مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات پلیمرهای خردشده پلاستیکی (Microplastics) در آب آشامیدنی

• تعریف و اندازه

  • ذرات پلاستیک < 5 mm تا نانوپلاستیک (< 1 µm)، شامل پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن، PVC و …

• منابع ورود

  • فرسایش لوله‌های PVC، ورود ذرات از بسته‌بندی‌های پلاستیکی، شستشو و خردشدن زباله‌های آبی

• خطرات زیستی–شیمیایی

  • انتقال آلاینده‌های جذب‌شده: هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAHs)، فلزات سنگین، افزودنی‌های پلاستیک (فتالات، BISphenol A)

  • تحریک مکانیکی و التهابی: ذرات ریز ممکن است در روده ته‌نشین شوند و موجب التهاب مزمن یا انتقال به گردش خون شوند

  • تأثیرات طولانی‌مدت: هنوز اطلاعات قطعی محدود است، اما نگرانی از اختلال غدد درون‌ریز و انتقال ذرات به سلول‌های بدن وجود دارد

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف

1. فیلترهای غشایی

   • میکروفیلتراسیون (MF): حذف > 90 ٪ ذرات > 0.1 µm

   • اولترافیلتراسیون (UF): حذف ذرات تا ~ 0.01 µm

   • نانو فیلتراسیون (NF) و اسمز معکوس (RO): حذف تقریباً تمام ذرات و حتی برخی آلاینده‌های جذب‌شده

2. رسوب‌دهی و انعقاد–فلوکولاسیون

   • افزودن آلوم یا پلی‌یون‌های آلی → لخته‌سازی ذرات خردشده → ته‌نشینی یا فیلتراسیون شنی

3. جذب سطحی (Adsorption)

   • بیوچار و زئولیت‌های اصلاح‌شده: توان جذب ذرات ریز و آلاینده‌های سطحی

4. الکتروفوکوس

   • میدان الکتریکی بین الکترودها → مهاجرت و تجمع ذرات با بار سطحی مثبت یا منفی

5. فیلترهای ترکیبی

   • چندمرحله‌ای (MF + UF + GAC + RO) برای حذف کامل ذرات و آلاینده‌های همراه

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. میکروسکوپ نوری/فلورسنت + طیف‌سنجی FTIR یا Raman

   • جداسازی ذرات از آب، مشاهده شکل و رنگ در میکروسکوپ، شناسایی پلیمر با FTIR میدانی

2. SEM–EDS (اسکن الکترونی با آنالیز انرژی‌پراکنی)

   • تعیین مورفولوژی و ترکیب عنصری پلاستیک و آلاینده‌های سطحی

3. Py–GC–MS (پایروزیس کروماتوگرافی–جرم‌سنجی)

   • تخریب حرارتی ذرات → شناسایی مونومرها و افزودنی‌ها

4. Nano‑Tracking Analysis (NTA)

   • شمارش و اندازه‌گیری ذرات نانو در محلول

5. سنجش وزن خشک و Gravimetric

   • فیلتر کردن حجم معینی از آب، خشک‌سازی و توزین برای تعیین بار میکروپلاستیک

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • ذرات پلاستیک معمولاً بی‌بو و بی‌طعم‌اند؛ افزودنی‌های چسبیده ممکن در ppm بالا طعم یا بو ایجاد کنند، اما غیرقابل‌اتکا

• دید چشمی و لوله آزمایش

  • ته‌نشینی ذرات معلق پس از ایستاده ماندن → مشاهده «نواری گل‌آلود» روی دیواره لوله

• غربال و مشاهده

  • عبور آب از الیاف نایلونی (mesh ~ 300 µm) → دیدن ذرات بزرگ بر روی صافی

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست فیلترشده (Field Filtration Kits)

   • کیت‌های میدانی برای فیلتر کردن ۱–۱۰ L با فیلترهای قابل حمل و شمارش اولیه ذرات

2. µPADs (Microfluidic Paper‑Based Devices)

   • کانال‌های کاغذی با ناحیه‌های جذب و نشانگر فلورسنت برای ذرات نانو

3. حسگرهای نانوالیاف الکتروشیمیایی

   • الکترودهای پوشش‌داده‌شده با لیگاند مخصوص پلیمر → تغییر جریان یا مقاومت در حضور ذرات

4. Passive Samplers (SPAVED)

   • رزین‌های خاص یا الیاف چربی‌دوست برای جذب تدریجی میکروپلاستیک از جریان آب

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود میکروپلاستیک

• شکوفایی جلبکی و رسوبات رودخانه‌ای

  • میکروپلاستیک‌ها در رسوبات ته‌نشین می‌شوند؛ نمونه‌برداری رسوب روی بستر

• اثر بر آبزیان

  • تجمع ذرات در مسیر گوارش ماهیان و بی‌مهرگان (Daphnia) → کاهش رشد و تولیدمثل

• شاخص‌های شیمیایی

  • افزایش هیدروکربن‌های جذب‌شده (PAHs) و فلزات روی ذرات رسوبی

• نمونه‌برداری «تریل آبی»

  • تور پلاستیکی (manta net) برای جمع‌آوری میکروپلاستیک سطحی و ارزیابی تراکم

جمع‌بندی مهندسی:
با توجه به تنوع ابعاد و شکل میکروپلاستیک‌ها و فقدان علائم حسی، پایش دوره‌ای با میکروسکوپ+FTIR یا Py–GC–MS و حذف با ترکیب «انعقاد–فلوکولاسیون + MF/UF + جذب (بیوچار) + RO» ضروری است. برای غربالگری میدانی می‌توان از کیت‌های فیلتر قابل حمل، µPADs و Passive Samplers بهره برد و نمونه‌های مشکوک را به آزمایشگاه مرجع ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب