبهای ساحلی سطح بالای نیتروژن و فسفر است که همراه مواد آلوده کننده وارد آب می شود . این مواد آلوده کننده به طور عمده حاصل از فعالیتهای بشر است که شامل ورودی هایی از کشاورزی ، صنعت و وسائل نقلیه می باشد. یکی از اثراتی که  افزایش سطح بالای نیتروژن و فسفر دارد اوتریفیکاسیون در اکوسیستم آبی است  که یکی از جدی ترین تهدید های زیست محیطی است.

 

خلاصه گزارش

    یکی از جدی ترین تهدیدهای زیست محیطی اکوسیستم های آبی پدیده اوتریفیکاسیون است که  فقط در دریاچه ها ، خلیج ها، حوضچه های تثبیت و بعضی اوقات در رودخانه هایی که با سرعت کم در حرکت می باشند رخ می دهد .

اتروفیکاسیون دلالت بر غنی شدن پیکره آبی به وسیله مواد آلی ورودی و یا روانآب سطحی حاوی نیترات و فسفات دارد که به طور مستقیم رشد جلبکها و دیگر گیاهان آبزی را کنترل    می کند. پروسه اوتریفیکاسیون به طور طبیعی اما آهسته و با دورۀ بالاتر از صد سال اتفاق می افتد اما فعالیتهای انیان فرایند اوتریفیکاسیون را تسریع می کند .

 چهار فاکتور اصلی در این پدیده نقش دارندکه شامل نیتروژن ، فسفر، نور خورشید و گاز کربنیک است . عدم وجود هر یک باعث محدود شدن پدیده ا وتریفیکاسیون می شود و رشد الگها را محدود می کند. اوتریفیکاسیون اثرات مخرب زیادی بر روی اکوسیستم های آبی و در نهایت بر روی انسان وحیوانات می گذارد که این اثرات را می توان به صورت اثرات بیولوژیکی و فیزیولوژیکی تقسیم بندی نمود . یکی از اثرات بیولوژیکی اوتریفیکاسیون این است که کیفیت آب را برای مصارف خانگی، تفریحی و دیگر مصارف خراب می کنند . جلبک ها در روی سطح آب ایجاد کف می کنند که این کف مانع نفوذ اکسیژن به آب شده و باعث مرگ ماهی ها می شود .

روشهای متعددی جهت کنترل این پدیده پیشنهاد شده که می توان به حذف مواد مغذی از فاضلاب ، حذف مواد مغذی محبوس ، غیر فعال سازی مواد مغذی و ... اشاره کرد . همچنین برای پیشگیری از وقوع این پدیده نیز راههای زیادی پیشنهاد شده است که مهمترین آنها کنترل مواد مغذی به دریاچه می باشد . البته ایجاد تلاطم مصنوعی در دریاچه ها ، استفاده از ماهی های فیتوپلانگتون خوار ، جلوگیری از لایه بندی آب در آبهای ساکن ، پاکسازی فیزیکی سطح آب از آلگ و استفاده از مواد شیمیایی برای کنترل جلبک ها نیز می تواند به عنوان راه حل جهت پیشگیری از پدیده اوتریفیکاسیون باشد .  

تعاریف اوتریفیکاسیون:

واژۀ  اوتروفیکاسیون یا اوتریفیکاسیون  از واژه یونانی به معنی پر وار مشتق شده است .    Eutrophic به طور معمول معنی ارتقاء تغذیه را می دهد . از یک جهت ویتامین در پزشکی یک Eutrophic   است . این واژه اوّل بار در اکولوژی دریاچه استفاده شد . این واژه بعداً جهت توصیف مواد مغذی آبهای طبیعی به کار برده شد . (1)

اتروفیکاسیون دلالت بر غنی شدن پیکره آبی به وسیله مواد آلی ورودی و یا روانآب سطحی حاوی نیترات و فسفات دارد که به طور مستقیم رشد جلبکها و دیگر گیاهان آبزی را کنترل    می کند .(2)

به بیان ساده تر اوتریفیکاسیون یک عکس العمل بیولوژیکی است که در پاسخ به ازدیاد ورود مواد مغذی به منابع آبی صورت می گیرد .(3)

اوتریفیکاسیون مشکل مداوم وشایعی است که از جدی ترین تهدیدهای زیست محیطی محسوب می شود و بار اضافه مواد مغذی در سیستم های آبی است که منجر به افزایش تولید شده و هر چند وقت یک بار باعث ایجاد شکوفه های سمی بسیار زیاد آلگ و سبب کمبود اکسیژن در مناطق وسیع می گردد که این مسئله می تواند اشکال دیگر حیات دریایی که به اکسیژن محلول در آب وابسته هستند را از بین ببرد  .(4)  

تعریف دیگر از اوتریفیکاسیون : غنی سازی آب توسط مواد مغذی مخصوصاّ ترکیبات نیتروژن و فسفر ، که رشد سریع آلگ و بسیاری از گیاهان آبزی را تقویت کرده و متعاقباّ یک اختلال نامطلوب در تعادل ارگانیزم ها و کیفیت آب به وجود می آورند.(4)

به طور کلی ورود مواد مغذی شامل نیتروژن ، فسفر و سیلیس به داخل آب دریا شرط لازم برای حیات است و یک مشکل زیست محیطی محسوب نمی شود ، اینگونه مواد نه تنها آلوده کننده نیستند بلکه زندگی دهنده هم هستند . تنها زمانی مشکل ساز می شوند که ورودی های بسیار زیادی از آنها بر مشخصه اصلی ، خواص یا عملکردهای اکوسیستم تاثیر بگذارد که در این صورت به آنها اوتریفیکاسیون گویند.(4)  

به نظر می رسد اوتریفیکاسیون یا غنی سازی نوترنیت و اثرات آن یک شکل عمومی در اواسط و اواخر قرن بیستم است و این مفهوم اوتریفیکاسیون مصنوعی است؛ که یک دست آورد جامعه شهری ،صنعتی و نوترنیت های گیاهی مورد استفاده در کشاورزی و مصارف بعدی شان می باشد.  هر چند اوتریفیکاسیون تنها مشکل ناشی از فعالیتهای انسانی نیست چرا که هر تغییراتی در داخل حوضچه به طور طبیعی یا طور دیگر بر حالت بیولوژیکی رودخانه یا دریاچه ها تاثیر را خواهد گذاشت که ممکن است باعث ایجاد اوتریفیکاسیون شود. علاوه بر این، این چیز تازه ای نیست، در بعضی از قسمتهای دنیا و در در بسیاری از کشورها انسانها سودهایی از غنی سازی مصنوعی برای افزایش بازده ماهی از برکه ها و دریاچه ها می برند. آنچه اکنون در قرن بیستم مفهوم غنی سازی دریاچه ها و رودخانه است رابطه فقدان یا عدم کنترل خوب منابع نوترنیت ها یا اثرات دیگرش بر روی اکوسیستم آبی است.(8)

اوتریفیکاسیون به دوره ای که توصیف می شود که اثرات بیولوژیکی یک افزایش در غلظت نوترنیت های گیاهی (معمولاً نیتروژن و فسفر و بعضی مواقع چیزهای دیگر از قبیل سلیس ،   پتاسیم ،کلسیم ،آهن و منگنز ) در اکوسیستم آبی ایجاد کند. تشخیص بدقت توصیف تروفیک طبیعی دررودخانه ، دریاچه یا مصب مشکل است و این توصیف درارتباط با یک شرایط قبلی یا مربوط به یک مرحله غلظت کم نوترنیت که مزوتروفیک (متوسط غذایی) یا الیگوتروفیک نامیده می شود. (8)   

عوامل موثر در به وجود آمدن اوتریفیکاسیون :

چهار فاکتور اصلی در این پدیده نقش دارندکه شامل نیتروژن ، فسفر، نور خورشید و گاز کربنیک است . عدم وجود هر یک باعث محدود شدن پدیده ا وتریفیکاسیون می شود و رشد الگها را محدود می کند . از میان فاکتورهای ذکر شده فقط نیتروژن و فسفر را می توان از طریق جلوگیری از دفع فاضلاب های تصفیه نشده به محیط کنترل نمود.(3)

دو عنصر فسفر و نیتروژن عناصر مغذی جهت رشد گیاهان در دریاچه ها هستند . از بین این دو عنصر فسفر از نظر مغذی بودن بیشتر مورد توجه است و می توان از طریق کنترل فسفر رشد گیاهان را کنترل نمود . بدین لحاظ در اوتریفیکاسیون مخازن و دریاچه ها بسیار مورد اهمیت میباشد . (5)

فسفر در دریاچه ها و مخازن از منابع خارجی ناشی شده و به شکل معدنی (3-(PO4 جذب جلبک می گردد و وارد ساختار ترکیبات آلی می شود . وقتی جلبک ها می میرند در طول عمل تجزیه شدن آنها ، فسفر به صورت معدنی آزاد می گردد. آزاد شدن فسفر از سلولهای جلبک مرده به قدری سریع صورت می گیرد که وقت بخشی از آن با سلولهای جلبک ،ناحیه اپی لیمینون را ترک می کند ، با این حال به مرور فسفر از طریق تجزیه مواد آلی ، رسوب شیمیایی به وسیله آهن ، آلومینیوم ، کلسیم و مجاورت با ذرات رس ته نشین می شود. در بین همه نوترینت ها ، تنها فسفر است که از طریق اتمسفر یا منبع طبیعی در دسترس نیست . به همین دلیل فسفر به عنوان نوترینت محدود کننده در دریاچه ها در نظر گرفته می شود . جهت کنترل اوتریفیکاسیون فسفر ورودی به دریاچه باید کنترل و کاهش داده شود . چناچه میزان فسفر در  آب خروجی از دریاچه بیش از آب ورودی باشد میزان فسفر در دریاچه کاهش می یابد .  (7)

معمولاً فسفر به مقدار 1/0 تا 0/01میلیگرم در لیتر برای تسریع اوتریفیکاسیون کافی است . پساب خروجی تصفیه خانه های فاضلاب اغلب حاوی 5'10 میلی گرم در لیتر فسفر است . غلظت فسفر آب رودخانه ای که از میان چراگاه هها می گذرد ممکن است 1-4 میلی گرم در لیتر باشد . چنین غلظتی در رودخانه های جاری مشکلی به وجود نمی آورد زیرا که مرتباً از آب خارج شده و آلگ ها وقت کافی برای استفاده از فسفر و تجمع آن را ندارد . (7)

بنابراین، اوتریفیکاسیون فقط در دریاچه ها ، خلیج ها، حوضچه های تثبیت و بعضی اوقات در رودخانه هایی که با سرعت کم در حرکت می باشند رخ می دهد . (7)

انواع دریاچه ها:

دو دانشمند به نامهای Sawyer و Vollenweider وضعیت تروفیک را براساس غلظت  فسفر دسته بندی نموده اند: (3)

نوع دریاچه

غلظت فسفر

الیگوتروفیک

غلظت فسفر کمتر از 10 µg/l

مزوتروفیک

غلظت فسفر بین 10-20 g/l

اوتروفیک

غلظت فسفر بیش از 20 µg/l

 

نیتروژن در اثر بارندگی ، ذرات گرد و غبار و تخلیه فاضلابها به آبهای سطحی وارد می شود . در محیطهای آبی ، پدیده های آمونیفیکاسیون ، نیتریفیکاسیون ، جذب و دنیتریفیکاسیون ممکن است اتفاق افتد. فعالیتهای انسانی باعث افزایش نیتروژن در محیط آبی شده و بر مقادیر نیتروژنی که به طور طبیعی به آن وارد می شود می افزاید . فاضلابهای شهری ، صنعتی و کشاورزی علل مهمی در آلودگی آب به نیتروژن هستند. (3)

واحدهای تصفیه فاضلاب ممکن است پساب واجد غلظت های آمونیوم یا نیترات بالا را به محیط های آبی پذیرنده تخلیه نمایند . این کار ممکن است به مشکلات محیطی زیادی منجر شود که ذیلاّ به طور خلاصه توضیح داده شده است . (6)

·  سمیت
آمونیاک یونیزه شده برای ماهیها سمی است . در
pH خنثی %99 آمونیاک به صورت NH4+  وجود دارد در حالیکه در >9 pH غلظت NH3 افزایش می یابد.
               NH3 + H2O                                  NH4 + OH-
بنابراین سمیت آمونیاک بویژه پس از تخلیه فاضلاب های قلیایی یا پس از فتوسنتز جلبکی سریع که منجر به pH بالا می شود حائز اهمیت است.

·  نقصان اکسیژن در آبهای پذیرنده
آمونیاک ممکن است منجر به مصرف اکسیژن در آبهای پذیرنده شود. ( بخاطر داشته باشید که یک میلی گرم آمونیاک ، معادل
6/4 میلی گرم O2 را مصرف می کند) نقصان اکسیژن برای آبزیان تاثیر نامطلوب دارد .

·  اوتریفیکاسیون آبهای سطحی
تخلیه نیتروژن به آبهای پذیرنده ممکن است رشد جلبک ها و گبیاهان آبی را تحریک کند . این مسئله به نوبه خود موجب مصرف بالای اکسیژن در زمان تاریکی می شود که تاثیر نامطلوبی بر ماهی ها و سایر موجودات آبزی داشته و بر استفادۀ بهینه منابع آب مورد مصرف آشامیدن یا مصارف تفریحی تاثیر منفی دارد . نیتروژن و فسفر ، اغلب مواد مغذی محدود کننده در محیط های آبی هستند . (
6)
    در دریاچه ها نیتروژن معمولاّ به صورت نیترات(
NO3-) وجود دارد . وقتیکه نیتروژن برای رشد جلبک مورد استفاده قرار می گیرد به آمینونیتروژن  (( NH2- احیا و سپس در ترکیبات آلی وارد میشود . جلبک پس از مرگ تجزیه شده و نیتروژن آلی در آب به صورت آمونیاک ( NH3) آزاد می گردد . بعضی از ارگانیسم های فتوسنتز کننده می تواند گاز نیتروژن را از اتمسفر گرفته و با تبدیل آن به نیتروژن آلی آن را تثبیت نمایند . مهمترین میکروارگانیسم های تثبیت کننده نیتروژن در دریاچه ها جلک های سبزـ آبی (سیانوباکتریها) هستند. (3)


انواع اوتریفیکاسیون:

 فرایند اوتریفیکاسیون میتواند در دو مقوله بحث شود:

الف) اوتریفیکاسیون طبیعی

     ب) اوتریفیکاسیون شدت یافته

اوتریفیکاسیون طبیعی

اوتریفیکاسیون طبیعی ، فرآیندی است که طی آن توده های آبی نظیر دریاچه ها ، خلیج ها یا جریانات آبّی کم سرعت ، به تدریج پیر می شوند و تولیدات اولیه ( عمدتاً فیتو پلانگتونها ) آن بیشتر می شود. این فرآیند بطور طبیعی طی هزاران سال اتفاق می افتد ولی انسان از طریق فعالیتهای خود این فرایند را تسریع می کند. (3)

 به طور معمول در دریاچه های الیگوتروفیک مقدار مواد مغذی کم است که این بستگی به شکل گیری و ترکیبات معمول رسوبات دارد. در این مرحله مواد مغذی خود دریاچه وجود دارند و معمولا سیکل کامل است و هیچ مادای از خارج وجود ندارد . همه تولیدات بیولوژیکی به طور کامل بعد از مرگ تجزیه می شوند. با ورود نوترنیت ها فرآیند اوتریفیکاسیون شروع می شود . هنگامی که جلبکها می میرند و تجزیه می شوند مواد مغذی وجود دارد و دوباره جلبکهای جدیدی رشد می کنند . در طول هر سیکل نوترنیت ها در پیکره آبی بیشتر از سیکل قبلی می شود . با افزایش مواد مغذی تعادل بین تولید و تجزیه به هم می خورد و اوتریفیکاسیون ایجاد میشود .(3) 

اوتریفیکاسیون شدت یافته

 این فرآیند تحت تاثیر افزایش مواد مغذی در اثر فعالیتهای انسانی و تخلیه فاضلاب خانگی، فاضلاب صنعتی٬ فاضلاب کشاورزی و روانابهای سطحی ایجاد می شود . این افزایش مواد مغذی باعث افزایش سریع رشد جلبکها می شود و اوتریفیکاسیون ایجاد می شود. (3)

برخی از منابع مهم نوترینت ها به صورت زیر است :

ـ فاضلاب خانگی

فاضلاب خانگی معمولترین منبع نوترینت ها و مواد آلی هسنتد و بیشترین سهم ایجاد  اوتریفیکاسیون دریاچه را دارد . تخمین زده می شود که به طور متوسط 2g Po4-3 هر روز از طریق مدفوع و ادرار توسط هر فرد دفع می شود.

ـ رواناب سطحی

رواناب سطحی حاوی مقدار زیادی نوترینت ها و مواد آلی از خاک و دیگر منابع سطحی هستند . رواناب سطحی حاوی آب سیلاب ، زهکش با مواد آلی و بقایای غیر آلی از نقاط مختلف سطوح ، از سنگ فرش ها ، کودهای چمن و باغ ها ناشی می شود .

ـ ریزشهای جوی وباران

باران حاوی مقادیر مواد مغذی بسته به آلودگی اتمسفری محل است . محاسبه شده است که حاوی 0.16 تا 1.06 mg/l نیتروژن نیترات و 0.04 تا 1.7 mg/l نیتروژن آمونیاکی و کمتر از 0.1 mg/l فسفر است . (3)

اثرات اوتریفیکاسیون

الف) اثرات فیزیکوشیمیایی

در پیکره اوترفیک میزان فتوسنتز بیشتر از فعالیت سوخت و ساز است . آن به وسیله تشدید تجمع جلبکها مشخص می شود که نهایتاJ منجر به اضافه شدن بار عالی می شود . در عمق دریاچه لایه بندی شده تولیدات بیشتر از سطح آب است به دلیل افزایش تنفس سلولی اکسیژن محلول خیلی سریع مصرف شده و اکسیژن موجود در مواد شیمیایی داخل دریاچه مثل 3No   Co2,So4 ,مصرف شده و تبدیل به NH4+,N2 , و CH4  می شود و تولید بوی نا مطبوع می کند که برای گونه های آبی مضر است . افزایش  فتوسنتز منجر به مصرف بیشتر مقدار بیکربنات می شود در نتیجه pH افزایش می یابد . در پیکره های آبی اوترفیک دو سیکل اکسیژن محلول و دی اکسید کربن وجود دارد و آن افزایش اکسیژن و کاهش CO2 در روز و بر عکس آن شب است . (3)

ب) اثرات بیولوژیکی

اوتریفیکاسیون منجر به افزایش رشدگیاهان آبزی و اغلب باعث شکوفایی جلبکها می شود . مهمترین جلبکهای شکوفاشده جلبکهای سبزـ آبی هستند که شامل گونه های میکروسیستیس, آنابنا,اوسیلاتوریا و آفانیزومنون هستند . جلبکهای گروه دیگر مثل کلرید, سندموس و... نیز شکوفا می شوند . الگلهای سبز رشته ای مثل اسپروژیرا ,کلادوفورا و زیگنما روی سطح شناور می شوند . هنگامی که دانسیته جلبکها به حد کافی رسید شدت تابش نور خورشید به زیر سطح کم می شود و در روی سطح پتو ایجاد می شود که اینها پناهگاه حشرات و پشه های مضر می شود.(3)

بعضی جلبکها مواد سمی آزاد می کنند که باعث از بین رفتن ماهی ها ، حیوانات خانگی و پرندگان می شوند . همچنین شکوفا شدن جلبک ها در استفاده های تفریحی دریاچه و مخازن مثل شنا کردن ، قایق سواری و ماهیگیری اختلال ایجاد می کند . بنابراین اوتریفیکاسیون کیفیت آب را برای مصارف خانگی، تفریحی و دیگر مصارف خراب می کنند . جلبک ها در روی سطح آب ایجاد کف می کنند که این کف مانع نفوذ اکسیژن به آب شده و باعث مرگ ماهی ها می شود . در ابتدا به علت فتوسنتز اکسژن زیادی تولید می شود اما پس از مرگ جلبک های شکوفا شده اکسیژن توسط باکتری ها جهت تجزیه جلبکهای مرده مصرف می شود که این بیشتر از تنفس جلبک ها است و اکسیژن محلول کاهش یافته و این کاهش باعث مرگ ماهی ها و ارگانیسم ها می شود . (3)

کنترل اوتریفیکاسیون:

روشهای متعددی جهت متوقف ساختن اوتریفیکاسیون پیشنهاد می شوند که عبارتند از:

الف) حذف مواد مغذی از فاضلاب

معمولاّ تصفیه ثانویه فقط مواد آلی را حذف می کند و در کنترل اوتریفیکاسیون موثر نیست . روشهای تصیفه پیشرفته همه مواد مغذی را حذف می کند (به طور جزئی) . مقدار بالای مواد مغذی می تواند به وسیله لایروبی رسوبات دریاچه حذف شود .(3)

ب) حذف مواد مغذی محبوس

مواد مغذی فقط در فاضلاب باقی نمی مانند. ممکن است در بافتهای ماهیها و دیگر ارگانیسم های اکوسیستم محبوس شوند . ماهیها و میکروارگانیسم ها هنگامی که سطح آب پایین بوده می توانند در حذف مقداری از آنها کمک کنند. (3) 

ج) غیر فعال سازی مواد مغذی

مواد مغذی می توانند بعد از سیکل طبیعی پیکره های آبی به وسیله واکنشهای مختلف شیمیایی حذف شوند. برای مثال هیدروکسید کلسیم یا سولفات آلومینیم می تواند فسفر را رسوب دهد .(3)

د) حذف مواد مغذی از جریان دریاچه

حذف مواد مغذی از جریان دریاچه می تواند دریاچه را عاری از نوترنیت ها کند . این مسئله زمانی قابل دست یابی است که منابع ورودی نقطه ای باشد مثل فاضلاب خانگی یا صنعتی .(۳)

ه) اکسیژن دهی و اختلاط

اختلاط ستون لایه بندی شده آب دریاچه و مخازن ، حذف شرایط بی هوازی در لایه هیپولیمینون باعث ایجاد حالت یکنواخت اکسیژن محلول ، درجه حرارت ، فسفر و دیگر پارامترها در دریاچه می شود . اکسیژن دهی توسط اختلاط ، شرایط بی هوازی را حذف کرده و آزاد سازی نوترینت ها از رسوبات را به حداقل می رساند.(3)

ی) مدیریت مناسب کاربری زمین

الگوی کاربری زمین در حوضچه آبریز تعیین کننده ماهیت زه کشی است . صاف بودن محل و عدم فرسایش ، بار مواد مغذی روی پیکره آبی را کاهش خواهد داد .

انتخاب مکانهای مناسب برای صنایع ، کشاورزی و توسعه شهری نیز به کنترل کیفیت آب کمک می کند.(3)

اتروفیکاسیون در رودخانه:

ورود فاضلاب های شهری , صنعتی و کشاورزی تصفیه نشده به رودخانه ها باعث افزایش غلظت مواد آلی و کاهش شدید غلظت اکسیژن محلول گردیده و به وجود آمدن     Anoxic

 احتمال افزایش غلضت آمونیاک و نیترات در پایین دست رودخانه افزایش می یابد البته  میزان 

Ɔثیرات فاضلاب ورودی به نسبت بار ورودی و دبی جریان رودخانه بستگی خواهد داشت کاهش غلظت اکسیژن حتی تا  100 کیلومتری محل تخلیه فاضلاب نیز مشاهده گردیده است. کلا U با ورود فاضلاب به رودخانه مقادیر قابل توجهی از مواد مغذی بخصوص ترکیبات نیتراته و فسفات نیز به آب رودخانه می گردد.اوتریفیکاسیون در رودخانه های کوچک با رشد ماکروفیت ها همراه است در حالی که در رودخانه های بزرگ فیتوپلانگتونها غلبه بیشتری نسبت به ماکروفیت ها دارند در چنین وضعیتی غلظت کلروفیل به مقدار بیشتر از  200mg/m3 می رسد . سد سازی و احداث مخازن مختلف در مسیر رودخانه می تواند باعث کاهش سرعت آب در رودخانه گردیده و بوجود آمدن حالت اوتریفیکاسیون را تشدید می کند . (9)

اوتریفیکاسیون می تواند باعث تغییرات قابل توجهی در مقادیر Do  وpH در ساعات مختلف شبانه روز گردد. در یک رودخانه عادی در ساعات روز میزان تولید اکسیژن بیشتراز اکسیژن مصرفی برای تجزیه مواد آلی می باشد و pH به بیش از 10 می رسد در شب غلظت Do و pH  هر دو کاهش می یابد وقتی که فاضلاب وارد همین رودخانه شود، Do بحدی کاهش خواهد یافت که می تواند حالت Anoxic نیز کدورت های بالا ایجاد شود. (9)

با توجه به تغییرات شدید Do  وpH در رودخانه ها در طی ساعات مختلف شبانه روز اگر نمونه برداری از آب  رودخانه در یک ساعت مشخص صورت گیرد می تواند اطلاعات غلطی در خصوص پارامترهای مذکور ایجاد نماید ولی مقادیر مواد مغذی و کلروفیل در ساعات مختلف شبانه روز تغییرات قابل توجهی نخواهد داشت . (9) 

اوتریفیکاسیون در دریاچه :

دریاچه ای را تصور کنید که داری آب تمیز است ، به مرور زمان تخلیه فاضلاب در این دریاچه باعث رشد انبوه جلبک (Algal bloom) می شود آب سبز رنگ می شود و ممکن است با افت ناگهانی اکسیژن محلول در آب ، ماهی ها بمیرند و جلبکها روی سطح آب نیز ظاهر شوند،این گونه آبها از نظر مواد مغذی مثل فسفات و ترکیبات نیتروژن، غنی و به علت اکسیداسیون وسیع این مواد ، اکسیژن محلول در این آبها اندک است در این حالت در نقاط عمیق تر (جایی که ماهی ها تمایل زیادی به زندگی در آن دارند) مسئله کمبود اکسیژن محلول بیش از پیش ظاهر میگردد که این امر عامل خفه شدن ماهیها و نابودی آنهاست به این حالت اوتریفیکاسیون می گویند . به طور خلاصه پدیده اوتریفیکاسیون فرآیندی است که در حضور مواد غذایی به وقوع پیوسته و باعث تغییر در اکوسیستم می شود و عوارض سوئی که بر کیفیت آب ایجاد میشود فرآیندهای تصفیه آب آشامیدنی را پیچیده تر میکند . (9)

اوتریفیکاسیون مستقیماً بر زنجیره غذایی در محیط های آبی اثر می گذارد چرا که وفور مواد مغذی بخصوص نیتروژن و فسفر می تواند باعث نامتعادل شدن تولید کودهای آلگ سبزـ آبی می شود که زئوپلانکتونها قادر به مصرف آنها نبوده لذا آب به حالت کدر درآمده و وضعیتی حاکم می شود که pea soup (سوپ نخود ـ سبز) نامیده می شود . توده های آلگ شناور در سطح دریاچه توسط باد به کرانه های آن برده می شود و در آنجا در اثر تجزیه آلگ ها بوی بسیار بدی این نواحی را فرا می گیرد . توده های آلگ تجزیه شده و از بین رفته به کف دریاچه ته نشین می شود که میتواند باعث تقلیل Do شوند. بنابراین اوتریفیکاسیون زنجیره غذایی نامتعادل را در محیط های آبی به وجود می آورد .(شکل صفحۀ بعد) (9)

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 


                             زنجیره غذایی طبیعی

 

 


 

                 زنجیره غذایی نامتعادل                                                                 

 

 


                           

 

                                                                                                         

 


                                                            

                                   

 

                                                   

                                                       

 

 

 

راههای پیشگیری از اتریفیکاسیون :

مواد مغذی اصلی مورد نیاز برای رشد موجودات با منشأ گیاهی عبارتند از : Co2 ، نیتروژن غیر آلی و فسفات ، مجموعـه ای از مواد شیمیایی بامقادیر جزئی نیز مورد نیاز می باشد که می توان به آهن و منگنز اشاره نمود . راه اصلی کنترل رشد در دریاچه های اوتروفیک ، کنترل ورود مواد مغذی به دریاچه می باشد البته آبهای رودخانه های غیر آلوده به فاضلاب هم مقادیر قابل توجهی از کربن به شکل بیکربنات می باشند که می توان منبع تولید Co2 محسوب گردد لذا بسیاری از محققان معتقدند که عامل محدود کنندۀ رشد در دریاچه های مذکور معمولاً فسفات  می باشد زیرا کربن به مقدار کافی جهت استفادۀ موجودات گیاهی وجود دارد و با توجه به اینکه آلگهای سبز- آبی قادر به فیکسه کردن نیتروژن اتمسفری و استفاده از آن می باشند لذا حتی اگر قادر به کنترل نیتروژن ورودی به رودخانه باشیم هرگز نخواهیم توانست مسئله استفاده از نیتروژن اتمسفری را کنترل نمائیم با تفاسیر فوق به نظر می رسد بهترین را محل کنترل رشد در دریاچه ها و رودخانه های اوتروفیک ، ممانعت از ورود فسفات به آب باشد . میزان ورود نیتروژن و فسفات از زمین های کشاورزی  بدون استفاده از کودهای شیمیایی به آبهای سطحی رقم قابل توجهی نخواهد بود ولی اگر همین زمینها با استفاده از کودهای شیمیایی تقویت شوند و یا آلودگی بصورت غیر طبیعی در منطقه وجود داشته باشد (مانند فاضلابهای حاوی دترجنت و ... ) مقدار مواد مذکور در آبهای سطحی بشدّت افزایش خواهد یافت .  (9)

مطالعات مختلف نشان می دهد که حداکثر مقدار قابل قبول مواد مغذی موجود درآب دریاچه ها در هنگام چرخش بهاره آب که نمی تواند باعث رشد سریع آلگ وسایر گیاهان هرزه شود عبارتند از :3 mgr/lit/ . برای مجموع آمونیاک و نیترات و2./. میلی گرم در لیتر برای اورتوفسفات در دریاچه های با میانگین سالیانه غلظت کل نیتروژن برابر با8mg/ lit /. و فسفات 1mg/lit/. محیط بسیار مناسبی برای رشد موجودات گیاهی مذکور در فصول بهار وتابستان خواهد بود . یکی از راههایی که برای کاهش وارد ساختن مواد مغذی به دریاچه ها و رودخانه ها پیشنهاد میگردد متبوق ساختن فاضلاب های تصفیه شده به زیر سطح زمینهای بایر با لوله های مشبک می باشد . (9)

گاهی استفاده از میکرواسترینرها ((microstrainers که نوعی فیلتر می باشند برای فیلتراسیون آب و حذف فیتوپلانگنون ها پیشنهاد می شود که البته این کار پرهزینه و جمعاً ناممکن است . میکرواسترینرها نمونه پیشرفته غربال ((screen می باشند که از رشته های بسیار نازک استیل با قطر منافذ  20 تا 40 میکرون ساخته می شوند که برای حذف مواد و ذرات نسبتاT ریز از جمله فیتوپلانگنون ها کاربرد دارند . به لحاظ داشتن منافذ بسیار ریز ، امکان clogging (گرفتگی) آنها بسیار بالاست لذا برای کاهش احتمال گرفتگی معمولاً این وسیله به پایه های متصل گردیده و با سرعت 5 m/sec/ . به چرخش در می آید و ضمن چرخش مرتبا آب با فشار زیاد بر روی آن اسپری می شود معمولاً میزان دبی تصفیه شده به وسیله میکرواسترینر ها معادلm2.day/750' 2500 m3 در نظر گرفته می شود. (9)

استفاده از مواد شیمیایی برای کنترل جلبکها به عنوان آخرین راه حل می باشد که در این راستا اصلی ترین ماده مورد استفاده ، سولفات مس میباشد . افزایش غلظت سولفات مس در آب باعث ایجاد سمیت برای ماهی ها گردیده و همچنین در صورت کاربرد آن برای مدت های متمادی می تواند در رسوبات کف منبع آبی تجمع پیدا کند در صورت استفاده از این ماده بایستی آن را در فواصل زمانی مشخص به آب اضافه نمود و استفاده یک بار از آن در فصل رشد آلگ نمی تواند کمک موثری برای کنترل جمعیت آلگ ها بنماید . (9)

وارد ساختن آب تمیز با دبی بالا به منابع آبی آلوده به مواد مغذی و مواد آلی در ابتدای ورود این مواد به منظور کاهش زمان ماند آب و خروج سریعتر مواد مغذی و ترقیق آنها نیز بعنوان یک راه برای پیشگیری از اوتروفیکاسیون مطرح باشد که برای مخازن پشت سد و دریاچه های کوچک عملی است .  برای کاهش اوتریفیکاسیون می توان به نکات زیر نیز توجه داشت: 

(1 کنترل آلودگی غیر نقطه ای که از منابع مبهمی وارد اکوسیستم های آبی می شوند سبب کاهش اتریفیکاسیون می شود .

(2 ایجاد مناطق بافر در کنار رودخانه ها به منظور ته نشینی مواد مغذی و رسوبات در این مناطق و جلوگیری از ورودشان به آب .

(3 ایجاد مناطق بافر نزدیک زمین های کشاورزی و جاده ها ، دیگر راه ممکن برای جلوگیری از مواد مغذی به داخل آب است .

(4 کنترل استفاده از کود های کشاورزی به وسیلۀ نیتروژن خاک که روشی برای بهینه سازی مصرف کود های کشاورزی که از مصرف زیادی آن جلوگیری می کند .

 (5تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی .

 (6کنترل مزارع پرورش ماهی : به عنوان مثال در اسکاتلند با تغییر دادن محل قفس ماهی درفواصل زمانی از تجمع مواد مغذی در یک نقطه جلوگیری می شود .

 (7 اقدامات تنظیمی مطلوب در رساندن شکوفایی به فراوانی اصلی اش و نه حذف کامل آن .

 (8اقدامات پاکسازی انجام شود که شامل حذف فسفر است .

(9 کاهش ورودی ها که منشاR آنتروپوژنیک دارند .

(10  انجام ارزیابی یکپارچه زیست محیطی : انتشار تخلیه آسیبها ورودیها به محیط زیست دریابی و تمرکز و اثرات مواد مغذی در محیط زیست آبی .

 (11کنترل بخشهای مختلف کشاورزی و همکاری نزدیک و نبادل تجربیات با دیدگاه عمل کشاورزی _ محیط زیست سالم ، در بخشهای کنترلی ایجاد شود .

 (12استفاده از سولفات مس برای مبارزه با تولید جلبک های ذره بینی و الیاف دار.

(13 اتخاذ روشی برای تقویت عمل دنیتریفیکاسیون دریاها به منظور خلاصی از نیتروژن مازاد .

 (14استفاده کمتر از کودهای معدنی با بنیان فسفات و نیترات .

 (15استفاده از روش sand bar opening به منظور کنترل شکوفایی جلبک ها .

 (16در بخش نیروگاهها : کاهش دمای پساب حاصل از نیروگاهها قبل از تخلیه به دریا.  

 

منابع و مأخذ :

3ـ کارگر. مهدی، پایان نامه A بررسی لایه بندی حرارتی و تاثیر آن بر کیفیت آب و وقوع اوتریفیکاسیون در مخزن سد حنا@، سال1383،فصل اول/ کلیات ، صفحات 26'1 تا 62'1

6ـ بیتون. گابریل ،ترجمۀ میرهندی. سید حسن، نیک آئین . مهناز،  A میکروبیولوژی فاضلاب@ ، انتشارات دانشگاه علوم پزشکی تهران ، چاپ اول، 1383، صفحه

7ـناصری. سیمین، قانعیان . محمد تقی ،A مدیریت کیفیت دریاچه ها و رودخانه ها @ ، انتشارات نص ، چاپ اول ، پاییز 1381

1. Seng Lung. wu, “Water Quality Modeling For Waste lode Allocations And TMDLS” ,published simultaneously in Canada , 2001  

2.  Kumar u., Kakvani B.,“Water Environment And Pollution”, Published by Agrobioslindial ,2000 

4. www.Iran - newspaper.com

5. Epa..Nutrient Criteria Technical Guidance Manual Lakes And Reservoirs.1999

8. Harper. David, “ of Freshwaters”, published by chapman & hall, 1995, page »2«.  

9. Jـ hammer. Mark, “Water And Wastewater Technology”, published prentice-hall International Inc, second edition,

pages «168-173».

 

 

 

 

+ نوشته شده در  سه شنبه 1386/03/08ساعت 15:51  توسط رضا | 

 

 

شوينده‌ها و محيط زيست

 

 

مقدمه

 

رشد فزايندة جمعيت جهان، مشكلات عمده‌اي را در ارتباط با پاكيزه نگاه داشتن زمين ايجاد كرده است. نگراني دربارة تأمين بهداشت و رفع آلودگي‌هاي ناشي از صنعت كه سرنوشت و حيات زمين را به مخاطره خواهند افكند برنامه‌ريزيهاي جدي را براي تغيير و بهبود شرايط زندگي طلب مي‌كند. توسعه صنایع و رشد جمعیت همراه با ارتقاء سطح بهداشت موجب بکار گیری وسیع مواد شوینده گردیده است . این مواد از طریق فاظلاب های صنعتی و خانگی به آبهای سطحی تخلیه شده و موجب مخاطرات زیست محیطی می گردند .(13)

در سالهاي اخير با پيدايش بيماريهايي مانند ايدز و انواع هپاتيت‌ها و همچنين بازگشت بيماريهاي عفوني فراموش شده‌اي مانند سل و تداخل آن با ويروس ايدز، اهميت مصرف محصولات بهداشتي بيش از بيش مشخص شده است. به طوري كه تحولات عمده‌‌اي در نحوه توليد و مصرف فرآورده‌هاي شوينده بهداشتي پديد آمده است.

گسترش بيش از حد صنايع صابون و شوينده‌ها در جهان عليرغم دارا بودن جنبه‌هاي مثبت فراوان آلودگي‌هاي نويني را به محيط زيست وارد كرد و توجه مسئولان محيط زيست كشورها را به خود جلب نمود.

ورود شوينده‌ها به فاضلاب به لحاظ بروز مسائل و عوارض متعدد چون پديده مغذي شدن و          تجزيه ناپذيري گروه سخت شوينده‌‌ها و ايجاد كف و ... سبب آلودگي منابع آبي و محيط زيست مي‌شود. این ترکیبات دارای یک گروه قطبی آب دوست ویک شاخه هیدو کربنی غیر قطبی آبگریز است . شوینده ها به چهار گروه آنیونی ، کاتیونی ، غیر یونی و امفرتریک تقسیم می گردد که شوینده های آنیونی کاربرد وسیعی دارد . (13)

در اين مقاله تركيب شيميايي شوينده‌ها، مشكلات زيست‌محيطي ناشي از شوينده‌ها و تأثيرات فسفات در محيط زيست و راهكارهاي مقابله با اين مشكلات نظير انتخاب مواد اوليه مناسب، تهيه محصولاتي با كارايي بيشتر، كاهش مواد پركننده، تجزيه‌پذيري شوينده‌ها و توليد محصولات شوينده كنسانتره بررسي و پيشنهادهايي به منظور كاهش اثرات مخرب شوينده‌ها در محيط زيست ارائه شده است.

آشنايي با صابون به عنوان اولين پاك كننده به قرنها پيش برمي گردد، ولي رشد جمعيت و توجه انسان به بهداشت موجب شد كه توليد صابون با منشأ طبيعي جوابگوي مصرف نباشد. در نتيجه از اوايل قرن نوزدهم ميلادي مواد شوينده مصنوعي به نام دترجنت وارد بازار شد ]1[. استفاده از دترجنتها پس از جنگ جهاني دوم گسترش يافت.(2)

به تركيباتي كه علاوه بر انحلال و پخش در‌ آب قدرت پاك كنندگي آن را افزايش ‌دهند دترجنت گفته مي‌شود. انواع طبيعي پاك كننده‌ها مثل صابون، گل سرشور و غيره از زمانهاي قديم مورد استفاده قرار گرفته‌اند ولي آنچه كه امروز به نام دترجنت مصرف مي‌شود سنتيك (توليد شده به صورت مصنوعي) مي‌باشد. ورود اين مواد در زندگي انسان به سرعت باعث كاهش كاربرد انواع طبيعي پاك كننده‌ها شده است ]2[.

كف كردن صابونها در آبي كه املاح كلسيم و پتاسيم داشته باشد به تأخير مي‌افتد در نتيجه اين املاح باعث كاهش قدرت پاك كنندگي مي‌شوند. در حالي كه اين مشكل به علت فرمول خاص دترجنتها تا حدود زيادي برطرف شده است ]3[.

 

 

اجزاي شيميايي يك پاك كننده به طور كلي به سه دسته عمومي طبقه‌بندي مي‌شود:

 

1-  سورفاكتانتها (مواد فعال سطحي يا مواد مؤثر)

2-  سازنده‌ها (پركننده‌ها)

3-  مواد متفرقه

سورفاكتانت‌ها به عنوان عامل خيس كننده عمل كرده كشش سطحي آب را كم مي‌كنند در نتيجه آب بهتر وارد بافت الياف مي‌گردد. اين مواد همچنين ذرات كثيف و آب را به يكديگر اتصال مي‌دهند.

سازنده‌ها نقش اصلي در پاك كننده‌ها دارند و عامل جدا كنندگي هستند. سازنده‌ها، يون‌هاي منيزيم و كلسيم موجود در آب سخت را به شكل يون‌هاي بزرگ محلول در آب درمي‌آورند ]4[. مواد سازنده خاصيت قليايي در آب ايجاد مي‌كنند و مانع از نشست مجدد لكه‌ها مي‌شوند. امروزه بيشترين سازنده‌هاي متداول مورد استفاده، پلي‌فسفات‌ها هستند ]4 و 7[.

پاك كننده‌ها داراي مواد ديگر مختلفي از قبيل براق كننده‌ها، عطرها،  عوامل ضد خوردگي، آنزيم‌ها، نرم‌كننده‌ها، خوشبو كننده‌ها و مات كننده‌ها هستند ]7[.

دترجنتها اصولاً تركيبات آلي زنجيره‌اي كربن‌دار هستند كه داراي 2 قطب هيدروفيل و ليپوفيل مي‌باشند. قطب هيدروفيل، آب دوست و قطب ليپوفيل، چربي دوست مي‌باشد.

 

 

 بر اساس خصوصيات قطب هيدروفيل دترجنتها به 3 گروه تقسيم مي‌شوند ]3[:

 

1- دترجنتهاي آنيوني: اين تركيبات در اثر يونيزاسيون در محيط آبي به يونهاي منفي
 كه در آن R يك زنجير كربني طولاني الكيلي و يك يون مثبت كه اغلب سديم است تفكيك مي شوند. بيشترين دترجنت مصرفي در منازل و مصارف عمومي در اين گروه قرار دارد ]3[.

2- دترجنتهاي كاتيوني: اين دترجنتها در اثر يونيزاسيون به يونهاي مثبت گروه آمونيومي كه دافع آب است و گروه يون‌هاي منفي جاذب آب تبديل مي‌شود و داراي قدرت زياد باكتري كشي
مي‌باشند
]3[.

3- دترجنتهاي خنثي: اين پاك كننده‌ها از تركيب چند شاخه اتيلن بر روي يك ريشه‌اي كه دافع آب است حاصل مي‌شود و بهترين مثال از آنها پلي‌گليكول اتوالكيل فنل است كه قدرت پاك كنندگي شديدي دارد ]4[.

شوينده‌ها بر اساس مواد فعال سطحي به دو دسته سخت و نرم تقسيم مي‌شوند كه شوينده‌هاي نرم شامل LABS يا الكيل بنزن سولفونات خطي هستند كه تجزيه پذير مي‌باشد. شوينده‌هاي سخت كه شامل ABS يا الكيل بنزن سولفونات شاخه‌اي مي‌باشند از اين گروه مي‌توان به مشهورترين عامل دودسيل بنزن سولفونات سديم اشاره كردكه‌به دليل داشتن شاخة فرعي در محيط زيست تجزيه نمي‌شود و سبب آلودگي محيط زيست مي‌گردد ]4 و 9[.

در كشورهاي پيشرفته با ارتقاء بهداشت و پاكيزه‌تر شدن محيط زندگي، بدون ترديد مصرف پاك كننده‌ها افزايش يافته و لزوماً با رعايت جنبه‌هاي اقتصادي همراه شده است ]5[. براي ترسيم آينده‌اي كه حتي‌الامكان كمتر دچار خطا و اشتباه باشد نگرشي بر روند توليد محصولات، تغييرات فرمولاسيون و مصرف مواد اوليه مختلف در سطح جهان ضروري است ]8[. به طور كلي در كشورهاي پيشرفته وضعيت شوينده‌ها متأثر از تغييراتي در فرمولاسيون محصولات بوده است مثل تمايل به توليد محصولات عاري از فسفات و يا تمايل به ساخت پودرهاي سنگين و غيره ]5[.

انواع مواد پاک کننده :

 

صابون  (Soap)

صابون‌ها را می‌توان از هیدرولیز قلیایی چربیها و روغن‌های طبیعی (استر اسیدهای چرب با گلیسرول) مانند پیه ، روغن‌های نارگیل ، زیتون ، نخل و تالو تهیه کرد که این واکنش به نام فرایند صابونی شدن (Saponification) موسوم است:



C3H5(OOCR)3 + 3NaOH 3NaOOCR+C3H5(OH)3


باید توجه داشت که در روشهای جدید ، از هیدرولیز مستقیم چربی‌ها بوسیله آب در دمای زیاد استفاده می شود. این موضوع ، تصفیه و ایزولاسیون اسیدهای چرب را که به صابون‌ها خنثی می‌شوند، ممکن ساخته، اساس یک فرایند پیوسته را بوجود می‌آورد. از نقطه نظر شیمیایی ، صابون‌ها ، نمکهای فلزی اسیدهای چرب (اسیدهای کربوکسیلیک) راست‌زنجیر با حدود 10-18 اتم کربن می‌باشند.

با اینکه همه نمکهای فلزی اسیدهای چرب ، صابون هستند، اما تنها نمکهای قلیایی مانند سدیم و پتاسیم) در آب حل می‌شوند و خاصیت پاک‌کنندگی دارند. نمکهای فلزهای قلیایی خاکی (مانند کلسیم و منیزیم و..) در آب حل نمی‌شوند. از این رو صابون‌های معمولی در آب سخت در مجاورت یون‌های کلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. به این ترتیب صابون خوب کف نمی کند و خاصیت پاک کنندگی خود را از دست می‌دهد.

نمکهای آلومینیوم اسیدها نیز در آب نامحلول و در روغن‌ها محلول هستند و از این ماده ، در چربی‌های نرم کننده ، رنگ ، روغن جلا و ضد آب کردن مواد استفاده می‌شود. نمک اسیدهای فلزات سنگین مانند کبالت یا مس نیز بعنوان ماده خشک کننده در رنگهای ساختمانی و جوهر ، قارچ کش ها و مواد ضد آب استفاده می‌شود.

کیفیت و مرغوبیت صابون ، به نوع چربی روغن بکار رفته بستگی دارد. لذا از خالصترین و بی‌بو ترین آنها استفاده می‌گردد. علاوه بر چربی و قلیا مواد افزودنی دیگری هم در فرمولاسیون صابون وارد می‌شوند. این مواد عبارتند از:مواد جلوگیری کننده از اکسیداسیون مثل تری اتانول آمین اولئات ، مواد جلوگیری کننده از فساد صابون مانند دی سیانو دی آمیدو سدیم سولفانیلات ، روغن‌های معطره برای ایجاد بوی خوب صابون و غیره(14)

 

 

 

پاک کننده های سنتزی(14) (Synthetic detergents)

مواد شوینده سنتزی که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند صابون ، از یک زنجیر هیدروکربن متصل به نمک یک اسید محلول در آب تشکیل شده است. البته در تهیه این پاک کننده‌ها باید توجه داشت که طول زنجیر و نوع هیدروکربن مورد استفاده بطور مناسب انتخاب گردد. از گروههای قطبی مشتق شده از اسید سولفوریک در حد بسیار عمومی برای جایگزینی کربوکسیلات استفاده می‌گردد.

بعنوان مثال می‌توان به آلکیل سولفاتها (ROSO3Na) ، آلکان سولفوناتها (RSO3Na) و آلکیل آریل سولفوناتها (R-C6H4-SO3Na) اشاره کرد و از مهمترین این مواد می‌توان سدیم لوریل (دودسیل) سولفات (C12H25-OSNa) و سدیم دودسیل بنزن سولفونات (C12H25-C6H4-SO3-Na) را که دارای قدرت پاک کنندگی بالایی هستند، نام برد. استرها و آمید اسیدهای چرب نیز که از تورین (H2NCH2CH2SO3H) و اسیدایزاتیونیک (HOCH2CH2SO3H) تهیه می‌شوند، از جمله اولین ترکیبات سنتزی تلقی می‌شوند. مضافا ، آلکان فسفوناتها معرف نوع دیگری از مواد صناعی آنیونی می‌باشد.

از طرف دیگر احتمال دارد که تغییر و اصلاح گروههای قطبی بوسیله تغییر در علامت بار الکتریکی یون فعال در سطح مسیر شود. یک مثال بسیار معروف از مواد شوینده کاتیونی (invert soaps) ، ملح آمونیوم نوع چهارم این طبقه بفرمول C16H33N(CH3)Br است. در طبقه دیگر یعنی مواد شوینده غیر معدنی ، گروه قطبی عبارت از گروه آب دوست غیر مجتمع شده می‌باشد که معمولا حاوی چند گانگی وظایف اکسیژن (اتر و الکل) است که در پیوند هیدروژنی با آب برگزیده شده است. مثالی در این مورد ، استر تهیه شده از یک اسید چرب و قند است.

از انواع عمومی دیگر ، می‌توان به پلیمریزاسیون تعدادی از واحدهای اکسید اتیلن با یک الکل اشاره کرد که دارای فرمول عمومی R-O-(CH2CH2O)2H می‌باشد. همچنین اکسیدهای آمین مانند R-N(CHsub>3)2O و اکسیدهای فسفین منسوب آنها نیز تهیه شده‌اند. مهمترین شوینده های سنتزی عبارتند از:

صابون مایع(14)

صابون مایع ، در واقع از نظر مواد تشکیل دهنده ، جزو صابون‌ها صابون مایع ، در واقع از نظر مواد تشکیل دهنده ، جزو صابون‌ها محسوب نمی‌شود و از پاک کننده‌ های سنتزی می‌باشد. البته اگر در ساختمان معمولی از روغن نارگیل زیاد و یا روغن هایی مثل روغن بزرک استفاده شود، می‌توان صابون را به صورت مایع در آورد. صابون‌های مایع ، علاوه بر ماده اولیه و اصلی خود ، دارای مواد دیگری مثل نرم کننده ، پاک کننده و کف کننده ، ضد باکتری و چرب کننده هستند(14).

 

شامپو

شامپوها نیز از پاک کننده های سنتزی هستند. ماده اصلی تشکیل دهنده شامپوها عبارتند از: عامل پاک کننده که خود شامل سه دسته مواد فعال سطحی آنیونی (مثل سدیم لوریل اتر سولفات و تری اتانول آمین سولفات ، آمفوتری (مثل بتائین کوکوآمیدوپروپیل) و غیر یونی هستند. عامل تقویت کننده کف (مثل بتائین) ، عامل حالت دهنده مو و عامل نگهدارنده (مواد ضدعفونی کننده و میکروب کش) ، عامل صدفی کننده مثل اتیلن گلیکول و عامل غلیظ کننده مثل نمک طعام و عامل رنگ و بو مثل عصاره گیاهان.

پودرهای لباسشویی(14)

ماده اصلی در پودر های لباس شویی و بعضی از شوینده ها سورفکتانت است که نقش اساسی در پاک کنندگی دارد . ذرات سورفکتانت به چربی ها و آلودگی ها می چسبند و پس از اندک زمانی (بر اثر حرکت و لغزش) آنها را از لباس و دیگر چیزها جـدا می کنند .

بسیاری از شوینده ها برای جلوگیری از چسبیدن دوباره ی آلودگی و چربیها  از فسفات استفاده می کنند . فسفات پس از شستشو  وارد روان آبها می گردد و سبب رشد بیش از حد جلبک و گیاهان درون رودها ( فاضلاب هایی که به رودها می ریزند) می شود . اکسیژن محلول در آب سهم جلبک هایی می شود که رنگ آب را سبز کرده اند .

جانداران دیگری که بایستی از اکسیژن سهم داشته باشند ، از این سهم به دلیل ازدیاد جلبک ها محروم می شوند. این شروع چرخه ی ناقص در اکوسیستم جاندران آبزی و متعاقب آن جاندران خشکی است .

 

متاسفانه به شخصه در تمامی پودرهای لباس شویی تولید داخل ترکیبات فسفات را بلا استثناء دیده ام . این مساله بر می گردد به عدم آگاهی مصرف کننده از ضرورت استفاده از کالاهای دوستِ محیط زیست . در کشور های اروپایی پودرهایی وجود دارد که مصرف کننده با میل خود و به منظور همراهی با طبیعت آنها را انتخاب می نماید .پودرها ماشین لباسشویی نسبت به پودرهای رختشویی چند ماده اضافه دارند که بر قدرت پاک کنندگی آنها می‌افزاید. یکی از این مواد ، پر بورات است که از سفید کننده ها و رنگ برهاست. اجزای اصلی پوردهای لباسشویی شامل موارد زیر هستند:
ماده اصلی و فعال (مواد غیریونی و آنیونی) که عامل پاک کنندگی و جدا کردن چرک از لباس است، عامل قلیایی کننده (مثل سیلیکات ها) که از خوردگی بدنه لباسشویی جلوگیری می کند، عامل سفیدکننده و رنگ سرکه معمولا پربورات سدیم است، عامل کنترل کننده کف و پاک کننده کمکی ، عامل کاهش سختی آب که به پاک کنندگی هم کمک می‌کند (مثل فسفات ها) ، عامل جلوگیری از رسوب مجدد چرک مثل CMC از شستن دوباره چرک روی لباس جلوگیری می‌کند، اپتیکال براتیز که باعث درخشندگی پارچه می‌شود، مواد میکروب کش و ضدعفونی کننده(14).

سفید کننده ها و رنگ برها

بسیاری از لکه برها موادی هستند که از آنها به عنوان سفید کننده ، ضدعفونی کننده و پاک کننده استفاده می‌شود. رایج ترین ماده ای که از آن به عنوان سفید کننده استفاده می‌شود، آب ژاول است که خاصیت ضدعفونی کننده نیز دارد، زیرا یک سفید کننده کلردار است و از سفید کننده های دیگر ، پربورات سدیم است که از آن ، بیشتر در خشک شویی‌ها و نیز در ترکیب پودرهای ماشین لباسشویی استفاده می‌شود. قدرت سفیدکنندگی پربورات از آب ژاول.(14) کمتر است.

آب اکسیژنه یا پراکسید هیدروژن هم یک ماده رنگ بر و سفید کننده است. علاوه بر مواد ذکر شده ، موادی مثل الکل ، آمونیاک ، استن ، اسید نیتریک ، اسید اگزالیک ، تربانیتن ، جوش شیرین ، کربنات سدیم ، تتراکلریدکربن و غیره نیز.(14) خاصیت رنگ بری و پاک کنندگی دارند.

قیاس صابون و پاک کننده های سنتزی (14)

صابون‌ها در هنگام واکنش با ناخالصیهای یونهای فلزی موجود در آبهای طبیعی ، بویژه کلسیم و منیزیم ، منجر به تشکیل نمکهای نامحلول در آب می‌شوند و به صورت رسوب از آب جدا می‌شوند. اما نمکهای فلزات قلیایی خاکی و املاح فلزات سنگین مواد شوینده سنتزی در آب محلول هستند. لذا این شوینده ها در آب سخت نیز پاک کنندگی خوبی دارند و رسوب جدید تشکیل اسیدی نامحلول راسب می‌شوند، نمی‌دهند.
صابونهای کربوکسیلات در PH پایین ، هیدرولیز شده و به صورت ابون ، ولی شوینده های سنتزی ، پایداری زیادی در برابر اسیدیته از خود نشان می‌دهند. زیرا پاک کننده های صابونی ، نمکهایی هستند که آنیون تشکیل دهنده آنها ، به اسیدهای ضعیف تعلق دارند و در محیط اسیدی به راحتی هیدرولیز می‌شوند.

از دیگر تفاوتهای شوینده های سنتزی با صابونها ، تغییر و اصلاح در ساختار این مواد نسبت به مولکول صابون است که باعث ایجاد بهترین حالت تعادلی آب دوستی ف چربی دوستی و خصوصیات انحلال پذیری ، اثر میکروب کشی و ایجاد نرمی در منسوجات و غیره می‌شود.

پاک کننده های سنتزی به تنهایی از نظر قدرت پاک کنندگی با صابونها معادل نیستند، اما دو افزاینده مهم ، قابلیت تخمیر کنندگی آنها را به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می‌دهد. سدیم تری پلی فسفات که به عنوان یک سازنده بکار می‌رود، قابلیت شکستن و تعلیق برخی از خاکهای رسی ، رنگها و سایر مواد جامد بسیار ریز محلول در آب را داراست. بعلاوه این جسم با تعداد زیادی از یونهای فلزی ، کی‌لیت تشکیل می‌دهد.اک کننده های خانگی ، همچنین محتوی نیم تا یک درصد کربوکسی متیل سلولز (CMC) هستند که این جسم ، از واکنش سلولز با کلرواستیک اسید در محلول بازی تهیه می‌شود.

این ماده پلیمری ، قادر است که از رسوب مجدد جرم بر روی منسوجاتی که به وسیله پاک کننده ها پاک شده است، جلوگیری کند. سایر افزاینده های معمولی عبارتند از: مواد سفید کننده ، مواد کف زا و یا سایر مواد تنظیم کننده می‌باشد. (14).

 

اثرات زيست‌محيطي شوينده‌ها و راهكارهاي مقابله با آنها

 

 

هنگامی که فاضلاب های خانگی به منابع آبهای بسته ، مانند دریاچه ها و تالاب ها وارد می شوند ، مقداری از ترکیبات فسفر دار و نیتروژن دار باقیماننده از شوینده های ساختگی ، به همراه فاضلاب در آن راه می یابند . چون فسفات ها و نیترت ها ، غذای مناسبی برای رشد گیاه هان آبزی و جلبک ها می باشد ، سبب رشد سریع و غیر عادی جلبک ها می شود و این جلبک ها با مصرف بی رویه اکسیژن حل شده در آب سبب کمبود اکسیژن در اب ، آلوده شدن آن و مرگ و میر ماهی های آبزی های مفید دیگر می شود . از این راه ، زیان های زیادی به منابع پروتئنی وارد می شود افزون بر آن با ایجاد گل ولای و ته شدن آن برکف دریاچه ها عمق را کم می کند و آنها را به تدریج به یک مرداب و محل رشد جلبک ها ونامناسب برای زیستن ماهی تبدیل می کند این عمل سبب از بین رفتن آبزیهای مفید یا کوچ کردن آنها به محل های دیگر می شود .

زیان دیگری که شوینده ها ساختگی به محیط زیست وارد می کنند  این است که کف زیادی بر سطح اب بوجود می آورد تا حدی جلوی رسیدن نور را بدرون اب میگیرد و مانع پدیده حیاتی نور ساخت (فتوسنتز )که یکی از منبع های مهم اکسیژن گیری آب است می شود چون بیشتر این شوینده ها قابل تجزیه شدن نیست و مدتی در آب باقی می ماند این عمل نیز سبب کمبود اکسیزن اب ، مرگ و میر ابزی ها و یا کوچ کردن آنها به محل های دیگر و کمبود منبع پروتئنی در آن محل می شود افزون بر اینها نیترات های موجود در اب در بدن کودکان خرد سال مقداری به نیتریت تبدیل می شود که با همو گلوبین خون تر کیب پایداری بوجود می آوردکه عامل بروز نوعی بیماری سخت و کشنده است ( 11 )

مواد شوینده به علت وارد شدن در سفره های آبهای زیر زمینی و مساعدت به آلودگی مورد اتهام هستند با این حال به نظر می رسد که تحرک هایباکتری ها در زمین به آن علت افزایش پیدا نکند .در عمل وجود چند میلی گرم مواد شوینده نوع آنیونی که بیش از همه مورد استفاده قرار می گیرند ظاهرا خطری برای موجودات دریای و برای مصرف کنندگان این آبها ندارد .(13)

سالهاي زيادي است كه صنايع صابون و دترجنت به دليل ايجاد آلودگي‌هايي در آب مانند آلودگي كف و مغذي شدن توجه مسئولان محيط ‌زيست را  به خود جلب نموده است. دترجنتها پس از مصرف به همراه پساب به درياچه‌ها يا رودخانه‌ها ريخته مي‌شوند و بر روي محيط‌زيست تأثير مخرب مي‌گذارند. آلودگي محيط زيست ناشي از مصرف دترجنتها بيشتر از نظر دو عامل قابل بررسي است.

1-  اثر مواد مؤثر موجود در دترجنت.

2-  اثر مواد پر كننده موجود در دترجنت.

آثار سوء حياتي شوينده‌ها بر محيط زيست عبارتند از:

1-  تجمع كف بر روي آبهاي سطحي و جلوگيري از عمل اكسيژن‌گيري آب

2-  توليد بو و طعم نامطبوع در آب

3-  اثرات سمي بر موجودات زنده مانند انسان، موجودات آبي و گياهان

4-  تخريب و انهدام اكوسيستم

5-  حذف و كاهش مواد معلق آب در حضور شوينده‌ها به صورت دلخواه مقدور نيست.

6-  به خودگيري ميكروبها بيماري‌زا و مساعد نمودن شرايط محيطي در جهت شيوع بيماريها

7-  اشكال در امر انعقاد و ته‌نشيني و صاف كردن آب

8-  وقوع پديده EUTROFICATION به لحاظ مصرف فسفاتها

9-  تجزيه‌ناپذيري گروه سخت دترجنتها

10- ايجاد واكنش فيزيولوژيكي در مصرف كننده آب آلوده ]9 و 4 [.

 در اینجا به بررسي برخي از مهمترين آثار سوء شوينده‌ها و راهكارهاي مقابله با آنها می پردازیم :

در باره ایجاد کف مطالعاتی انجام شده در سالهای 1960-1961 روی آبهای سن در جنوب پاریس نشان داده است که در برخی از اوقات بویژه مواد پروتئنی وارد شده توسط فاظلاب شهری و صنایع غذایی مسئول واقعی حجم زیادی از کف در سطح رودخانه ها و همچنین بهم خوردگی و کدر بودن آب هستند . مواد شوینده استاندارد شده اند و باید دارای بیش از 80 درصد مواد فعال کشش سطحی که قابل از هم پاشیدگی زیست شناختی هستند باشند . (12)همچنان كه پاك كننده بيشتري به وسيله پساب به آبهاي طبيعي اضافه مي‌شود، كف بيشتري ايجاد مي‌كند كه تأثير به‌سزايي در محيط زيست دارد. عامل ايجاد كف، سورفاكتانت پاك كننده‌ها  مي باشد.

وجود كف در حوضهاي هوادهي در تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب ميزان انتقال اكسيژن به فاضلاب را به شدت تقليل مي‌دهد به طوري كه گاهي تقليل راندمان تصفيه در اثر كف دترجنتها به 80 درصد مي‌رسد. در حوضهاي ته‌نشيني اوليه وجود ماده مؤثر دترجنت مانع ته‌نشيني كامل مواد معلق مي‌شود و چربي موجود در فاضلاب در اثر كف زياد به ساير قسمتهاي تصفيه خانه نيز راه مي‌يابد ]9[.

ماهيان و آبزيان نيز از آثار سوء شوينده‌ها بي‌بهره نيستند زيرا شوينده‌ها باعث كاهش ميزان اكسيژن گيري آب مي‌شوند. شوينده‌ها قادرند حالت و كيفيت پروتئين را تغيير دهند و متابولسيم باكتري‌ها را مختل سازند و موجب كندي اعمال حياتي آنها گردند، اين امر ناشي از اثر شوينده‌ها در كاهش كشش سطحي آب مي‌باشد ]4[.

غشاء ميكروارگانسيم‌ها در اثر شوينده‌ها پاره شده و موجب از بين رفتن آنزيم‌ها مي شود. اين موارد در مورد مصرف دترجنتهايي است كه ماده مؤثر آن تجزيه شونده نيست. اما مواد مؤثر تجزيه شونده در روشهاي تصفيه و ديگر موارد ياد شده اشكالات مهمي به وجود نمي‌آورد ]4 و 3[.

به عنوان طرحي در جهت جلوگيري از پديده كف كردن، الكيل بنزن سولفونات‌هاي خطي LAS در جهان مورد استفاده قرار گرفتند كه جايگزين گروه آلكيلي شاخه‌دار ABS به منظور سهولت تجزيه شدند ]4 و 1[. عموماً LAS در مقايسه با ABS سريعتر و شديد‌تر تجزيه مي شود. البته سرعت تجزيه LAS با موقعيت گروه فنيلي تحت تأثير قرار مي‌گيرد.

از طرفي توليد كنندگان تمام تلاش خود را صرف توسعه مواد خام دترجنت با قابليت تجزيه بيشتر كردند. يكي از اين مواد آلفااولفين سولفونات‌ بدون گروه فنيل (AOS) هستند. AOS به دليل كارآيي خوب شستشو، مانند پاك‌كنندگي، قدرت كف كنندگي و خواص آبكشي آن، يكي از بهترين سورفاكتانت‌ها مي‌باشد. پاك‌كنندگي AOS نسبت به LAS، در آبهاي سخت، كمتر كاهش پيدا مي‌كند. طبق آزمايش‌هاي انجام شده بر روي حيوانات، ايمني AOS اثبات شده است و هيچ مورد غيرعادي در آزمايش مسموميت مزمن و حاد مشاهده نشده است.

با توجه به بحران نفت در سال 1973 ميلادي تمايلات شديدي براي معرفي سورفاكتانتهايي كه از مواد خام طبيعي حاصل شوند پديدار شد. يكي از اين مواد آلفاسولفوفتي ‌اسيدمتيل‌استر
(
a-SFme) بود بعدها اين ماده نظر سازندگان دترجنت را به دليل درجه تجزيه‌پذيري زياد و قابليت پايداري در مقابل كلسيم، به عنوان سورفاكتانت آنيوني در دترجنت‌هاي بدون فسفات جلب كرد.
 
a-SFMe را مي‌توان از روغن موجود در خرما يا نارگيل به دست آورد. a-SFMe ساخته شده از روغن نخل، مواد فعال در سطح آنيوني داراي طول زنجير الكيل C18, C16, C14 هستند. از ديدگاه قدرت پاك كنندگي، a-SFMe با توجه به طول زنجير كربني به طريق زيرطبقه‌بندي مي‌شود:

C16a- SFMe>C18a-SFMe>C14a-SFMe

نتيجه قابل ذكر اين است كه C16a- SFMe و C18a-SFMe به طور نسبي قدرت پاك كنندگي بالاتر از مواد فعال سطحي موجود مثل LAS و يا AS را نشان مي‌دهد. قدرت پاك‌كنندگي تقريبي a-SFMe به صورت زير مي‌باشد:

C16a- SFMe, C18a-SFMe>LAS(C12)>AS(C12), C14a-SFMe

با وجود اين، a-SFMe هنوز موقعيت سورفاكتانتهاي صنعتي LAS و AS را به دست نياورده است. دليل اصلي اين امر عدم شناخت كافي تكنولوژي سولفوناسيون a-SFMe با كيفيت بالاست ]1[.

نگراني كنوني محيط زيست بيشتر در مورد سازنده‌هاست. اين مواد مشكل تجزيه زيست محيطي را ندارند بلكه فرآورده‌هاي هيدروليز سازنده‌ها (ارتوفسفات‌ها) مسلماً داراي فسفر مي باشد كه باعث اشكال در فرآيند تغذيه طبيعي مي‌شود ]4[. آبي كه در آن مواد مغذي مانند نيترات و فسفات در اثر تخليه فاضلاب زياد باشد محيط خوبي براي رشد بيش از اندازه آلگها خواهد بود. اين آلگها در اثر پديده فتوسنتز با مصرف مواد غذايي موجود در آب باعث زياد شدن اكسيژن در محيط مي شوند. چون عمر اين آلگها كوتاه است و از بين رفتن بيولوژيكي آنها مستلزم صرف مقدار زيادي اكسيژن         مي باشد، لذا بيلان اكسيژن محيط به هم مي‌خورد و با كاهش اين ماده حياتي، فعل و انفعالات بي‌هوازي پيشرفت مي‌كند در نتيجه به مرور لجن كف جريانها افزايش يافته و از عمق مفيد كانالها كاسته شده و انواع گياهان در اين منطقه رشد مي‌كنند و تمام منطقه به مرداب تبديل مي‌شود اين پديده EUTROPHICATION ناميده مي شود. از سالهاي 1968 و 1969 ميلادي سر و صداي آلودگي آب در اثر اين پديده در آمريكا بپا خواست و دترجنتهاي حاوي فسفات به اين جرم محكوم شدند ]3[.

بنابراين يكي از مهمترين علت‌هاي مغذي شدن آب، فسفر ناشي از مصرف دترجنتهاي سنتزي خانگي است. براي حل اين مسئله و رفع اين آلودگي سعي شد كه به طور تدريجي فسفات‌هاي موجود در دترجنتها را كاهش دهند و مادة ديگري را جايگزين كنند. در يك مطالعه و تحقيق مشترك كه توسط تهيه‌كنندگان زئوليت صورت گرفت، ويژگيهاي زئوليت مناسب براي‌جايگزين‌شدن و توسعه و ترويج مصرف زئوليت در دترجنتها مطرح شد ]1[.

زئوليتها، تركيبات طبيعي يا مصنوعي‌آلومينيم سيليكاتها مي باشند. ساختمان مولكولي زئوليت يك چهار وجهي با چهار اتم اكسيژن در حول يك اتم سيليس (SiO4) مي‌باشد و رئوس اين چهاروجهي‌ها با اشتراك گذاشتن اتم اكسيژن بهم متصل مي‌شوند تا واحدهاي ساختماني كوچك ثانويه را شكل دهند كه خود با اتصال به همديگر دامنه وسيعي از چند وجهي‌ها را تشكيل مي دهند. پس از شناسايي خواص فيزيكوشيميايي منحصر به فرد زئوليت توجه بسياري از محققين علوم مختلف به اين رشته جلب گرديد و طي 30 سال گذشته توسعه فوق‌العاده‌اي در زمينه علوم مختلف پديد آمد. ساختمان و تركيب شيميايي زئوليتهاي طبيعي و فرمهاي اصلاح شده گونه‌هاي مختلف، آنها را منابع بالقوه مهمي در زمينه‌هاي كاربردي و تحقيقاتي مختلفي از جمله تبادل يون، جذب و واجذب گازها و نيز استفاده به عنوان كاتاليست نموده است ]6[.

انتخاب زئوليت به عنوان جايگزين فسفاتها به دو خاصيت اساسي متكي مي باشد اول ظرفيت تعويض يوني بالا حتي در آب سرد و دوم سرعت جايگزيني بالا كه بتواند يونهايي مانند كلسيم را
به سرعت اسير كند. در ميان زئوليتهاي سنتز شده انواع
A و P و X مشخص شده است كه زئوليت A به فرم سديم (NaA) نسبت به كاتيون كلسيم گزينش پذيري بسيار خوبي دارد ولي نسبت به منيزيم چندان مؤثر نيست در حاليكه زئوليت X تبادل با يون منيزيم را به سرعت و به خوبي انجام مي دهد. بنابراين استفاده از مخلوط اين دو زئوليت بسيار مؤثر خواهد بود ]10[.

 

استفاده از دترجنتهاي كنسانتره، راهكاري نوين

در اثر فشارهاي محيط زيستي در سراسر دنيا از سال 1987 ميلادي انواع جديدي از دترجنتهاي كنسانتره به بازار جهان وارد شد. دترجنتهاي كنسانتره هم در حجم و هم در وزن متراكم شده اند و وزني 5/2 به 4 و حجمي معادل 1 به 4 در مقايسه با انواع موجود دارند. استفاده از پودرهاي كنسانتره دو مزيت دارد يكي صرفه جويي در انرژي و منابع است و ديگري صرفه جويي در فضاي انبارخانه‌ها، حمل و نقل و فضاي لازم در خرده‌فروشي‌ها مي‌باشد ]1[. همراه با ورود دترجنتهاي پودري كنسانتره به بازار، مواد افزودني جديد نظير سلولز قليايي و ليپازها قليايي، فعال كننده براي پراكسيد نيز در اين زمينه معرفي شدند ]1[.

پيشنهاد :

1- براي چاره جوئي رفع آلودگي پركننده‌هاي دترجنت دو راه حل پيشنهاد مي‌شود:

الف- محدود كردن مصرف فسفاتها در ساخت دترجنتها و تغيير فرمولاسيون شوينده

ب- حذف كامل فسفاتها و جانشين ساختن ماده ديگري مانند زئوليت

2- استفاده از مواد طبيعي در شوينده‌ها و افزايش سورفاكتانتهاي به دست آمده از مواد طبيعي

3- افزايش كاربرد آنزيم‌ها

4- افزايش توليد پودرهاي شوينده كنسانتره

 

نتيجه‌گيري

براي مدتي طولاني كشورهاي جهان مشغول بهره‌برداري و استفاده از منابع طبيعت مي‌باشند و اين وابستگي به محيط‌زيست بي‌شك در آينده نيز ادامه خواهد داشت. بنابراين بايد راه و روش بهره‌برداري و محافظت از منابع طبيعي را ياد بگيريم. مواد اوليه دترجنت‌ها به تدريج بايستي از ذخاير پتروشيميايي به انواع طبيعي قابل توليد و مواد روغني شيميايي تغيير يابد. از ميان منابع مختلف طبيعي، روغن نارگيل و روغن خرما، مهمترين روغن‌ها و چربي ها در آينده خواهند شد. سورفاكتانت a-SFMe با ارزش بيولوژيكي كه در روغن خام وجود دارند، مي توانند به طور اقتصادي جداسازي شده و مورد استفاده قرار گيرد. در آينده سورفاكتانت‌هاي پتروشيميايي و سورفاكتانتهاي روغني طبيعي از نقطه نظر قيمت، پاك‌كنندگي و مزاياي اقتصادي با هم رقابت خواهند داشت ]4[.

فسفاتها را عامل پديدة مغذي شدن و ايجاد مشكلات زيست‌محيطي در رودخانه‌ها و درياچه‌ها مي‌دانند، بنابراين از اوائل دهه 1970 ميلادي به تدريج موادي جهت جايگزيني فسفات معرفي شده‌اند كه هر يك نواقصي داشتند و موجب آلودگي محيط و حتي مسموميت شده‌اند ]9[. اما زئوليتها تنها موادي هستند كه صرف نظر از نامحلول بودن آنها كه مقدار مواد معلق در آب را افزايش مي دهد  آلودگي محيط زيستي ندارند] 9[. اما زئوليتها توانايي حذف يونهاي كلسيم از محلول آب شستشو را دارند و به دليل سطح جذب زياد، ذرات پخش شده را به دام مي‌اندازد و مانع نشست مجدد آنها روي پارچه مي شوند ]7[.

مقايسه‌اي ميان دترجنتهاي كنسانتره و انواع معمولي در جهان نشان مي‌دهد كه استفاده از دترجنتهاي كنسانتره به دليل صرفه‌جويي در انرژي و منابع و فضا مقرون به صرفه‌تر مي‌باشد.

 

منابع

 

1-  ايراني، نادر- يارندي، امير‌عباس (1372) - مواد اوليه محصولات پاك كننده و مسائل محيط زيست آنها در ژاپن- انتشارات شركت تحقيقات و توسعه صنايع شوينده و بهداشتي.

2-  تاريخچه شوينده‌ها (1368)- انتشارات كيميا.

3-  حسينيان، مرتضي (1364)- دترجنتها و آلودگي آب- ناشر شركت مهندسي مشاور مهاب‌ قدس.

4-  دبيري، مينو (1375)- آلودگي محيط زيست هوا، آب، خاك، صوت - انتشارات اتحاد.

5-  عراقي، عذرا (1372)- پروژه تحقيقات صنايع شوينده (بررسي وضعيت شوينده‌ها)- انتشارات شركت تحقيقات و توسعه صنايع شوينده و بهداشتي.

6-  کاظميان، حسين (1378)- حذف كاتيونهاي فلزات سنگين از فاضلابهاي صنعتي و معدني به كمك مبادله‌كننده‌هاي زئوليتي- سازمان انرژي اتمي ايران.

7-  فصلنامه شيمي (1374)- صابونها و شوينده‌ها.

8-  محمودي‌ امين، زهرا (1376)- مقايسه فرمول و تكنولوژي ساخت محصول در ايران و كشورهاي پيشرفته انتشارات شركت تحقيقات و توسعه صنايع شوينده و بهداشتي.

9-  نوري، جعفر- شهرياري ‌افشار، عباس- بررسي نقش دترجنتهاي آنيوني در آلودگي محيط‌زيست- دانشگاه آزاد اسلامي.

10-Sherman, J. D. et. al. Soap, Cosmet. Chem.Spec., December, 33 (1978); u. s. patent, 4, 094, 778 (1978).

10شیمی مهندسی محیط زیست

11-                      اصول تصفیه آب و پساب صنعتی تالیف دکتر محمد کاظم رئوفی ، دکتر محمد رضا ملاردی انتشارات مبتکران

12-                       آلودگی آبهای رنه کولا ترجمه دکتر کریم کوشا

13-                      نهمین همایش بهداشت محیط در 16 آبان 85 محقق محمد هادی مهدی نزاد ، محمد رضا شاه منصوری ، بیژن بینا

14-                      سایت اینترنتی www.shimidan.blogfa.com

 

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه 1386/03/03ساعت 0:29  توسط رضا | 
 
صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو وبلاگ
عناوین مطالب وبلاگ
درباره وبلاگ

پیوندهای روزانه
سایت ایسنا
سایت دوست یابی
سایت بهداشت محیط ایران
آرشیو پیوندهای روزانه
نوشته های پیشین
مرداد 1392
آذر 1389
اردیبهشت 1389
فروردین 1389
خرداد 1386
آرشیو موضوعی
شوينده ها
پیوندها
بهداشت محیط
منابع ارشد بهداشت محیط
خبرنامه بهداشت محیط
وبلاگ دکتر علیرضا رستمی
سایت بهداشت محیط
بانک اکورد
 

 RSS

POWERED BY
BLOGFA.COM