چکیده

یکی از مهمترین مباحث زیست محیطی حذف آلاینده ها از آب است. فلزات سنگین، ترکیبات آلی و ترکیبات معدنی مهمترین آلاینده ها هستند. جذب سطحی بدلیل بازدهی بالا و مقرون و بصرفه بودن کاربرد فراوانی نسبت به سایر روشهای دیگر تصفیه آب دارد. کیتوسان یک کوپلیمر بوده که از دی استیله کردن کیتین که نوعی پلیمر طبیعی و غیر سمی است، بدست می آید و بعنوان مکمل غذایی برای درمان زخم ها و التهابات دستگاه گوارش استفاده می شود. هرچند که کیتوسان در زیست توده قارچی، پوستک حشرات و ماهی مرکب بصورت فراوان یافت می شود اما منبع اصلی کیتوسان پوسته میگو، خرچنگ و سایر سخت پوستان می باشد. کیتوسان در صنایع پزشکی، شیمی، نساجی، بیابان زدایی بصورت گسترده کاربرد دارد. مکانیسم جذب کیتوسان خنثی سازی بار، جذب و پل زنی بین ذرات عنوان شده است. کیتوسان قابلیت واکنش با سطح باکتری را داشته و لایه غیرقابل نفوذی تشکیل می دهد که باعث انسداد مجراهای حیاتی باکتری ها شده و سبب نابودی آن می شود. در کیتوسان ظرفیت پیوند با رنگ در محیط بازی کاهش یافته و در محیط های اسیدی قوی ژل تشکیل می شود. در مورد تصفیه با کیتوسان دمای آب باید بالاتر از ۳۸ درجه فارنهایت باشد تا ته نشینی ثقلی صورت گیرد. کیتوسان منعقد کننده بسیار خوبی می باشد و جامدات معلق را حداقل ۷۰ درصد کاهش می دهد. غشاهای ساخته شده از کیتوسان نیز می توانند جهت سختی گیری آب بکار روند.

واژه های کلیدی: محیط زیست، آلاینده های آب، تصفیه آب، جذب سطحی، کیتوسان.

مقدمه

امروزه نیمی از آبی که به عنوان ماده اولیه در صنعت استفاده می شود، در معرض آلاینده ها قرار گرفته و آلوده می گردد. بسته به نوع صنعت، انواع مختلفی از آلاینده تولید شده و دارای ویژگی متفاوتی از آلاینده ها می باشد. صنایع مهم تولید

آلاینده شامل سنگ معدن، پتروشیمی، پالایش نفت، فراورده های پلاستیکی و داروسازی می باشند. حذف این آلاینده ها از دغدغه های روزمره انسان بشمار می رود(.(Khosravi, 2009)(Ahmadi, 2005 مهمترین آلاینده ها شامل فلزات سنگین نظیر سرب، جیوه، کادمیوم و آرسنیک ، ترکیبات آلی همچون تولوئن، اتیل بنزن و گزیلن و ترکیبات معدنی می شود

.(Shakibayi et al., 2001)(Tabatabayi, 2001)

حذف فلزات سنگین از فاضلاب های صنعتی از معضلات مهم زیستگاه پیرامون ماست. این فلزات نقش مهمی در بدن انسان دارند، اما تجمع بیش از حد آنها مانند سرب، جیوه، کادمیم و آرسنیک ضرر بیشتری ایجاد می کند. فلزات سنگین می توانند در بدن موجودات زنده تجمع نموده و تماس با مقدار کمی از آن در مدت زمان طولانی باعث بروز انواع بیماری ها از جمله سرطان و همچنین سبب الودگی منابع طبیعی و مرگ آبزیان می گردد. این فلزات قابل تجزیه زیستی نبوده و اثرات سمی آن در بدن موجود زنده خطرناک است(.(Fu & Wang, 2011) (Guibal , 2004

ترسیب شیمیایی، فرآیند تبادل یون، اکسیداسیون و احیاء شیمیایی، جذب سطحی، الکترودیالیز، فیلتراسیون و فرآیندهای غشایی مانند:اسمز معکوس، اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون روش های رایج در حذف آلاینده ها بشمار می آیند که جذب سطحی بدلیل تولید کمتر لجن، بازدهی بالا و مقرون و بصرفه بودن کاربرد فراوانی در محیط زیست دارد

.(Pan et al. , 1999) (Divakaran & Pillai, 2002) (Bina et al. , 2009)
در سالهای اخیر استفاده از جاذبهای زیستی ارزان قیمت که از پسماند صنایع تولید می شوند، مورد توجه بسیاری قرار گرفته است(.(Momenzadeh et al., 2011 یکی از جاذبهای ارزان کیتوسان۱ است. کیتوسان از دی استیله کردن کیتین که نوعی پلیمر طبیعی است، بدست می آید. هرچند که کیتوسان در زیست توده قارچی، پوستک حشرات و ماهی مرکب وجود دارد اما منبع اصلی آن پوسته میگو، خرچنگ و سایر سخت پوستان می باشد(.(Wan Ngah et al., 2011 وجود گروه آمینی در ساختار این جاذب پلی ساکاریدی باعث افزایش ظرفیت جذب آن شده است(.(Kołodyńska, 2011 فراوانی، غیر سمی بودن، تخریب پذیری و خواص جذب مناسب باعث شده که در سالهای اخیر کیتوسان محبوبیت بالایی دربین محققان پیدا کند(.(Pillai et al. , 2009 تحقیقات گسترده نشان داده اند که ماده طبیعی کیتوسان به عنوان منعقد کننده در حذف آلاینده ها عملکرد بسیار مناسب و قابل مقایسه ای با منعقد کننده های رایج داشته و بسیاری از معایب چالش بر انگیز آنها را

ندارد(.(Divakaran & Pillai, 2002
مطالعه مهدی نژاد و همکاران نشان داد که این ماده خاصیت میکروب کشی نیز دارد، اگرچه این خاصیت بسیار ضعیف تر از گندزداهای رایج است(.(Mehdinejad et al., 2009 همچنین در مطالعه گامیج و همکاران از این ماده برای جذب فلزات سنگین و همچنین منعقد کننده مواد پروتئینی استفاده شده است که نتایج مطلوب و قابل توجهی گزارش شده است(.(Gamage & Shahidi, 2007 کیتوسان از مشتقات دی استیله شده ی کتین می باشد .که در پوشش سخت پوستان ، بند پایان و دیواره سلولی جلبک ها و برخی از قارچ ها یافت می شود. از مهمترین مزایای کیتوسان در فرایند انعقاد تولید حجم کمتر لجن ، چگالتر بودن ، قابلیت هضم بیولوژیکی، ارزان بودن و عدم خوردگی اشاره کرد(.(Guibal, 2004 در این مطالعه سعی بر آشنایی با کیتوسان و کاربردهای آن در صنعت تصفیه آب شده است.