تصفیه خانه هادیدگاه

حذف میکروآلاینده ها در تصفیه ثانویه فاضلاب

میکروآلاینده‌های آلی در فاضلاب بسیاری از جوامع یافت می‌شوند. مواد دارویی ماده اصلی میکروآلاینده‌ها هستند. در این نوشتار به نقش گونه‌های زیستی، فناوری‌ها و ویژگی‌های عملیاتی لازم برای تصفیه میکروآلاینده‌های آلی پرداخته می‌شود.


تصفیه آلاینده‌های نوظهور هدف اصلی تصفیه‌خانه‌های مدرن فاضلاب می‌باشد. در بسیاری از موارد آلاینده‌های نوظهور به معنای آلاینده‌هایی با نگرانی‌های نوظهور می‌باشند. بیشتر این آلاینده‌ها در مقیاس میکروگرم بر لیتر در فاضلاب یافت می‌شوند و بسیاری از آن‌ها منشأ آلی دارند و به آن‌ها میکروآلاینده‌های آلی گفته می‌شود.

میکروآلاینده‌های آلی شامل گروه گسترده‌ای از مواد می‌شود که در جوامع امروزی استفاده می‌شوند. از جمله این مواد می‌توان به مواد دارویی، هورمون‌ها، محصولات بهداشت شخصی، سموم زیستی، مواد ضداشتعال برمینه، آفت‌کش‌ها و آلکیل‌بنزن سولفونات‌های خطی اشاره کرد.

به‌طور کلی تولید این مواد در حال افزایش است حتی با وجود اینکه در بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته جمعیت رو به‌ کاهش یا ثابت بوده است و بدین معناست که مقدار بیشتری از این مواد توسط هر فرد استفاده می‌شود. افزایش سن جامعه نیز نقش عمده‌ای را ایفا می‌کند. عادت‌های اجتماعی نیز می‌تواند در این قضیه مثمر ثمر باشد. استفاده شدید از آنتی‌بیوتیک‌ها، آنتی‌ویروس‌ها و مواد ضدعفونی‌کننده مثال دیگری از توزیع این مواد در جامعه است.

فارماکوسینتیک علم مطالعه دوره‌های زمانی جذب، توزیع، متابولیسم و دفع دارو در بدن انسان است. این علم اطلاعاتی مهم درباره تخمین غلظت مواد دارویی و سایر میکروآلاینده‌ها در فاضلاب به‌دست می‌دهد. در واقع، ترکیباتی با سرعت دفع پایین مانند ایبوپروفن، دیکلوفناک و سولفامتوکسازل به‌علت استفاده گسترده در غلظت‌های بالایی در فاضلاب یافت می‌شوند. از عوامل مهم دیگر مدل وقوع اتفاقی است که با مصرف دارو در طول روز و شرایط اقلیم رابطه مستقیم دارد.

در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، تغییرات گسترده‌ای در غلظت میکروآلاینده‌های فاضلاب ورودی دیده می‌شود. غلظت معمول پساب ورودی برای میکروآلاینده‌ها در حد نانوگرم تا میکروگرم برلیتر است. به‌طور مثال، مواد خوش‌بو مانند گالاکسولید، تونالید و سلستولید که در محصولات آرایشی بهداشتی وجود دارند، در غلظت‌های 0.9 تا 16.6 میکروگرم بر لیتر مشاهده شده‌اند. داروهایی مانند ایبوپروفن، ناپروکسن و دیکلوفناک نیز از 12 نانوگرم برلیتر تا 84 میکروگرم بر لیتر یافت می‌شوند. هورمون‌ها در پایین‌ترین غلظت ممکن در فاضلاب وجود دارند و مقدارشان کمتر از 50 نانوگرم برلیتر است.

نگرانی جامعه درباره میکروآلاینده‌ها

علاقه و نگرانی جامعه راجع به حضور میکروآلاینده‌ها را می‌توان لا به لای صفحات روزنامه‌ها و سایر مطبوعات مشاهده کرد. از آنجا که غلظت این مواد در فاضلاب بسیار کم است، به‌خصوص هنگامی که با ماکروآلاینده‌ها مقایسه می‌شود، علت این نگرانی‌ها به اثرات شیمیایی آن بازنمی‌گردد بلکه به‌خاطر سمیت، تجمع در گونه‌های زیستی و ایجاد مشکلات هورمونی است. اثرات مخرب بر ماهی‌ها ناشی از وجود دیکلوفناک با غلظت 0.5 تا 1 میکروگرم برلیتر توسط هوگر و بقیه چاپ شده است.

در نتیجه، اتحادیه اروپا هفت میکروآلاینده را در لیست مراقبت قرار داد که عبارت‌اند از سه هورمون EE2 و E2 و E1 و چهار داروی دیکلوفناک، آزیترومایسین، کلاریترومایسین و ERY که به‌علت سمیت، خواص هورمونی و مقاومت آنتی‌بیوتیکی در این لیست قرار دارند.

سازمان محیط‌زیست سوئد به‌عنوان پیشگام در قانون‌گذاری مرتبط با حضور میکروآلاینده‌ها عمل کرده است. به‌موجب این قوانین، غلظت میکروآلاینده‌ها در آب آشامیدنی بایستی حدود 20 درصد غلظت آن‌ها در فاضلاب خام باشد. به‌عنوان قاعده کلی، موادی که در فاضلاب وجود دارند ولی طی تصفیه بیولوژیکی حذف نمی‌شوند در زمره این مواد هستند. هر واحد تصفیه در سوئد 6 ماده از 12 ماده موجود در لیست را انتخاب کند و پس از تصفیه پیشرفته با ازن یا کربن فعال، درصد حذف میکروآلاینده‌های مذکور باید بیشتر از 80 درصد باشد. این لیست از مواد ذیل تشکیل یافته است: آمی‌سولپرید، کربامازپین، سیتالوپرام، کلاریترومایسین، دیکلوفناک، هیدروکلروتیازید، متوپرولول، ونلافاکسین، بنزوتری‌آزول، کاندسارتان، ایربسارتان و مکوپروپ.

تحقیقات مرسوم

به‌طور کلی، مطالعات مربوط به مواد دارویی طی تصفیه فاضلاب به‌طور نمایی رشد کرده است و از یک تحقیق ساده برای حضور این مواد در فاضلاب به تحقیقات پیچیده‌ای درباره روش‌های حذف آن‌ها رسیده است.

ابتدا روش‌های شیمی تجزیه برای شناسایی و اندازه‌گیری غلظت میکروآلاینده‌ها در فاضلاب رشد کرد. این مطالعات اولیه نشان داد سیستم‌های مشابه تصفیه فاضلاب، بازده حذف متفاوتی برای تصفیه میکروالاینده‌ها از فاضلاب دارند. این تفاوت بیشتر به شرایط محیطی و عملیاتی مربوط می‌شود که از جمله آن‌ها می‌توان به زمان ماند هیدرولیکی و سلولی اشاره کرد.

برخی از مطالعات به بازده حذف میکروآلاینده‌ها توسط سیستم‌های مختلف تصفیه فاضلاب پرداخته‌اند که از جمله این روش‌ها می‌توان به لجن فعال، سیستم‌های غشایی و تصفیه پیشرفته اشاره کرد. هم‌چنین توجه ویژه‌ای نسبت به جذب و بیوترانسفرماسیون میکروآلاینده‌ها مبذول گردید.

در سال‌های اخیر تعداد کارها و فعالیت‌های تحقیقاتی در این حوزه افزایش یافته است و از این اطلاعات جهت طراحی واحد تصفیه فاضلابی که بتواند میکروآلاینده‌ها را حذف کند استفاده می‌شود. از جمله فناوری‌های نوین در این زمینه می‌توان به راکتورهای هیبریدی غشاء و جاذب و تصفیه پیشرفته با ازن و کربن فعال اشاره کرد. از راهبردهای جدیدی برای اصلاح پیکربندی فیزیکی و نحوه عملیات سیستم‌های مذکور استفاده می‌شود. در هر دو سناریو، فرمولاسیون طراحی مفهومی برای بیشینه‌کردن حذف میکروآلاینده‌ها امری ضروری است. در این نوشتار به بخش‌های مهم حضور میکروآلاینده‌ها در فاضلاب پرداخته می‌شود که عبارت‌اند از حضور و اهمیت، تأثیر پارامترهای عملیاتی تصفیه‌خانه، تشخیص و مکانیسم‌های حذف، فناوری‌های حذف میکروآلاینده‌ها و متابولیسم و کومتابولیسم آن‌ها.

حضور و اهمیت

توزیع تعداد مقالاتی که از سال 2000 تا 2017 حاوی کلمات فاضلاب و میکروآلاینده‌ها بوده است به نحو ذیل است. 4663 مقاله با کلمات فاضلاب و دارو، 1002 مقاله با کلمات فاضلاب و PCP، 1170 مقاله با کلمات فاضلاب و EDC، 1183 مقاله با کلمات آفت‌کش و فاضلاب، 320 مقاله با کلمات فاضلاب و سموم زیستی و 172 مقاله با کلمات LAS و نهایتاً 92 مقاله با کلمه BFR به چاپ رسیده است. بنابراین نیمی از این مقالات به بررسی حضور مواد دارویی و تصفیه آن‌ها از فاضلاب پرداخته‌اند.

اثر پارامترهای عملیاتی

دسته‌بندی مشخصی برای میکروآلاینده‌های آلی در تصفیه فاضلاب وجود ندارد چرا که بازده‌های حذف متفاوتی برای این مواد در تصفیه‌خانه‌ها گزارش شده است. علت این تفاوت‌ها می‌تواند با پارامترهایی مانند زمان ماند هیدرولیکی، زمان ماند سلولی و شرایط اکسیداسیون احیاء مشابه جدول 1 توضیح داده شود. به‌طور مثال داروی ایبوپروفن یکی از میکروآلاینده‌های زیست‌تخریب‌پذیر در سیستم لجن فعال است اما در شرایط بی‌هوازی به سختی تجزیه می‌شود.

میکروآلایندهزمان ماند هیدرولیکیزمان ماند سلولی
HHCBخیرکمتر از 40 درصد
E1 + E2در نظر گرفته نشده استکمتر از 80 درصد
دیکلوفناکبلهکمتر از 90 درصد
ایبوپروفنکمتر از 10 درصدکمتر از 80 درصد
NPXخیرکمتر از 30 درصد
ROXکمتر از 40 درصددر نظر گرفته نشده است
FLXکمتر از 50 درصدکمتر از 10 درصد
CTLدر نظر گرفته نشده استکمتر از 10 درصد

جدول 1 – اثر زمان ماند هیدرولیکی و سلولی بر حذف میکروآلاینده‌های مختلف

زمان ماند هیدرولیکی و سلولی

کلارا و همکاران در زمان ماند هیدرولیکی طولانی 13 روزه شاهد درصد حذف 70 درصد برای دیکلوفناک بودند که در زمان‌های ماند هیدرولیکی کوتاه مانند 1 یا 2 روز این مقدار بسیار ناچیز بود. این تفاوت به‌علت محدودیت‌های سینتیکی است که به‌طور خاص به ترکیبات مربوطه و زیست‌تخریب‌پذیری آن‌ها ارتباط دارد.

عملیات در زمان ماند سلولی بالا باعث تنوع گونه‌های میکروبی می‌شود و به‌علت توسعه و بهبود رشد باکتری‌هایی با سرعت رشد کم، غلظت بالایی از میکروارگانیسم‌ها به‌وجود می‌آید که می‌توانند ترکیبات زیست‌تخریب‌ناپذیر را به‌عنوان رشد مایع یا سوبسترا مصرف کنند.

دولاتور و همکاران از بیوراکتور غشایی تلفیقی (رشد ثابت و متحرک) برای حذف مواد دارویی در دو زمان ماند سلولی 10 روزه و 20 روزه استفاده کردند و نتایج نشان داد که زمان ماند سلولی 20 روزه باعث بهبود حذف دارو می‌شود و حتی بازده حذف کربامازپین را به بیش از 80 درصد می‌رساند.

شرایط اکسیداسیون احیاء

شرایط اکسیداسیون احیاء به شدت درجه و مقدار حذف میکروآلاینده‌های آلی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. رفتار میکروآلاینده آلی بیشتر به ساختار شیمیایی آن در محیط‌های مختلف بستگی دارد. به‌طور کلی میکروآلاینده‌های آلی در شرایط هوازی آسان‌تر تجزیه می‌شوند. البته سه داروی کلیندامایسین، ROX و CLA در شرایط انوکسیک آسان‌تر تجزیه می‌شوند.

شرایط بی هوازی

وجود عوامل الکترون‌دهنده باعث بهبود حذف میکروآلاینده‌ها در شرایط بی‌هوازی می‌شود اما حلقه‌های بنزن یا هالوژن‌ها این فرایند را کندتر می‌کنند. در شرایط اکسیداسیون احیاء منفی، حذف میکروآلاینده‌های آلی طی واکنش‌های هیدروژناسیون و هیدروکسیلاسیون انجام می‌شود. هیدروکسیلاسیون کربن‌های موجود در ساختار دارو باعث از بین رفتن حلقه‌های آروماتیک شده و به تخریب دارو در شرایط بی‌هوازی کمک می‌کند. البته طی هیدروکسیلاسیون ممکن است واکنش جایگزینی اتفاق بیفتد و حلقه بنزن به قوت خود در ساختار شیمیایی باقی بماند که در مورد استامینوفن این اتفاق می‌افتد.

شرایط هوازی

در شرایط هوازی بوترینگ نشان داد که حضور حلقه‌های حاوی نیتروژن مانع از زیست‌تخریب‌پذیری می‌شود. حضور اتم‌های کلر در ساختار میکروآلاینده‌ها باعث کمبود اکسیژن می‌شود و بنابراین مولکول حساسیت کمتری نسبت به کاتابولیسم اکسیداتیو دارد. میکروآلاینده‌هایی با گروه‌های الکترون‌دهنده مانند آمین یا هیدروکسیل بیشتر توسط آنزیم‌های اکسیژناز تخریب می‌شوند.

گستره وسیعی از ترکیبات چندحلقه‌ای آروماتیک، آریل اترها و آروماتیک اترها مانند نفتالن، دی‌فنیل‌اتر و آنیزول می‌توانند توسط واکنش‌های اُ دی‌آلکیلاسیون یا هیدروکسیلاسیون توسط آنزیم‌های مونوکسی‌ژناز از بین بروند. به‌علت توانایی اکسیداسیون بیشتر اکسیژن نسبت به نیترات، احتمال تخریب این مواد در شرایط هوازی نیز بیشتر است.

مکانیسم‌های حذف میکروآلاینده‌ها

از آنجا که میکروآلاینده‌ها در سه فاز جامد، مایع و گاز می‌توانند در بیوراکتور حضور داشته باشند بنابراین سه مکانیسم کلی برای حذف آن‌ها پیشنهاد می‌شود که عبارت‌اند از جذب، فراریت و تخریب زیستی. جذب و فراریت شامل جابجایی یک ماده از فازی به فاز دیگر بنابر مکانیسم‌های تعادل بین فازی است، درحالیکه تخریب زیستی به‌معنای از بین رفتن میکروآلاینده اصلی و تبدیل آن به ترکیبات ساده‌تر است.

فراریت به خواص فیزیکی و شیمیایی میکروآلاینده آلی بستگی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به ثابت هنری اشاره کرد. البته شرایط واکنش مانند هم‌زدن، دما و جریان هوا نیز تأثیر دارد. به‌طور کلی فراریت نقش چندانی در حذف میکروآلاینده‌ها ندارد و برای ترکیبات خاصی مانند سلستولوئید که ترکیبی معطر است باید فراریت را در نظر گرفت.

جذب به ویژگی لیپوفیلیک میکروآلاینده یا تمایل آن به یونیزاسیون یا انحلال در محیط آبی بستگی دارد. این فرایند به دو صورت رخ می‌دهد. در نوع اول اندرکنش هیدروفیلیک میان گروه‌های آروماتیک و آلیفاتیک میکروآلاینده با دیواره غشایی سلول باعث جذب می‌شود. در نوع دوم اندرکنش الکترواستاتیک گروه‌های با بار مثبت میکروآلاینده و بار منفی سطح میکروارگانیسم باعث جذب می‌شود.

تخریب زیستی در تصفیه‌خانه‌ها به‌علت واکنش‌های بیوشیمیایی ناشی از حضور میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها در بیوراکتور اتفاق می‌افتد. میکروارگانیسم‌ها از مواد آلاینده به‌عنوان سوبسترای رشد و نگهداری استفاده می‌کنند و بدین ترتیب باعث تخریب آن‌ها می‌شوند. البته برای میکروآلاینده‌های آلی این فرایند به‌طور کامل اتفاق نمی‌افتد و بسیار جزئی است و به ساختار شیمیایی میکروآلاینده بستگی دارد.

از دیگر پارامترهایی که در فرایندهای زیستی و به‌ویژه تخریب زیستی میکروآلاینده‌ها نقش دارد می‌توان به غلظت و فعالیت زیست‌توده، زمان ماند هیدرولیکی و سلولی، و در دسترس بودن سوبسترا برای هضم اشاره کرد. معمولاً در موازنه جرم، از واکنش مرتبه اول برای تخریب میکروآلاینده‌ها استفاده می‌شود.

فناوری‌های حذف میکروآلاینده‌ها

به‌منظور حذف میکروآلاینده‌ها باید فناوری‌های جدیدی به کار گرفته شود. این امر به‌خصوص در مورد فاضلاب‌های بیمارستانی که 4 تا 150 برابر بیشتر از فاضلاب شهری میکروآلاینده دارند، حائز اهمیت است. یکی از فرایندهای متداول در تصفیه‌خانه‌های شهری فرایند لجن فعال است.

در این فرایند، میکروارگانیسم‌ها در حوضچه‌ای هوادهی می‌شوند و سپس ته‌نشینی اتفاق می‌افتد و بخشی از میکروارگانیسم‌ها به حوض هوادهی باز می‌گردند. اگرچه این فرایند می‌تواند داروهایی مانند ایبوپروفن، استامینوفن، استیل سالیسیلیک اسید و بیس‌فنول آ را تجزیه کند، ترکیبات دیگر نمی‌توانند توسط این فرایند تجزیه شوند و در پساب تصفیه شده یافت می‌شوند و بنابراین به محیط‌زیست تخلیه می‌شوند.

برای حذف میکروآلاینده‌های آلی، معمولاً از سیستم بیوراکتور غشایی استفاده می‌شود. اولین کار حذف میکروآلاینده‌های آلی توسط سیستم بیوراکتور غشایی در سال 2005 چاپ شد و اولین سیستم تلفیقی استفاده از رشد ثابت و معلق در سال 2008 منتشر شد. سه سال بعد، اولین نتایج حذف میکروآلاینده‌های آلی توسط فرایند آنوماکس نیز به چاپ رسید.

وجه مشترک تمامی سیستم‌هایی که برای حذف میکروآلاینده‌های آلی به کار می‌رود عبارت‌اند از: استفاده از بیوراکتور با زمان ماند سلولی بالا، استفاده از فرم‌های مختلف زیست‌توده اعم از بیوفیلم، گرانوله و لخته، تلفیق توانایی‌های اکسیداسیون احیاء متفاوت، بهبود جمعیت باکتری‌های ویژه این کار، افزودن جاذب‌هایی به مایع مخلوط و فرایندهایی که در ادامه به بررسی آن‌ها پرداخته می‌شود تلفیقی از این راهبردها هستند.

بیوراکتور غشایی

هنگامی که مشکل کمبود فضا و تولید آب با کیفیت مطرح است، بیوراکتور غشایی یکی از مناسب‌ترین گزینه‌ها است. این فرایند در مقایسه با لجن فعال مزایایی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به تولید پساب باکیفیت، حجم لجن تولیدی کم و امکان عملیات در زمان ماند هیدرولیکی کوتاه اشاره کرد. علاوه بر این، استفاده از غشاء باعث تغلیظ لجن می‌شود و مشکلات مربوط به باکتری‌های فیلامنتی و تورم لجن وجود ندارد.

پارامترهای عملیاتی ویژه بیوراکتور غشایی نشان می‌دهد که حذف میکروآلاینده‌های آلی با مکانیسم‌های جذب و تخریب زیستی اتفاق می‌افتد. کاهش نسبت غذا به میکروارگانیسم نیز می‌تواند باعث تخریب میکروآلاینده‌های مقاوم بشود.

راکتورهای بیوفیلمی

از گزینه‌های دیگر مفهوم بیوراکتورهای بیوفیلمی، مدل‌هایی هستند که از تلفیق رشد چسبیده و معلق شکل گرفته است. استفاده از بستر باعث می‌شود که طیف گسترده‌تری از میکروارگانیسم‌ها بتوانند در بیوراکتور رشد کنند.

بازده حذف بالاتر از 80 درصد در بیوراکتورهای بستر متحرک مشاهده شد که بیشتر به‌علت حضور گروه‌های عاملی الکترون‌دهنده مانند هیدروکسیل است. هم‌چنین حضور میکروارگانیسم‌های اکسیدکننده آمونیاک در اکسیدکردن میکروآلاینده‌های آلی نقش دارد.

لوتور و همکاران میزان حذف میکروآلاینده‌های آلی را در راکتورهای مختلف بررسی کردند. بهترین رفتار برای حذف میکروآلاینده‌های آلی در سیستم تلفیقی رشد چسبیده و معلق اتفاق افتاد و مقدار حذف بیشتر از 65 درصد گزارش شد.

تلفیق حالت‌های اکسیداسیون احیاء

یکی از ابتکاراتی که می‌توان در تصفیه‌خانه‌ها انجام داد، استفاده از انواع حالت‌های اکسیداسیون احیاء برای تنوع گونه‌های زیستی است. هدف از این کار زیست‌تخریب‌پذیری گستره بیشتری از آلاینده‌ها است، در حالیکه حذف اکسیژن موردنیاز شیمیایی یا سی‌او‌دی و حذف مواد مغذی در مقدار بالایی باقی بماند.

فرایندهای هوازی علی‌رغم مصرف انرژی بالا هم‌چنان در تصفیه ثانویه فاضلاب استفاده می‌شوند. هوادهی حدود 40 درصد کل انرژی الکتریکی را مصرف می‌کند و 45 درصد کل سی‌او‌دی به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود.

گزینه مناسب دیگر استفاده از سیستم بی‌هوازی متان‌زا است که بخشی از انرژی را با تولید بیوگاز بازیابی می‌کند. بیشتر اطلاعات مربوط به حذف آلاینده‌ها در سیستم بی‌هوازی به بخش لجن بازمی‌گردد. استفاده از هضم بی‌هوازی برای برخی از میکروآلاینده‌ها نتایج مثبتی را به همراه داشته است که از جمله آن‌ها می‌توان به TMP، SMX و KET اشاره کرد. برای برخی هورمون‌ها مانند E1، E2 و EE2 نیز شرایط بی‌هوازی مناسب‌تر است.  

استفاده از جاذب در بیوراکتور

جذب در بیوراکتور توسط کربن فعال به‌عنوان تصفیه پیشرفته برای حذف میکروآلاینده‌ها مطرح است. اگرچه این فرایند معمولاً به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سیستم بستگی دارد، تخریب زیستی نیز می‌تواند به‌علت رشد بیوفیلم بر سطح کربن‌فعال گرانوله اتفاق بیفتد.

یکی از راهبردهای دیگر تلفیق این سیستم فیزیکی شیمیایی با یک سیستم بیولوژیکی است. سیروتکین و همکاران، از پودر کربن فعال در یک بیوراکتور غشایی استفاده کردند. این امر فوایدی را نیز در پی داشت. این راهبرد باعث کاهش گرفتگی غشاء شد و بازده حذف را نیز افزایش داد. هم‌چنین اثر بازدارندگی برخی مواد را در نیتریفیکاسیون کاهش داد.

متابولیسم و کومتابولیسم

میکروآلاینده‌ها در غلظت‌های بسیار کمتر از مواد آلی و مغذی معمولی در فاضلاب شهری حضور دارند. بنابراین انتظار می‌رود که سوبسترای اولیه‌ای لازم باشد تا آنزیم‌های تخریب‌کننده میکروآلاینده‌ها را توسط کومتابولیسم تولید کند.

آنزیم آمونیاک مونوکسی‌ژناز می‌تواند به سادگی هیدروکربن‌های راست زنجیر را طی فرایند هیدروکسیلاسیون اکسید کند. فرناندز و همکاران درصد حذف بالایی را برای ایبوپروفن تحت شرایط نیترات‌سازی گزارش دادند و علت آن را حضور کربن نوع دوم و سوم در ساختار این ترکیب ذکر کردند.

حضور منبع خارجی کربن می‌تواند باعث بهبود حذف برخی میکروآلاینده‌های آلی بشود. مجوفسکی و همکاران بازده حذف بیشتری برای میکروآلاینده‌های آلی مشاهده کردند هنگامی که تعداد زیادی از هتروتروف‌های فعال با زمان ماند سلولی کم حضور داشتند.

اثر مثبت استفاده از هتروتروف‌ها برای تخریب زیستی هورمون EE2 توسط لارچر بررسی شد. وی در این تحقیق از محیط‌کشت خالص برخی هتروتروف‌ها بازده حذف بالایی دریافت کرد. برای بیشتر میکروآلاینده‌ها، بازده حذف بالا به‌علت استفاده از گونه‌هایی است که آنزیم‌های مخصوصی را تولید می‌کنند که در تخریب زیستی میکروآلاینده‌ها نقش به‌سزایی دارند.

در حالت متابولیسم اولیه، حضور میکروآلاینده‌ها در غلظت کافی برای رشد لجن لازم است. هم‌چنین حضور آن‌ها باعث تولید آنزیم‌هایی می‌شود که مسئولیت اصلی تخریب زیستی میکروآلاینده‌ها را دارد.

در نهایت باید گفت که علاقه جامعه علمی به بحث حذف میکروآلاینده‌های آلی طی 17 سال اخیر افزایش یافته است. بیشترین تمرکز بر حذف مواد دارویی، آفت‌کش‌ها و هورمون‌ها بوده است. تنها در دو سال اخیر 138 مقاله از 44 کشور درباره این موضوعات به چاپ رسیده است. مکانیسم بسیاری از روش‌های حذف میکروآلاینده‌ها طی فرایند تصفیه ثانویه فاضلاب مشخص شده است و اثرات پارامترهای عملیاتی مانند زمان ماند هیدرولیکی و سلولی بر آن مطالعه شده است.

در سال‌های اخیر فناوری‌های نوینی در تصفیه فاضلاب به‌وجود آمده‌اند که می‌توانند در حذف میکروآلاینده‌های آلی مفید باشند و بیشتر مقالات منتشرشده در این زمینه به مقایسه فناوری بیوراکتور غشایی با سیستم متداول لجن فعال می‌پردازند.

از سال 2000 تاکنون پیشرفت قابل ملاحظه‌ای در بررسی حضور و حذف مواد دارویی از فاضلاب‌ها صورت گرفته است. البته هم‌چنان اطلاعات کافی برای رسیدن به بازده حذف بالای میکروآلاینده‌ها در دسترس نیست و تحقیقات هم‌چنان باید ادامه یابد. فناوری‌های جدید تصفیه فاضلاب باید توسعه یابند که حذف میکروآلاینده‌ها را هم در نظر بگیرد. علاوه براین، عملیات در شرایط اکسیداسیون احیاء مختلف و استفاده از گونه‌های مختلف میکروارگانیسم‌ها می‌تواند مثمر ثمر باشد. اطلاعات بیشتری نیز در زمینه کومتابولیسم میکروآلاینده‌ها باید در نتیجه تحقیقات به وجود آید چرا که این امر باعث افزایش درصد حذف این مواد می‌شود.

این مطلب در 5 جولای 2018 در مجله Environmental science and biotechnology منتشر شده است.

☑ نویسنده: Alvarino

منبع
Environment Sci Biotech
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن