متیل ترسیو یک ماده آلی مصنوعی اکسیژن دار است که پس از اثبات جنبه های سوء بهداشتی و زیست محیطی سرب بعنوان جایگزین آن معرفی و امروزه در ایران و برخی از کشورای جهان بصورت گسترده در بنزینهای بدون سرب استفاده می شود.



 



● اثرات MTBE در آلودگی منابع آب
MTBE(متیل ترسیو – بوتیل اتر) یک ماده آلی اکسیژن دار است که امروزه در ایران و برخی کشورهای جهان به صورت گسترده در بنزین بدون سرب استفاده می شود در ابتدای انتخاب و استفاد ه از این ماده در سوخت مزایای زیست محیطی آن مورد توجه بود ولی اکنون پس از گذشت چند سال از مصرف آن در دنیا مشخص شده است که MTBE دارای امکان تاثیرات سوء روی انسان بوده و دارای پتانسیل آلودگی محیط زیست است. ورود MTBE به منابع آب و خاک به روشهای مختلف انجام می گیرد .MTBE در خاک بسیار متحرک است و حرکت آن در آب تابع قوانین حرکت آب در خاک است.
MTBE مقاومت زیادی به تخریب زیستی دارد و نیمه عمر آن در آب بالاست ، جذب آنها توسط ذرات خاک ضعیف است ،حلالیت بالایی در آب دارد و بسیار متحرک است . این عوامل باعث حرکت MTBE به سمت آبهای زیر زمینی و جمع این ماده در این آبها می گردد و از آنجا که آبهای زیرزمینی در شرب و کشاورزی استفاده دارند با تهدید سلامتی انسان و طبیعت باعث معضلات زیست محیطی می گردد درحال حاضر USEPA حد مجاز این ماده در آبهای آشامیدنی راpb ۴۰ ۲۰ تعیین کرده است. با توجه به مصرف گسترده MTBE در ایران قبل از آنکه این ماده به معضل زیست محیطی در کشور تبدیل گردد باید راهکارهی مناسب ادامه و ا عدم مصرف آن مشخص شود.
متیل ترسیو یک ماده آلی مصنوعی اکسیژن دار است که پس از اثبات جنبه های سوء بهداشتی و زیست محیطی سرب بعنوان جایگزین آن معرفی و امروزه در ایران و برخی از کشورای جهان بصورت گسترده در بنزینهای بدون سرب استفاده می شود.توجه به این ماده در دهه ۷۰ میلادی آغاز و مصرف آن در دهه ۸۰ و ۹۰ میلادی در جهان افزایش یافت.
در ابتدای انتخاب و استفاده از این ماده در سوخت مزایای زیست محیطی آن مورد توجه بود که مهمترین آنها افزایش عدد اکتان بنزین٫ کاهش نشر گازهای آلاینده منتشر از اگزوز خودرو مانند منواکسید کربن و ازن ٫ حذف سرب از بنزین به همراه تاثیر بهبود نسبی کیفیت هوا ٫تولید آسان و سهولت اختلاط با بنزین می باشد ولی اکنون پس از گذشت چند سال از مصرف آن در دنیا مشخص شده است که MTBE دارای امکان تاثیرات سوء روی بدن انسان و مضرات زیست محیطی بودند و آلودگی آبها زیر زمینی از مهمترین جنبه های زیست محیطی آن می باشد .
