مقاله ترجمه شده روش‌های پاکسازی آلودگی آب

توضیحات

 عنوان فارسی: مروری بر روش‌های پاکسازی آلودگی آب ناشی از پسماندهای بیمارستانی بر اساس فناوری‌های  جداسازی و تجزیه‌ی الکتروشیمیایی 

عنوان انگلیسی مقاله:

Remediation of water pollution caused by pharmaceutical residues based on electrochemical separation and degradation technologies: A review

 

چکیده

در سال‌های اخیر پاکسازی آب به کمک روش‌های الکتروشیمیایی به عنوان یک جایگزین جذاب برای روش‌های دیگر مطرح شده است. این امر، به دلیل بهبود قابل توجه مواد مصرفی الکترود و منابع انرژی تجدید شدنی ارزان است. فناوری‌های الکتروشیمیایی زیادی اکنون برای پاک سازی آب‌های آلوده به آلاینده‌های ارگانیک، همانند ریزآلاینده‌های دارویی (بیمارستانی)-که وجود آن‌ها در طبیعت نگرانی زیادی ایجاد نموده است- در دسترس است. مقالات اخیر، روی زدودن پسماندهای دارویی به کمک سایر روش‌های موجود، نظیر ازن دهی و فرایندهای پیشرفته‌ی اکسایش تمرکز داشته اند. در این جا ما مروری روی روش‌های الکتروشیمیایی مورد استفاده جهت کار با پسماندهای دارویی باقی مانده،چه محلول‌های ساختگی و چه آب‌های دورریز آلوده به مواد دارویی طبیعی،خواهیم داشت. در ابتدا فناوری‌های جداسازی الکتروشیمیایی نظیر فناوری‌های غشا، الکتروکوگولاسیون و میکرو-الکترولیز داخلی، که تنها در زمینه‌ی ایزوله کردن آلودگی از آب عمل می کنند، معرفی می شوند. اصول و آزمایش‌های مورد استفاده در این فناوری‌ها که اجازه‌ی تجزیه‌ی مواد دارویی را می دهند (نظیر اکسایش آندی، الکترواکسایش با کلر فعال، الکتروفنتون، فوتوالکتروفنتون و فوتوالکتروکاتالیست) جلوتر مورد بحث قرار می گیرند. پیشرفت در زمینه‌ی روش نویدبخش فوتوالکترو-فنتون ، تکنولوژی ابداعی و توسعه داده شده در آزمایشگاه ما، به صورت ویژه مورد بحث قرار گرفته است. کم شدن کربن ارگانیک کل یا کاهش نیاز شیمیایی اکسیژن از آب آلوده، این اجازه را می دهد که مقایسه بین مواد و روش‌های مختلف اتفاق افتد. راه‌های تجزیه برخی از مواد دارویی نیز ارائه شده است.

مقدمه

در پانزده سال گذشته مواد دارویی مورد توجه فزاینده‌ای به عنوان مواد شیمیایی فعال زیستی قرار گرفته اند.

این‌ها به عنوان آلاینده‌ی غوطه ور در بدنه‌ی آب‌ها در نظر گرفته می شوند زیرا غیر قابل تنظیم هستند یا در حال یک فرایند رگولاریزاسیون هستند.

این ترکیبات و سازنده‌های زیستی فعال آن‌ها پسماندهای دارویی نامیده می شوند. این مواد در حد غلظت ناچیز (نانو تا میکرو گرم بر لیتر) یافت می شوند و شبه مداوم می گردند.

این احتمال هست که بیشتر آب دورریز شهری آلوده به ترکیبات دارویی شده باشد که این امر کیفیت آب و تامین آب شرب را تحت تاثیر خود قرار می دهد. (خطر برای انسان و حیوان وجود خواهد داشت) .

مقالات بسیاری وجود مواد دارویی را در طبیعت گزارش داده اند. (هم در خاک و هم در آب)

این آلودگی ناشی از این موارد می تواند باشد: خروج مستقیم گاز از محل تولید، دورریز مستقیم داروی اضافی از خانه‌ها و بیمارستان‌ها، دفع از ادرار و مدفوع انسان یا حیوان پس از مصرف دارو و عملیات روی آب در مزارع پرورش ماهی.

مواد دارویی در طبیعت به دلیل نابودی ناقص آن در پلنت‌های فاضلاب مقاومت می کنند: بین 60 تا 90 درصد بعد از عمل تجزیه‌ی زیستی، اتصال مجدد، جذب سطحی و تجزیه به کمک نور.

مواد دارویی آزاد شده در طبیعت ممکن است در هر سطحی از سلسله مراتب، رفتار سمی از خود نشان دهند؛ اگر چه اثر آن‌ها روی موجودات زنده به خوبی مستند نشده است. برای مثال برخی مواد دارویی تاثیرات بلندمدت و برگشت ناپذیر روی ژنتیک میکروارگانیسم‌ها می گذارد که در اثر آن، مقاومت آن‌ها را به آن‌ها افزایش می دهد.

برخی اوقات نیز آلاینده‌ها ترکیب مختلطی می دهند که به کوکتل دارویی مشهور است که سمی بودن آن‌ها به ندرت به اثبات رسیده است.

برخی نیز به ترکیبات دارویی نیز به عنوان ترکیبات مخرب غدد داخلی (در انسان) شهرت دارند.

بنابراین نیاز به زدودن کامل مواد دارویی و سوخت سازکننده‌های آن از سیستم‌های آبی، جهت حذر از سمی بودن بالقوه‌ی آن‌ها و سایر خطرات محتمل برای سلامتی، ضروری به نظر می رسد.

این مواد به صورت کامل در پلنت‌های عملیات روی فاضلاب STPs با روش‌های معمول، نظیر پاکسازی زیستی و عملیات فیزیوشیمیایی شامل کواگولاسیون، فرارسازی،جذب،رسوب و فیلتراسیون قابل زدودن نیستند.

در بیشتر STP‌ها ضدعفونی نهایی مواد، اجباری است و کلرزنی و تابش UV مورد استفاده قرار می گیرد اما آلاینده‌های ناچیز به هر دو روش، به دلیل توانایی اکسایش اندک، مقاوم هستند.

پژوهش‌های اخیر به روش‌های ازن دهی و اکسایش پیشرفته اختصاص داشته است که این کار برای ضدعفونی آب بازیافت شده و عملیات روی پسماندهای دارویی و آب‌های زاید دارویی صورت می پذیرد.

روش‌های ازن دهی پیشرفته دوستار محیط زیست هستند. این روش‌ها، روش‌های الکتروشیمیایی یا فوتوشیمیایی، بر اساس تولید درجای رادیکال هیدروکسیل  به عنوان اکسید کننده می باشد: به دلیل قوت عامل اکسایش در آن، به صورت غیر انتخابی با اکثر مواد ارگانیک از طریق هیدروکسیلاسیون و هیدروژن گیری، تا هنگام کامل شدن معدنی شدن، واکنش می دهد.

مقالات بسیاری مصرف ازون  ، روش‌های اکسایش پیشرفته (ازون و آب اکسیژنه، مافوق صوت و…) و روش‌های کاتالیستی  نوری به کمک ماورای بنفش/نور به تنهایی یا در ترکیب با اعمال فیزیوشیمیایی یا زیستی را به صورت گسترده‌ای، توضیح داده اند.

هدف: پاکسازی آب‌های آلوده‌ی طبیعی یا مصنوعی، آب شهری و  پساب‌های صنعتی از فراورده‌های دارویی و بیمارستانی.

با این وجود، مقالات اندکی در زمینه‌ی مدون کردن کارایی عملکرد روش‌های اکسایش پیشرفته الکتروشیمیایی EOAPS مانند اکسایش آندیAO ، الکتروفنتون EF و ,فوتو الکتروفنتون PEF منتشر شده است.

اولین بار پیشنهاد استفاده از الکتریسیته برای کار روی آب در سال 1889 صورت گرفت.