میزان جهش زایی مولکلوهای زیستی در ذرات معلق موجود در آلودگی هوا

خلاصه

میزان جهش زایی مولکلوهای زیستی در ذرات معلق موجود در آلودگی هوا، در بسیاری از شهرها، از جمله شهر بورتو واقع در کشور برزیل، بررسی شده است. این مطالعات معمولاً توسط روش سالمونتلا/ میکروزوم صورت می گیرد. ذرات متعلق هوا جمع آوری شده، و جداسازی می شوند، سپس جهش زایی در هر بخش بررسی می‌شود. این کمیت توسط بررسی میزان جهش های ایجاد شده در سوشهای سانلمونلا تیفی موریم[1] TA98-NR , TA98 و TA98/1,8 DNP به دست می آید. جهش هایی شامل تغییر چارچوب خواندن در ژن ها توسط ترکیبات آلی حل شونده در سیکلوهگزان غیرقطبی و دی کلرومتان نیمه قطبی، شناسایی شدند. مقدار این جهش‌ها در مواقع مختلف سال متفاوت و در اماکنی که بیشتر در معرض دود اتومبیل ها می‌باشند، بیشتر می باشد. به عنوان مثال، دی کلرومتان (DCM) در هنگام بهار و سیکلوهگزان (CX) در تابستان بیشترین تاثیر جهش زایی خود را بروز می دهند. بدون شک رابطه ای بین میزان آلودگی هوا و جهش زایی وجود دارد و روش سالمونتلا/ میکروزوم، متد بسیار مناسبی برای تعیین میزان آلایندگی یک محیط درتولید جهش ها می باشد.

مقدمه

آلودگی ذرات معلق، یکی از مهم ترین عوامل آلودگی محیطی است که تاثیر بسزایی بر روی کیفیت زندگی تمامی موجودات زنده می گذارد. سازمان جهانی بهداشت آلودگی هوا را از تاثیرگذارترین فاکتورها در بیماری هایی مانند عفونتهای تنفسی، سرطان و بیماری های قلبی می داند.

یکی از کمیتهایی که آلودگی محیطی را نشان می دهد، مقدار کل ذرات معلق موجود در جو می باشد. مقدارهای مجاز، خطرناک و زیاد ذرات معلق، در استانداردهای جهانی، به طور کامل تعیین شده اند. علاوه بر این، مشاهدات جدید نشان می دهند که مولکولهای آلی متصل به ذرات معلق، قابلیت جهش زایی بالایی دارند و معمولاً تحت گروه مولکولهای سرطان زا طبقه بندی می شوند. متد سالمونلا/ میکروزوم، تعیین و شناسایی این مولکول ها را برای ما مقدور ساخته است که مهم‌ترین آنها پلی سیکلیک هیدروکربن های آروماتیک (PAH) و مشتقات آنها می‌باشند. این مولکولهای آلی، غالباً از سوخت ناقص سوختهای فسیلی در فرایندهای صنعتی حاصل می شوند و جهش زایی آنها به مراتب در مطالعات مختلف اثبات شده است.

در این نوشته، به مطالعه متد سالمونلا/ میکروزوم و به کارگیری آن بر روی نمونه‌های مختلفی از ذرات معلق موجود در هوا می پردازیم. در یک آزمایش، برای مطالعه نمونه های به دست آمده از چهار ناحیه ای شهری، چه در بهار و چه در تابستان، از این متد استفاده شده است. روش سالمونلا/ میکروزوم را می توان به طور غیرمستقیم، برای تعیین میزان ذرات معلق در هوا به کار برد و تاثیرات آن را بر محیط و همچنین سلامت انسان مورد بررسی قرار داد.

لوازم و روشها

- نمونه: ذرات معلق موجود در هوا، در چهار ناحیه از شهر “پورتو” در جنوب برزیل در تابستان (ماه‌های دسامبر و فوریه) و در بهار (ماه اکتبر) با دمای متوسط به ترتیب 24 و 19 به دست آمده اند.

چهار منطقه مورد استفاده دارای مشخصات زیر می باشند.

1- ناحیه اول: در یک ناحیه دارای مترو، با فاصله km1 از خیابان اصلی با ترافیک‌ عادی (سه هزار وسیله نقلیه بر ساعت)، به دور از مناطق صنعتی و در کنار فضای سبز.

2- ناحیه دوم: یک منطقه نیمی صنعتی، نیمی مسکونی، با صنایع کوچک و متوسط، با ترافیک 600 وسیله نقلیه در ساعت و به فاصله 2 کیلومتر از یک بزرگراه.

3- ناحیه سوم: منطقه ای با ترافیک سنگین، حدود 7400 وسیله بر ساعت در یک تقاطع مهم، واقع در پایین شهر.