در آمریکا از سال ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۱ میلادی دو سیستم تامین کننده نیاز آب شرب شهری بخاطر آلودگی MTBE برای این منظور غیر قابل استفاده شدند.در سانتامونیکای آمریکا حداقل ۵۰ درصد از کل آب شهری که از منابع زیرزمینی تامین می شدبرای شرب غیر قابل استفاده گردید بطوریکه ۵/۳ میلیون دلار برای جایگزینو تامین آب شرب منطقه هزینه شد. وجود MTBE در کالیفرنیا در نمونه های شهری عموما با مقادیر کمتر از ۲mg/l گزارش شده است. در شرایط خاص در جاهایی که قایقهای موتوری استفاده می شد غلظت این ماده در آن آبها به۱۲ppm هم می رسد. در تحقیقی که در سال۱۹۹۶ توسط USGS در ۱۶ شهر آمریکا انجام شد ٫ مقدار MTBE موجود در آبهای سطحی بین µg/L ۱۰۰ ۲/۰ گزارش شد که غلظتهای بیشتر بین ماه های اکتبر تا مارس واقع شده است.(۳).در آمریکا به خاطر تاثیرات این ماده در انسان و محیط زیست به ویژه آلودگی منابع آب اعتراضات فراوانی نسبت به ادامه مصرف آن وجود دارد ودر بعضی مناطق استفاده از MTBEممنوع شده است در این مقاله برسی توانایی MTBEدر آلودگی منابع آب سه محور اصلی مورد توجه است تاثیرات MTBE روی سلامتی انسان چگونگی ورود MTBE به منابع آب وسرنوشت MTBE در منابع آب
● خصوصیات MTBE :
متیل ترسیو بوتیلاتر یک ترکیب آلی با فرمول شیمیایی C۵H۱۲O می باشد در دما وفشار استاندارد مایعی بی بیرنگ ٫ قابل اشتعال و قابل احتراق است . جرم مولکولی آن ۱۵/۸۸ بوده و دارای نقطه ذوب ۹ ـ درجه سانتی گراد ونقطه جوش ۶/۵۳ ۲/۵۵ درجه سانتی گراد می باشد . چگالی این ماده ۷۴۴/۰ ۷۵۸/۰ گزارش شده است . انحلال پذیری MTBE در آب بسیار بالاست ۵۴۰mg/L گرارش شده است
● تاثیرات MTBE روی سلامت انسان:
انسان از سه طریق خوردن یا آشامیدن ، اشتنشاق وتماس پوستی می تواند در معرض MTBE قرار گیرد و سلامتی او تهدید گردد که از این بین بلع مهمترین راه ورود این ماده به بدن انسان است و عمدتاً از طریق آشامیدن آب آلوده انجام می شود، ضمن آنکه استحمام با آب گرم آلوده نیز فراریت آن را افزایش داده و باعث استنشاق این ماده می گردد . تاثیرات این ماده روی بدن به دو قسمت سرطانیو غیر سرطانی تقسیم می شود . به دلیل زمان نسبتاً کوتاه از آغاز مصرف گسترده این ماده تحقیقات ومطالعات کافی برای برسی تاثیرات سرطان زائی در انسان انجام نشده است ولی این موضوع هنگامیکه حیوانات آزمایشگاهی به صور مختلف در معرض مقادیر بالای MTBE قرار گرفتند اثبات گردید.
در یک آزمایش در آثر بلعیدن MTBE در موشهای صحرایی ماده به مقدار mg ۱۰۰۰ به ازاء هر کیلوگرم وزن بدن در روز طی یک دوره ۱۰۴ روزهاین موشها به سرطان خون مبتلا شدند وهمین تیمار در موشهای صحرایی نر در دوره فوق باعث بروز تومورهای بیضوی در آنها گردید. طی تحقیقاتی در یک دوره۱۸ ماهه ، استنشاق این ماده توسط موشهای صحرایی نر وماده صورت گرفت و خاصیت سرطان زایی MTBE در این حیوانات آزمایشگاهی مشاهده گردید . بر همین اساس USEPA این ماده را در گروه دارای امکانم سرطان زائی قرار داده است . در مورد تا ثیرات غیر سرطانی MTBE، از مهمترین وشایعترین عوارض تنفس آندر انسان سردرد ،سرگیجه،تهوع،آلرژی و مشکلات تنفسی می باشد در آزمایشی روی موش صحرایی با بلعیدن mg ۷۰ به ازاء هر کیلوگرم وزن بدن در روز تاثیری مشاهده نشد واز mg ۱۰۰ به ازاء هر کیلوگرم وزن بدن در روزعوارض آن مشاهده گردید(۲). برای ارزیابی صحیح از سمیت این ماده بر روی آنسان نیاز به مطالعات وتحقیقات بیشتری می باشد . ضمن آنکه در مواردی مانند تاثیر روی ژنتیک ،تولید مثلو رشد اطلاعات بسیار محدود است .
● ورود MTBE به منابع آب:
اولین مرحله در آلودگی منابع آب به MTBE ورود این ماده به اجزاء محیط زیست می باشد . مهمترین منابع ورود MTBE به محیط زیست نشت از تانکها وذخایر زیر زمینی ،لوله ها واتصالات ،وسائل وجایگاههای سوخت گیری ، وسائل نقلیه موتوری با سوخت بنزین ، قایق های موتوری و وسائل حمل و نقل MTBE می باشند که بر حسب جایگاه و نوع منبع ، این ماده می تواند وارد هوا خاک و آب گردد. MTBE موجد در هوا، شستشوی سطوح ذرات آلوده به مواد حاوی این ماده ، تخلیه مستقیم MTBE یا بنزین حاوی این ماده به آبورود این ماده به آبهای سطحی شده و ورود MTBE به آبهای زیر زمینی نیز از طریق آبهی سطحی ، شکافها و عوارض زمین ، چاهها و خاک قابل انجام است ورود MTBE به هوااز طریق تبخیر در جایگاههای سوخت گیری و سوخت رسانی ، خروج از خودروها ، تبخیر از لکه های بنزین روی سطح زمین و استفاده های متفرقه انجام می گردد .
در نتیجه یک تحقیق پیک غلظت MTBE در هوای نزدیک به پمپهای بنزین به ppbv ۱۴۰۰ در اندازه گیریهای کوتاه مدت رسیده است و میانگین آن در همین مکان در محدوده ppbv ۱۰۰ ۱۰ قرار داشته است . میانگین غلظت MTBE در هوا در محیطهای غیر از پمپ بنزین ppbv ۲۵/۰ ،۶۶/۰ و۸۲/۰ گزارش شده است .(۴) MTBE موجود در هوا با انحلال در ترولات آسمانی به همراه بارندگی وارد سطح زمین ، خاک ویا آبهای سطحی می گردد.(۳و۴) این اتفاق در مناطقی که ترافیک سنگین دارد به ویژه در هوای سرد بیشتر مشهود است . در یک تحقیق در کالیفرنیا هنگامیکه غلظت متوسط MTBE در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد در هوا ppbv ۲ بود غلظت تعادلی این ماده در آب باران ppbv (۷۰%) اندازه گیری شد .
همچنین در تحقیقی در آلمان گزارش شده است که ۲۰ درصد از MTBE موجود در روان آبهای شهری پس از بارندگی مربوط به MTBE ورودی از هوادر اثر بارش می باشد بنابراین MTBE موجود در هوا یکی از منابع ورود به منابع آب می باشد. ورود MTBE به خاک هم از طریق مختلف قابل انجام است. MTBE ورودی به هوا از طریق نزولات آسمانی ، روانابهای سطحی حاوی MTBE ، نشت از مخازن ،اتصلات،تانکرها و جایگا ه های سوختگیری و نشت از تانکهای زیرزمینی از مهمترین منابع ورود این ماده به خاک می باشد. نحوه حرکت MTBE در خاک عامل مهمی در آلوده شدن آبهای زیرزمینی به این ماده می باشد. در حرکت وجابجایی این ماده در خاک خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک اهمیت زیادی دارد .
از مهمترین خصوصیات فیزیکی خاک در این ارتباط تخلخل ،نفوذ پذیری خاک ،بافت، ساختمان و عمق خاک می باشند.بافت سبک و تخلخل بالا با افزایش نفوذپذیری خاک حرکت این ماده را در خاک تسهیل می نماید . در مورد خصوصیات شیمیائی خاک جذب سطحی و دفع از مهمترین این خصوصیات است که آلاینده های آلی را در خاک تحت تاثیر قرار میدهد. در خاک کلوئیدهای رس و مواد آلی عوامل اصلی جذب سطحی MTBE می باشند هرچه قابلیت یک ماده برای جذب سطحی شدن به ذرات خاک بیشتر باشد تحرک آن ماده در خاک کمتر است . برای این منظور در برآورد حرکت MTBE در خاک از ضریب جذب سطحی (Kd) استفاده می نمایند.
● فرمول شماره یک:
غلظت جذب سطحی شده ماده مورد نظر روی سطح خاک بر حسب mg/kg یا (g یا &#۹۵۶;)=Kd غلظت ماده مورد نظر در فاز محلول (آب خاک) بر حسب mg/Kg یا (µg/kg) بر این اساس (۱۹۹۳)Howard ماده، MTBE را در خاک بسیار متحرک معرفی می کند(۲). جذب MTBE به ذرات خاک ضعیف بوده و حلالیت آن در آب بسیار بالاست بنابراین به راحتی در خاک به همراه آب به سمت پایین حرکت کرده و در نهایت آبهای زیر زمینی را آلوده می نماید . این حرکت تابع قوانین حرکت آب در خاک می باشد.
● سرنوشت MTBE در منابع آب:
تخریب زیستی MTBE در آب بسیار کند است . MTBE توسط جمعی از دانشمندان در گروه مقاوم به تخریب زیستی قرار گرفته است این ماده در هر دو حالت بی هوازی و هوازی به تجزیه میکروبی مقاومت می کند ولی گزارشاتی مبنی بر تجزیه آن توسط میکروبها در شرایط خاص موجود است. این مقاومت به تجزیه میکروبی مربوط به رفتار اتم کربن ترشیایی در ساخمان اتر و یا پیوند غیر فعال اتر می باشد. در آبهای زیرزمینی که تخریب MTBE رخ داده است ماده ترسیو بوتیل اتر الکل تشکیل شده است که خود می تواند دارای خاصیت سرطان زائی باشد. مقاومت به تخریب توسط MTBE باعث حضور این ماده در آب می گردد که طی مطالعات مختلف اثبات شده است .
نیمه عمر MTBE در آبها سطحی بسته به وضعیت آب متغیر است. عوامل مؤثر در نیمه عمر MTBE در این آبها سرعت آب، عمق حضور ماده و دمای آب می باشد. کاهش عمق،افزایش دمای آب و افزایش سرعت آب باعث کاهش نیمه عمر MTBE در آب می گردد. نیمه عمر MTBE در آبها سطحی در حدود ۹ ساعت می باشدکه بسته به وضعیت آب می تواند در محدوده ۴ هفته تا ۶ ماه قرار گیرد . در دریاچه و آبهای ساکن این مقدار بیشتر و در رودخانه ها و جریانات متلاطم کمتر است. نیمه عمر MTBE در آبها زیرزمینی به خاطر سرع کمتر آب و عدم وجود نور نسبت به آبها سطحی بسیار بیشتر است بطوریکه غلظت های حدود mg/l ۲۰۰ نیز در آبهای زیرزمینی گزارش شده است. بخاطر حلالیت بالای MTBE موجود در آب حرکت و انقال این ماده در منابع آب تابعی از این آبها بوده و در آبهای زیر زمینی از قانون دارسی پیروی می نماید.
● فرمول شماره ۲ فرمول دارسی Q= kAi:
که A سطح مقطع منطقه ، I شیب هیدرولیکی و k هدایت هیدرولیکی بستر می باشد . در این معادلهI=&#۹۱۶;h/&#۹۱۶;s بطوریکه &#۹۱۶;h اختلاف پتانسیل هیدرولیکی و &#۹۱۶;s فاصله حرکت می باشد.هدایت هیدرولیکی بستر تابعی از خصوصیات نوعی سنگ ، رسوب یا خاک بستر بوده و تخلخل و نفوذ پذیری دو خصوصیت مهم بستر هستند که روی آب موثرند. از آنجا که MTBE به راحتی جذب سطحی ذرات بستر نمی گردد حرکت آن با آب تسهیل می شود.
● نتیجه:
MTBE با خصوصیات خود شامل تاثیر روی سلامتی انسان توانایی بالای حرکت در منابع آب وخاک ، مقاومت به تخریب طبیعی و حلالیت بالا قادر است از مسیرهای مختلف وارد منابع آبی شده و در آن حضور داشته و مدت زیادی در آن مانده و باعث آلودگی منابع آب گردد . آلودگی آبهای زیر زمینی به این ماده یکی از مهمترین جنبه های زیست محیطی MTBE تلقی می شود زیرا بیش از ۹۰% آب شهرها و حدود ۴۰% آب مورد نیاز بخش کشاورزی در جهان از این منابع تامین می شود و این آبها به طور مستقیم و غیر مستقیم می تواند به مصرف انسان رسیده و روی سلامتی او تاثیر گذار باشد .
در غلظتهای ppb ۱۵ ۵ بو و مزه آن در آب می تواند شکایت مصرف کننده را در بر داشته باشد (۲)،USEPA حداکثر مجاز این ماده را در آب آشامیدنی ppb ۴۰ ۲۰ پیشنهاد نموده است . با توجه به مصرف MTBE در ایران قبل از آنکه این ماده به یک معضل زیست محیطی تبدیل گردد با مطالعات و تحقیقات کافی راهکارهای مناسب مصرف و عدم مصرف آن مشخص گردد.یافتن جایگزین مناسب برای MTBE از مهمترین این راهکارها می باشد هم اکنون در بعضی از کشورهای جهان از برخی از انواع الکلها به عنوان جایگزین این ماده در بنزین استفاده می گردد.

__________________

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: