حذف سرب از آب با توجه به مشکلات متعددی که این فلز برای سلامتی بدن به همراه دارد، یکی از مهم ترین اقدامات در تصفیه آب محسوب میشود. سرب یکی از پارامترهای شیمیایی آب است که ورود بیش از اندازه آن به بدن منجر به بروز بیماری های قلبی، عروقی و سرطان میشود. به همین دلیل در دستگاه های تصفیه و تصفیه خانه های بزرگ به شیوه های گوناگون مقدار آن کاهش پیدا می کند. در ادامه به کاربردی ترین روش های جداسازی و حذف سرب از آب آشامیدنی اشاره خواهیم داشت.
مضرات عدم حذف سرب از آب
سرب pb یکی از فلزات سنگین در طبیعت است که با عدد اتمی 82 در جدول تناوبی شناخته شده است. این فلز در صنعت کاربرد بسیار زیادی دارد اما نباید بیش از اندازه وارد بدن شود. در حالت عادی امکان جذب سرب از طریق پوست وجود ندارد و بیشتر با نوشیدن آب حاوی سرب وارد بدن میشود. مادرانی که آب با سرب بالا مصرف می کنند، این فلز را از طریق شیر به نواد خود انتقال می دهند. بعد از ورود سرب به بدن انسان، بیماری های قلبی و عروقی، اختلالات شنوایی، عدم رشد جنین و ناتوانایی های ذهنی ایجاد میشود.
به همین دلیل در مناطقی که مقدار سرب آب بیش از اندازه استاندارد است، باید حذف و کاهش آن انجام شود. اصلی ترین منبع افزایش سرب آب، استفاده از لوله کشی های قدیمی است. در ساختمان های قدیمی این فلز از لوله های آب جدا شده و وارد آب میشود. لازم به ذکر است، دوش گرفتن با آب حاوی سرب تاثیر منفی بر سلامتی بدن ندارد. چون سرب از طریق پوست امکان جذب ندارد.
مقدار مجاز سرب آب
با توجه به اینکه سرب به شدت بر نوزادان و جنین تاثیر منفی داشته و باعث اختلالات ذهنی و جسمی در آنها می شود، در مصرف آب حاوی سرب نباید ریسک کرد. به عبارت دیگر، تا حد امکان آب هایی را باید مصرف کنید که به هیچ عنوان سرب در آنها وجود نداشته باشد. بر اساس استانداردهای ارائه شده توسط سازمان بهداشت جهانی و سازمان غذا و دارو، مقدار مجاز سرب در آب حداکثر 0.006 میلی گرم بر لیتر است.
نحوه اندازه گیری سرب در آب
در ساختمان های قدیمی و مناطقی که به آب آشامیدنی تصفیه شده دسترسی وجود ندارد، بهترین کار اطمینان از وجود یا عدم وجود سرب در آب است. نوارهای مخصوص برای اندازه گیری سرب وجود دارد. بعد از قرار گرفتن نوار در ظرف حاوی نمونه آب، مشخص میشود که آب حاوی سرب است یا خیر؟ این روش مقدار سرب را مشخص نمی کند و تنها مثبت یا منفی بودن آزمایش را نشان می دهد.
برای اندازه گیری مقدار دقیق سرب در آب از روش ها و ابزارهای آزمایشگاهی استفاده میشود که پیچیدگی زیادی دارد.
روش حذف سرب از آب
بعد از اندازه گیری سرب و اطمینان از بالا بودن مقدار آن در آب به روش های زیر می توان نسبت به حذف و کاهش آن اقدام کرد:
1- حذف سرب با رزین
رزین نوعی دانه ریز پلیمری است که به دلیل داشتن سدیم آزاد، قدرت تبادل یون بالایی دارند. عبور آب حاوی سرب از روی بستر رزینی سرب با سدیم جایگزین شده و جداسازی این فلز خطرناک و سمی انجام میشود.
2- حذف سرب با زئولیت
از دیگر کانی هایی که قدرت تبدل یون بالایی دارند می توان به زئولیت اشاره کرد. زئولیت مانند رزین در جداسازی فلزات سنگین موثر عمل می کند و می تواند سرب آب را به سمت خود جذب کند. زئولیت و رزین بعد از استفاده مداوم باید شستشو داده شوند تا مجدد کارایی خود را بدست آورند.
3- جداسازی سرب از آب با اسمز معکوس
در دستگاه تصفیه آب صنعتی از اسمز معکوس برای جداسازی و حذف فلزات سنگین، املاح و یون ها استفاده میشود. در این دستگاه ها ممبران هایی خاصی استفاده میشود که منافذ ریز آن سدی در برابر فلزات و املاح آب هستند. آب با فشار پمپ به سمت ممبران ها هدایت میشود. غشای نیمه تراوا مانع از عبور سرب و سایر فلزات شده و جداسازی در این مرحله انجام میشود.
حذف سرب با اسمز معکوس بهترین روش است که دقت بالایی داشته و در دستگاه آب شیرین کن صنعتی پیاده سازی میشود.
4- کاهش سرب آب با انعقاد شیمیایی
برای جداسازی سرب از آب می توان از انعقاد شیمیایی استفاده کرد. برای این منظور مواد منعقدکننده وارد منبع آب میشود. سرب و سایر فلزات معلق در آب به این مواد متصل شده و لایه های لخته مانند را تشکیل می دهند. این لایه ها به دلیل وزن سنگین ته نشین میشوند. در نهایت آب سالم از منبع تخلیه شده و لایه های سرب در کف آن قرار می گیرند.
5- استفاده از سیستم فیلتراسیون
سرب یکی از عناصر فلزی است و به همین دلیل می توان با سیستم های فیلتراسیون قوی مانند اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و میکروفیلتراسیون نسبت به حذف آنها اقدام کرد. با قرار گرفتن فیلترها در مسیر عبور آب، منافذ ریز آن مثل سد عمل می کنند و آب بدون سرب و سایر فلزات از سمت دیگر آن خارج میشود. هر اندازه فیلتر منافذ کوچکتری داشته باشد، به همان نسبت احتمال حذف و کاهش سرب با آنها افزایش پیدا می کند.
6- کاهش سرب با الکترولیز
مانند سایر فلزات سنگین از قبیل حذف مس از آب، از الکترولیز می توان برای جداسازی سرب نیز استفاده کرد. بعد از قرار گرفتن آند و کاتد در آب و برقراری جریان الکتریکی، سرب به سمت الکترود غیرهمنام حرکت می کند. در مسیر عبور سرب فیلتر قرار گرفته و از عبور آن جلوگیری می شود. این روش برای تصفیه خانه های بزرگ کاربرد ندارد، چون نیاز به انرژی بالایی دارد و مقرون به صرفه نیست.
7- حذف با فیلتر کربن
روش دیگری که می توان برای کاهش سرب آب به کار برد، استفاده از فیلتر کربنی است. کربن فعال موجود در این فیلترها قدرت جذب سطحی بسیار بالایی دارد. به طوریکه سرب موجود در آب بعد از عبور از روی آن روی منافذ کربن ته نشین می شود. در دستگاه های تصفیه آب خانگی از این فیلترها به وفور استفاده شده و تاثیر بالایی در حذف فلزات سنگین و یون و املاح آب دارند.
8- حذف سرب با فتوکاتالیز
علاوه بر روش های فوق، از فتوکاتالیز نیز در آزمایشگاه برای حذف و کاهش سرب آب استفاده میشود. این روش از جدیدترین متدها در این زمینه است و دی اکسید تیتانیوم در آن کاربرد دارد.
جمع بندی
سرب از سمی تر ین فلزات موجود در طبیعت است که ورود آن به بدن منجر به اختلالات ذهنی در نوزادان، عدم رشد جنین، بیماری های قلبی و عروقی و اختلال در سیستم شنوایی انسان می شود. به همین دلیل با استفاده از روش های اسمز معکوس، سیستم های فیلتراسیون، تبادل یون با رزین و زئولیت، الکترولیز و جذب سطحی تا حد مطلوبی این فلز حذف و جداسازی میشود.