4- ناحیه چهارم: یک تقاطع با ترافیک سنگین (6400 وسیله در ساعت) در کنار ایستگاه اتوبوسها و وسائط نقلیه عمومی.

نمونه های ذرات معلق، جمع شده بر روی فیلترهای شیشه‌ای، توسط سمپلرهای با حجم بالا جمع آوری می شوند. فیلترها، قبل و بعد از آزمایش مورد اندازه گیری وزن قرار گرفته و بدینوسیله میزان ذرات معلق هوا محاسبه می شود. مقدار ذرات معلق با کمیتی با نام TSP معرفی می شود. مقدار هوای عبور داده شده از فیلترها در حدود 1769 تا 2383 مترمکعب بوده و بین 32 تا 385 میلی گرم ذرات معلق به دست آمده‌اند که غلظتی حدود 17 تا 161 میکروگرم بر مترمکعب را نشان می دهد (در جدول 1 در انتهای این فصل، اطلاعات مربوط به نمونه ها به طور کامل آورده شده است).

تاریخچه تصفیه فاضلاب

بر خلاف فن های آب رسانی شهری و جمع آوری فاضلاب که تاریخچه نسبتاً طولانی و چند هزار ساله دارند  پالایش و تصفیه فاضلاب بصورت امروزی خود، دارای سابقه ی تاریخی کوتاهی می باشد. تنها در نوشته های تاریخی از گفته و فرمانهائی که در پرهیز از آلوده سازی منابع طبیعی آب و به ویژه رودخانه یاد شده است نتیجه گیری می شود که نیاکان ما بجز آگاهی از بدی های آلوده نمودن منابع طبیعی آب، از برخی روش های تصفیه ی طبیعی نیز به طور تجربی و محدود آگاهی داشته اند.

نخست از حدود یکصد سال پیش که رابطه ای میان اثر باکتری ها و میکروب های بیماری زا در واگیری و شیوع بیماری آشکار گشت، انسان بفکر پاکسازی آب های آلوده افتاد. به عبارت دیگر فن تصفیه ی آب و فاضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم زیست شناسی و پزشکی بوجود آمده است. پرداختن و توجه به این فن از آنجا آغاز گشت که به تدریج برای جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب و به ویژه رودخانه ، ورود فاضلاب به این منابع ممنوع اعلام گردید. این جلوگیری ها نیاز به تصفیه فاضلاب و تکامل روش های آنرا ایجاب نمود. با گذشت زمان و به ویژه پس تر جنگ جهانی دوم، در نتیجه ی توسعه شهرها و صنایع، خطر آلودگی محیط زیست و درنتیجه نیاز به تصفیه ی فاضلاب با شدت بی سابقه ایافزایش یافت و همزمان با آن روش های بسیاری برای تصفیه ی فاضلاب بررسی، پیشنهاد و بکار گرفته شد.

در تکامل فن تصفیه ی فاضلاب از نظر زمانی، روش های طبیعی جزو قدیمی ترین روش هائی هستند که برای تصفیه بکار گرفته شده اند. به ویژه استفاده از فاضلاب برای آبیاری در کشاورزی به علت خاصیت کودی آن از یکصد سال پیش تاکنون در کشورهای اروپائی متدوال بوده است.

از دهها سال پیش تاکنون دریاچه های تثبیت و تصفیه ی فاضلاب در کشورهای اروپائی مورد استفاده قرار گرفته اند.

تصفیه فاضلاب در ایران

در ایران از زمانهای بسیار دوری لجن بدست آمده از چاههای جب کننده ی فاضلاب به عنوان کود کشاورزی بکار گرفته می شده است. ولی در تمام این روش ها بیشتر تکیه بر بازیابی از مواد کودی فاضلاب بوده است و نه تصفیه ی آن.در ایران امروز تصفیه خانه های فاضلاب به صورت پیشرفته ی خود سابقه ی تاریخی طولانی ندارند و محدودند به چند تصفیه خانه ی محلی در نواحی شمال تهران که قدیمی ترین آنها تصفیه خانه ی صاحبقرانیه می باشد که در سال 1340 شروع بکار کرده است. از نظر بزرگی مهمترین تصفیه خانه ها، تصفیه خانه های اصفهان می باشند که قدیمی ترین آنها در سال 1345 شروع بکار کرده است. جدول شماره ی (0-1) نام برخی از تصفیه خانه های فاضلابی که درسال 1376 مشغول بکار بوده اند را در شهرهای ایران نشان می دهد. با توجه به اعداد این جدول، جمعیت زیر پوشش تصفیه خانه های فعال در سال نامبرده در اصفهان حدود 70% و در تهران کمتر از 3% بوده است.

هدف از تصفیه ی فاضلاب

در تصفیه ی فاضلاب هدف های زیر مد نظر می باشند:

الف- تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم- فاضلاب های شهری همیشه دارای میکروب های گوناگونی می باشند که قسمتی از آنها را میکروب بیماری زا[1] تشکیل می دهند ورود فاضلاب تصفیه نشده به محیط زیست و منبع زیست و منبع های طبیعی آب، چه آنهائی که در زیر زمین قرار دارند، موجب آلوده شدن این منبع ها به میکروبهای بیماری زا می گردد و در اثر تماس انسان با این منبع ها خطر گشترش بیماری ها میان مردم به وجود می آید:

ب- پاک نگهداری محیط زیست- وارد نمودن فاضلاب های تصفیه نشده به محیط زیست موجب آلودگی این محیط شده که بجز خطرهای مستقیمی که برای بهداشت مردم دارد، نتایجی دیگر از قبیل ایجاد مناظر زشت، بوهای ناخوشایند و سرانجام تولید حشرات بخصوص مگس و پشه را بهمراه دارد. این حشرات خود وسیله ای برای جابجا شدن میکروب های بیماری زا و آلوده سازی محیط زیست با این میکروب ها می باشند.

ج- بازیابی فاضلاب- با توجه به اینکه مقدار نمک های معدنی محلول در فاضلاب به مراتب کم تر از آب دریاهای آزاد می باشد و فاضلاب جزو آب های شیرین ولی آلوده به حساب می آید، استفاده دوباره از فاضلاب تصفیه شده به جای آب شیرین جهت آبیاری کشاورزی به مراتب ارزان تر از شیرین سازی آب دریاهای شور می باشد. این مسئله در ایران که در بسیاری از نقاط آن مردم با کمبود آب شیرین مواجه هستند، می تواند در مصرف آب شیرین مورد استفاده در آبیاری کشاورزی رفه جوئی نماید.

کاربرد دوباره فاضلاب تصفیه شده جهت آبیاری کشاورزی بجز صرفه جوئی در مصرف آب شیرین به علت وجود مواد کودی در فاضلاب تصفیه شده می تواند منبع غذائی خوبی برای گیاهان تقویت کشتزارها گردد.

در اینجا لازم به تذکر است که بکار بردن فاضلاب خام و تصفیه نشده جهت آبیاری کشاورزی مشکلات زیادی در بر دارد، تا جائی که غالباً استفاده از این گونه فاضلاب ها را غیر ممکن می سازد. در هر صورت برای رسیدن به نتایج خوب در کاربرد دوباره فاضلاب در کشاورزی نیاز به مطالعه بررسی و برنامه ریزی کاملی هست.

دستورالعمل دفع زائدات شیمیایی خطرناک مایع (مطالعه موردی برکه‌های تبخیری)

چکیده

دفع مواد زائد خطرناک مایع یکی از مباحث جدی و عمدة دانش و تکنولوژی محیط زیست می‌باشد. و این دفع می‌بایست بر شالودة قوانین و راهکارهای مهندسی و استانداردهای دقیق و روشن مبتنی باشد. از این رو قبل از دفع این مواد بررسی رو شمای مختلف دفع با توجه به شرایط محلی و موقعیتهای مکانی و اقلیمی و شرایط اقتصادی برای انتخاب یک روش مناسب و بهینه جهت دفع حائز اهمیت می‌باشد.

در این تحقیق پس از شناسایی و طبقه‌بندی پسابهای خطرناک مایع اثراث زیست محیطی آنها و همچنین قوانین و استانداردهای بین‌المللی به طور اجمالی بررسی شد. و پس روشهای مختلف دفع پسابهای خطرناک مایع تشریح گر دید و از میان روشهای مختلف دفع این موارد، لاگونهای تبخیری به عنوان یکی از راهکارهای مهندسی و فنی دفع این مواد با توجه به شرایط آب و هوایی و اقتصادی ایران مورد بررسی‌های فنی و اقتصادی قرار گرفت و در آخر سیستم تبخیری فوق با توجه به آمار بارش و تبخیر شهر اصفهان و فاضلاب فرض شدة ورودی 14300 متر مکعب در سال، طی دورة 10 ساله طراحی و مدل‌سازی کامپیوتری گشت و نتایج بدست آمده از مدل کامپیوتری حوضچة تبخیری با ابعاد 60×120 متر و عمق 5/2 متر با شیب 2 به 1 بود که لاگون طرح شده پس از چک شدن حداکثر عمق فاضلاب در طول بهره‌برداری 10 ساله برابر 81/1 متر بود که این رقم بیانگر  طراحی مناسب و بهینه حوضچه با توجه به شرائط جوی و داده‌های مفرض می‌باشد و در آخر سه سیستم لایه‌بندی جهت نفوذ ناپذیر ساختن حوضچه‌ها معرفی گردید که با توجه به برآورد هزینه و نوع زائدات خطرناک دفع شده در حوضها بهترین گرینه جهت دفع سپابهای بسیار خطرناک صنایع سیستم لایه بیندی ژئوسنتتیکی همراه با بتن مسلح پیشنهاد گشت که هزینه نصب و تهیة و آزمایشان هر متر مربع آن با توجه به فهرست‌های انبیه سازمان مدیریت و برنامه‌ریز کشور در سال 1383 و مذاکرات با شرکتهای سازند، 142950 ریال برآورد شد. 

مقدمه

تولید پسماند، پیامد ناگزیر و وجه مشترک تمامی فرآیندهای تولید، توزیع و مصرف مداد و انرژی در جوامع کنونی است. بخشی از این پسماندها به دلیل آثار و عوارض حاد و یا مزمنی که بر سلامت انسان و کیفیت محیط زیست بر جای می نهند، تحت عنوان پسماندهای زیانبار، پسماندهلای خطرناک یا پسماندهای ویژه تعریف و دسته‌بندی شده‌اند. بزرگترین بخش از اینگونه پسماندها از تولید و مصرف میلیونها ماده شیمیایی سرچشمه می‌گیرند که در قرن حاضر به جوامع و طبیعت معرفی شده‌اند و مکانیزم دفاعی طبیعی برای مقابله با آنها وجود ندارد.

در سال 1983 حداقل  365 میلیون تن پسماند خطرناک در کشور امریکا تولید شده‌است. که معادل با 3/4 کیلوگرم به ازاء هر نفر در روز می‌باشد.

[salcedo, R.N, 1989]

تا پنجاه شاه پیش از این، توجهی به مسأله پساندهای خطرناک نمی‌شد. وقوع برخی  حوادث در کشورهای صنعتی سبب شد که افکار عمومی نسبت به این مساله حساسیت نشان دهد و این حساسیت موجب وضع قوانین و مقرارت پیچیده و معضل برای مدیریت جامعه فرآیندهای تولید، نگهداری، حمل و دفع این مواد شده است.

از جمله این حوادث می‌توان به واقعه لاو کانال در امریکا و سوسو در ایتالیا اشاره کرد که هر دو منجر به آلودگی شدید محیط و مرگ انسانها شدند.

حل و فصل مشکلات ناشی از تولید پسماندهای خطرناک بسیار پرهزینه است. میزان هزینه‌هایی که در عرصه مدیریت پسماندهای خطرناک در کشورهای توسعه‌یافته به مصرف می‌رسید بین 1 تا 10 دلار به ازاء هر نفر در سال متغییر می‌باشد.

[ Yakwitz, Harvy, 1988]

در کشورهای در حال توسعه، مصرف بی‌رویه مواد شیمیایی از قبیل سموم کشاورزی سوختها و مواد نفتی، کودها و داروها و سایر مواد (که گاه با سوبسیدهای دولتی عرضه می‌شوند)، فقدان مقرارت و آگاهی و حساسیت عمومی و فقدان دانش و تخصص در نهادهای دولتی موجب پدید آمدن ناهنجاریهای فراوان در مدیریت پسماندهای خطرناک شده است. ریخت و پاش مواد شیمیایی خطرناک و دفع نامناسب این مواد همراه با زباله‌های شهری و فاضلابها در کشور ما امری است کاملاً مشهود، روزمره و فراگیر. در عین حال، بخشی قابل توجهی از مشکلات مربوط به پسماندهای شیمیایی از کشورهای پیشرفته به کشورهای در حال توسعه منتقل می‌شود به عنوان مثال علیرغم منع شدید مصرف بی‌فنیلهای پلی کلره در کشورهای پیشرفته، هنوز هم این مواد به کشور ما وارد می شود و در صنعت تولید و انتقال نیروی برق به مصرف می‌رسد. از این رو راهکار و روش دفع این پسماندها به دلیل خطرناک بودنشان حائز اهمیت می‌باشد لذا هر کدام از راهکارهای دفع پسماندهای خطرناک می‌بایست تمام مراحل دفع این مواد را در برگیرد و در این میان دفع به روش لاگونهای تبخیری به عنوان یکی از روشهای دفع در مناطق گرمسیر؛ به دلیل توجیه اقتصادی و سهولت عملیات ساخت و سادگی دفع از اهمیت ویژه برخوردار است. از این رو در این تحقیق پس از مرور اجمالی بر روشهای مختلف دفع مواد زائد خطرناک، روش لاگونهای تبخیری به عنوان یکی از روشهای دفع پسابهای خطرناک با توجه به شرایط اقلیمی، جغرافیایی و اقتصادی ایران مورد بررسی فنی و اقتصادی قرار گرفته شده است.