فناوری‌ های حذف آرسنیک

فناوری‌ های حذف آرسنیک
با جدیدترین فناوری‌ های حذف آرسنیک، آب و محیطی سالم‌تر داشته باشید. راهکارهای نوین تصفیه برای کاهش آلودگی و افزایش ایمنی را بشناسید.

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی

فناوری‌ های حذف آرسنیک
فناوری‌ های حذف آرسنیک

تصور کنید هر روز آبی می‌نوشید که ظاهرش کاملاً شفاف است، اما ترکیبی خطرناک در آن نهفته باشد. در بسیاری از مناطق ایران، از خراسان رضوی و خراسان شمالی گرفته تا گلستان، اردبیل و همچنین بخش‌هایی از کرمان، کاشان و اصفهان، این نگرانی واقعی است. بررسی‌ها نشان داده‌اند که آب‌های زیرزمینی در این مناطق حاوی آرسنیک هستند؛ عنصری طبیعی اما بسیار سمی که تماس طولانی‌مدت با آن می‌تواند خطر ابتلا به سرطان و بیماری‌های پوستی را افزایش دهد.

فناوری‌ های حذف آرسنیک
فناوری‌ های حذف آرسنیک

استانداردهای بین‌المللی از جمله سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) و سازمان جهانی بهداشت (WHO)، حداکثر مجاز آرسنیک در آب آشامیدنی را تنها ۱۰ میکروگرم در لیتر تعیین کرده‌اند. با این حال، اندازه‌گیری‌ها در برخی منابع آبی کشور بیش از این مقدار را نشان می‌دهد.

خبر خوب این است که فناوری‌های نوین تصفیه آب امکان حذف مؤثر آرسنیک را فراهم کرده‌اند و راهکارهای عملی برای تأمین آب سالم در دسترس قرار دارند. در ادامه، ابتدا به ماهیت آرسنیک و شکل‌های شیمیایی آن می‌پردازیم و سپس رایج‌ترین روش‌های حذف آن را بررسی می‌کنیم.

آرسنیک چیست و چرا اهمیت دارد؟

آرسنیک عنصری است که به‌طور طبیعی در پوسته زمین وجود دارد و می‌تواند از مسیرهای زمین‌شناختی یا فعالیت‌های انسانی مانند معدن‌کاری و استفاده از برخی مواد شیمیایی وارد منابع آب شود. در آب، این عنصر عمدتاً به دو شکل شیمیایی یافت می‌شود:

  • آرسنیت (As(III)): سمی‌تر و سخت‌تر برای جداسازی.
  • آرسنات (As(V)): پایدارتر و آسان‌تر برای جداسازی.

به همین دلیل، در اغلب فرایندهای کنترل آلودگی ابتدا آرسنیت به آرسنات تبدیل می‌شود تا مدیریت و حذف آن ساده‌تر گردد.

فناوری‌ های حذف آرسنیک

برای کاهش و حذف آرسنیک از منابع آب آشامیدنی، فناوری‌ های متنوعی توسعه یافته‌اند. هر یک از این روش‌ها متناسب با کیفیت آب، غلظت آرسنیک و شرایط بهره‌برداری انتخاب می‌شوند و از مقیاس‌های کوچک خانگی تا تأسیسات بزرگ شهری کاربرد دارند.

1) جذب سطحی

یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین روش‌ها برای کاهش آرسنیک در آب، جذب سطحی است. در این فرایند، یون‌های آرسنیک به سطح مواد جاذب متصل شده و از جریان آب جدا می‌شوند. سادگی طراحی و بهره‌برداری و در بسیاری موارد هزینه کمتر نسبت به فناوری‌ های غشایی، باعث شده جذب سطحی یکی از گزینه‌های اصلی در مقیاس‌های متنوع از پروژه‌های بزرگ‌مقیاس تا طرح‌های محلی در مناطق روستایی باشد. با این حال، انتخاب نوع جاذب و مدیریت هزینه‌های تعویض یا احیای آن برای اقتصادی بودن این روش اهمیت زیادی دارد.

فرآیند جذب سطحی برای حذف آرسنیک
فرآیند جذب سطحی برای حذف آرسنیک

انواع جاذب‌های مورد استفاده عبارت‌اند از:

  • جاذب‌های آهن‌دار: مانند هیدروکسید فریک دانه‌ای (Granular Ferric Hydroxide – GFH) که ظرفیت بالایی در جذب آرسنیک دارد.
  • آلومینای فعال (Activated Alumina, Al₂O₃·nH₂O): جاذبی شناخته‌شده که با پوشش یا افزودن آهن کارایی آن در حذف آرسنیک افزایش می‌یابد.
  • چارچوب‌های فلزیآلی (Metal–Organic Frameworks – MOFs): جاذب‌های نوینی با سطح ویژه بسیار بالا که در تحقیقات آزمایشگاهی و پایلوت نتایج امیدوارکننده‌ای نشان داده‌اند.
  • جاذب‌های کربنی: شامل کربن فعال (Activated Carbon) و بیوچار (Biochar) که از منابع طبیعی مانند چوب یا پسماندهای کشاورزی ساخته می‌شوند و از نظر زیست‌محیطی گزینه‌ای پایدار محسوب می‌شوند.

کاربردهای عملی در جهان و ایران:

  • در بنگلادش، فیلترهای خانگی موسوم به Sono Filter توسعه یافته‌اند. این فیلترها از ماسه پوشیده با اکسید آهن و لایه‌های زغال ساخته شده و برای استفاده مستقیم خانوارها در مناطق روستایی طراحی شده‌اند.
  • در هند، به‌ویژه در ایالت بنگال غربی، از فیلترهای خانگی حاوی ماسه آهن‌پوشش‌دار (Iron-Coated Sand) برای چاه‌های دستی استفاده شده و توانسته‌اند غلظت آرسنیک را تا حد استاندارد WHO (۱۰ میکروگرم بر لیتر) کاهش دهند.
  • در ایران، نمونه‌ای موفق در استان کرمان (شهر بابک) اجرا شد؛ پروژه‌ای با ظرفیت ۲۶۰۰ متر مکعب در روز که توسط شرکت PNF طراحی و اجرا گردید.
واحد ارسنیک زدایی – شهرستان شهربابک با ظرفیت 2600 متر مکعب در روز

به دلیل انعطاف‌پذیری در انتخاب جاذب و قابلیت اجرا در مقیاس‌های مختلف، جذب سطحی همچنان یکی از مهم‌ترین گزینه‌ها برای مدیریت آلودگی آرسنیک در منابع آب آشامیدنی محسوب می‌شود.

فیلتراسیون غشایی

فیلتراسیون غشایی یکی از فناوری‌ های حذف آرسنیک و از فناوری‌های پیشرفته و کارآمد در تصفیه آب است که به‌ویژه در مقیاس‌های بزرگ، مانند تصفیه‌خانه‌های شهری و صنعتی، کاربرد گسترده دارد. اساس این روش عبور آب از میان غشاهایی با منافذ میکروسکوپی است. این منافذ امکان عبور مولکول‌های آب را فراهم کرده اما یون‌ها و آلاینده‌هایی مانند آرسنیک را مسدود می‌کنند. در نتیجه، آبی با کیفیت بالا و مطابق با استانداردهای بین‌المللی تولید می‌شود.

کارایی این فناوری در حذف آرسنیک بسیار بالا است و در شرایط مناسب می‌تواند بیش از ۹۵ درصد از آلودگی را برطرف کرده و غلظت نهایی را به کمتر از ۱۰ میکروگرم در لیتر (حد مجاز سازمان جهانی بهداشت) برساند.

فرآیند فیلتراسیون غشایی برای حذف آرسنیک

انواع فیلتراسیون غشایی برای حذف آرسنیک

  • نانوفیلتراسیون (NF): غشاهای نانوفیلتراسیون دارای منافذ بسیار ریز هستند که قابلیت حذف آرسنیک و بسیاری از آلاینده‌های دیگر را دارند. این روش نسبت به اسمز معکوس انرژی کمتری مصرف می‌کند و برای منابع آب شهری و صنعتی گزینه‌ای اقتصادی‌تر به شمار می‌رود.
  • اسمز معکوس (RO): در این فناوری غشاها با منافذی حتی ریزتر طراحی شده‌اند و تقریباً تمامی ناخالصی‌ها از جمله آرسنیک حذف می‌شوند. با وجود مصرف انرژی بالاتر، RO  برای تولید آب آشامیدنی با کیفیت بسیار بالا به‌ویژه در مناطق حساس و بحرانی کاربرد دارد.

نقش پیش‌اکسیداسیون

آرسنیک در آب معمولاً به دو صورت آرسنیت (As(III)) و آرسنات (As(V)) وجود دارد. از آنجا که حذف آرسنات به‌وسیله غشاها آسان‌تر است، در بسیاری از سیستم‌ها مرحله‌ای از پیش‌اکسیداسیون (با کلر، ازن یا دیگر اکسیدکننده‌ها) در نظر گرفته می‌شود تا آرسنیت به آرسنات تبدیل گردد و بازدهی فرایند افزایش یابد.

مزایا

  • راندمان بالا در حذف آرسنیک و سایر آلاینده‌ها (فلزات سنگین، نمک‌ها، میکروارگانیسم‌ها).
  • قابلیت استفاده در مقیاس‌های بزرگ شهری و صنعتی.
  • تولید آب با کیفیت پایدار و مطابق با استانداردهای بین‌المللی.

چالش‌ها

  • سرمایه‌گذاری اولیه نسبتاً بالا برای خرید و نصب تجهیزات.
  • امکان گرفتگی غشاها (فولینگ) که نیازمند شست‌وشو یا تعویض دوره‌ای است.
  • مصرف انرژی، به‌ویژه در سیستم‌های اسمز معکوس.
واحد فیلتراسیون غشایی در مقیاس صنعتی برای حذف آرسنیک از آب

نمونه‌های موفق جهانی

  • ایالات متحده (نوادا): در شهر فالون، تصفیه‌خانه‌ای مجهز به نانوفیلتراسیون توانست غلظت آرسنیک را از حدود ۱۰۰ میکروگرم در لیتر به کمتر از ۱۰ میکروگرم کاهش دهد و آب آشامیدنی ایمن برای حدود ۸ هزار نفر فراهم کند.
  • هند (بنگال غربی): در مناطق روستایی، سیستم‌های RO در مقیاس اجتماعی به‌کار گرفته شدند و توانستند تا ۹۰ درصد آرسنات را حذف کنند.
  • استرالیا (نیو ساوت ولز): در مناطق معدنی، نانوفیلتراسیون علاوه بر آرسنیک، سایر فلزات سنگین ناشی از فعالیت‌های صنعتی را نیز از آب حذف کرد.

با توجه به این تجربیات، فیلتراسیون غشایی می‌تواند در ایران نیز به‌عنوان راهکاری مؤثر برای تأمین آب سالم در مناطق آلوده به آرسنیک مورد استفاده قرار گیرد، به‌ویژه با دسترسی روزافزون به بسته‌های فناوری و سیستم‌های آماده بهره‌برداری.

الکتروکواگولاسیون (Electrocoagulation – EC)

الکتروکواگولاسیون یکی از روش‌های نوین و کارآمد برای حذف آرسنیک از آب است که بر پایه‌ی جریان الکتریکی و الکترودهای فلزی عمل می‌کند. در این فناوری، الکترودهایی از جنس آهن یا آلومینیوم در آب قرار می‌گیرند و با اعمال جریان مستقیم، یون‌های فلزی در محلول آزاد می‌شوند. این یون‌ها با آرسنیک واکنش داده و لخته‌هایی تشکیل می‌دهند که به‌راحتی ته‌نشین یا فیلتر می‌شوند.

فرآیند الکتروکواگولاسیون برای حذف آرسنیک

راندمان این روش بسیار بالا بوده و در شرایط بهینه می‌تواند تا ۹۸٫۶ درصد آرسنیک را حذف کرده و غلظت نهایی را به کمتر از ۱۰ میکروگرم بر لیتر (استاندارد سازمان جهانی بهداشت) کاهش دهد. به همین دلیل، EC گزینه‌ای جذاب برای مناطق روستایی، دورافتاده یا صنایع است که به سیستم‌های ساده، فشرده و مقرون‌به‌صرفه نیاز دارند.

مکانیسم عملکرد

  1. الکترودها در اثر جریان الکتریکی یون‌های فلزی آزاد می‌کنند.
  2. یون‌های آزادشده با آرسنیک موجود در آب ترکیب می‌شوند و ذرات بزرگ‌تر (لخته‌ها) را تشکیل می‌دهند.
  3. لخته‌ها یا ته‌نشین می‌شوند یا به‌وسیله یک فیلتر ساده از آب جدا می‌شوند.

از آنجا که حذف آرسنات (As(V)) نسبت به آرسنیت (As(III)) آسان‌تر است، معمولاً مرحله‌ای از پیش‌اکسیداسیون (مثلاً با کلر یا پراکسید هیدروژن) قبل از EC انجام می‌شود تا آرسنیت به آرسنات تبدیل گردد.

مزایا

  • راندمان بسیار بالا (تا ۹۸٫۶٪).
  • مصرف انرژی پایین (حدود ۰٫۴۱۱ کیلووات‌ساعت بر مترمکعب)
  • طراحی فشرده و مناسب برای مناطق کم‌زیرساخت.
  • تولید لجن کمتر نسبت به انعقاد شیمیایی متداول.

چالش‌ها

  • نیاز به تأمین برق (که در برخی مناطق روستایی می‌تواند محدودیت باشد).
  • خوردگی و نیاز به تعویض دوره‌ای الکترودها.
  • ضرورت دفع ایمن لجن حاوی آرسنیک برای جلوگیری از آلودگی ثانویه.
سیستم تصفیه آب مبتنی بر الکتروکواگولاسیون؛برای کاهش غلظت آرسنیک

نمونه‌های موفق جهانی

  • هند (بنگال غربی): در پروژه‌ای اجتماعی در سال ۲۰۱۸، الکترودهای آهن توانستند غلظت آرسنیک را از ۲۰۰ به کمتر از ۱۰ میکروگرم بر لیتر کاهش دهند و آب آشامیدنی سالم برای صدها خانوار فراهم کنند.
  • مکزیک (کومارکار): یک سیستم EC صنعتی در سال ۲۰۱۶ با مصرف انرژی کم توانست بیش از ۹۵٪ آرسنیک موجود در منابع آب زیرزمینی آلوده را حذف کند.
  • بنگلادش: ترکیب سیستم‌های EC با انرژی خورشیدی امکان بهره‌برداری در مناطق فاقد برق را فراهم کرده و هزینه تولید آب را به کمتر از ۱ دلار برای ۱۰۰۰ لیتر کاهش داده است.
  • چین (مغولستان داخلی): استفاده از الکترودهای آهن و آلومینیوم در واحدهای کوچک EC موجب حذف بیش از ۹۷٪ آرسنیک از منابع آب روستایی شد.

این فناوری می‌تواند در مناطق مختلف ایران نیز به‌کار گرفته شود. به‌ویژه، واحدهای EC خورشیدی برای روستاها و مناطق بدون دسترسی پایدار به برق مناسب هستند. در مناطق صنعتی مانند اراک و زنجان که با پساب‌های آلوده به آرسنیک مواجه‌اند، EC می‌تواند به‌عنوان یک روش مؤثر و اقتصادی مورد استفاده قرار گیرد.

3) بیورمدیشن و فیتورمدیشن (Bioremediation & Phytoremediation)

بیورمدیشن و فیتورمدیشن به‌عنوان رویکردهای زیست‌پالایشی شناخته می‌شوند؛ روش‌هایی که به‌جای استفاده از مواد شیمیایی یا تجهیزات پرهزینه، از توانایی‌های طبیعی میکروارگانیسم‌ها و گیاهان برای حذف آلودگی‌ها بهره می‌گیرند. این فناوری‌ها به دلیل دوستدار محیط زیست بودن، هزینه کم و سادگی اجرا به‌ویژه در مقیاس‌های کوچک و مناطق روستایی اهمیت یافته‌اند.

بیورمدیشن (زیست‌پالایی)

در این روش از میکروب‌ها و باکتری‌های مقاوم به آرسنیک که به‌طور طبیعی در خاک و آب وجود دارند استفاده می‌شود. این موجودات زنده از چند مسیر مختلف قادر به کاهش آلودگی هستند:

  • جذب زیستی (Biosorption): اتصال یون‌های آرسنیک به سطح سلولی.
  • انباشت زیستی (Bioaccumulation): ذخیره آرسنیک درون سلول‌ها.
  • تبدیل شیمیایی: اکسیداسیون آرسنیت (As(III)) سمی به آرسنات (As(V)) پایدارتر و کم‌خطرتر.

این فرایند معمولاً در راکتورهای زیستی یا تالاب‌های مصنوعی پر از میکروب انجام می‌شود. استفاده از انرژی خورشیدی برای پمپ‌ها و هوادهی نیز در بسیاری پروژه‌ها رایج است تا هزینه عملیاتی کاهش یابد.

فیتورمدیشن (گیاه‌پالایی)

در گیاه‌پالایی، از گیاهان بیش‌جذب‌کننده (Hyperaccumulators) استفاده می‌شود که توانایی ویژه‌ای در جذب و تجمع آرسنیک دارند. این گیاهان می‌توانند:

  • استخراج گیاهی (Phytoextraction): انتقال آرسنیک از خاک یا آب به ریشه، ساقه و برگ‌ها.
  • تثبیت گیاهی (Phytostabilization): جلوگیری از جابجایی آرسنیک با تثبیت آن در ریشه.
    پس از جذب، گیاهان برداشت شده و به‌صورت ایمن دفع یا در برخی موارد برای تولید بیوگاز یا بازیافت فلزات استفاده می‌شوند.

نمونه‌هایی از گیاهان بیش‌جذب‌کننده آرسنیک:

  • سرخس چینی (Pteris vittata)
  • سرخس نقره‌ای (Pityrogramma calomelanos)
  • گیاهان آبزی مانند دم‌گربه‌ای (Ceratophyllum demersum) و نیلوفر آبی (Nymphaea spp.)
  • گیاهان بومی ایران مانند نی (Phragmites australis) و گز (Tamarix spp.)
سرخس چینی (Pteris vittata)؛ گیاه جذب‌کننده آرسنیک.

مزایا

  • سازگار با محیط زیست و بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر.
  • هزینه سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری پایین.
  • امکان استفاده از منابع طبیعی (نور خورشید، تالاب‌ها).
  • بهبود هم‌زمان منظر و زیبایی محیط در صورت استفاده از گیاهان.

چالش‌ها

  • فرایند زمان‌بر؛ گیاهان و میکروب‌ها نیاز به دوره رشد و فعالیت دارند.
  • ضرورت مدیریت پسماند زیستی (گیاهان یا لجن‌های حاوی آرسنیک).
  • مناسب‌تر برای مقیاس‌های کوچک تا متوسط؛ در تصفیه‌خانه‌های شهری کافی نیستند.

نمونه‌های موفق جهانی

  • بنگلادش: استفاده از باکتری‌های Pseudomonas و Bacillus در راکتورهای زیستی، کاهش آرسنیک تا ۸۵٪ (۲۰۱۹)
  • چین (هونان): کاشت سرخس Pteris vittata در خاک‌های آلوده، جذب حدود ۲۰٪ آرسنیک طی چند ماه.
  • هند (بنگال غربی): استفاده از گیاهان آبزی مانند Ceratophyllum demersum در تالاب‌های مصنوعی، حذف حدود ۷۰٪ آرسنیک.
  • آمریکا (کالیفرنیا): بیوفیلترهای حاوی باکتری‌های Thiomonas در تصفیه پساب معدنی، راندمان حذف ۹۰٪ (۲۰۱۷).

قابلیت کاربرد در ایران

با توجه به شرایط جغرافیایی ایران، این روش‌ها می‌توانند گزینه‌ای مناسب برای جوامع کوچک یا روستاها باشند:

  • در کردستان و سیستان و بلوچستان می‌توان از گیاهان بیش‌جذب‌کننده مانند Pteris vittata یا گیاهان بومی (نی، گز) در تالاب‌های مصنوعی استفاده کرد.
  • در مناطق خشک و آفتابی مانند یزد و کرمان، بیورمدیشن همراه با سیستم‌های خورشیدی می‌تواند بدون نیاز به برق زیاد اجرا شود.
  • در مناطق صنعتی مانند زنجان، بیوفیلترهای زیستی می‌توانند پساب‌های آلوده به آرسنیک را تصفیه کنند.

فرآیندهای شیمیایی حذف آرسنیک

روش‌های شیمیایی از رایج‌ترین فناوری‌ها برای کاهش آرسنیک در آب آشامیدنی هستند. این روش‌ها بیشتر بر دو فرآیند انعقاد و لخته‌سازی و اکسیداسیون شیمیایی متکی‌اند و به دلیل سادگی، هزینه پایین و قابلیت استفاده در مقیاس‌های مختلف، در تصفیه‌خانه‌ها و پروژه‌های محلی به‌کار گرفته می‌شوند.

۱. انعقاد و لخته‌سازی

در این فرآیند، مواد منعقدکننده مانند سولفات آهن (فریک سولفات) یا کلرید آهن (فریک کلرید) به آب افزوده می‌شوند. این مواد با آرسنیک واکنش داده و ذرات معلقی ایجاد می‌کنند که به لخته‌های بزرگ‌تر تبدیل می‌شوند. لخته‌ها سپس از طریق ته‌نشینی یا فیلتراسیون (مانند فیلترهای ماسه‌ای یا پارچه‌ای) جدا می‌شوند. نتیجه این مرحله، کاهش چشمگیر غلظت آرسنیک است.

۲. اکسیداسیون شیمیایی

آرسنیک در آب به دو صورت اصلی وجود دارد: آرسنیت (As(III)) و آرسنات (As(V)). از آنجا که حذف آرسنیت دشوارتر است، معمولاً ابتدا با مواد اکسیدکننده‌ای مانند کلر، ازن یا پرمنگنات پتاسیم به آرسنات تبدیل می‌شود. پس از این مرحله، آرسنات با روش‌هایی مانند انعقاد و لخته‌سازی یا فیلتراسیون به‌خوبی حذف می‌گردد.

جریان فرآیند انعقاد و لخته‌سازی برای حذف آرسنیک

مزایا

  • راندمان بالا: در شرایط بهینه می‌تواند ۸۰ تا ۹۰ درصد آرسنیک را کاهش دهد.
  • سادگی اجرا: نیازمند تجهیزات پیچیده نیست و در مقیاس‌های خانگی و شهری قابل استفاده است.
  • هزینه مناسب: مواد منعقدکننده مانند سولفات آهن ارزان و در دسترس‌اند.

چالش‌ها

  • تولید لجن حاوی آرسنیک که باید به‌صورت ایمن دفع شود.
  • نیاز به مدیریت دقیق دوز مواد شیمیایی برای جلوگیری از تأثیر منفی بر کیفیت آب.
  • حذف آرسنیت نیازمند مرحله پیش‌اکسیداسیون است که فرآیند را پیچیده‌تر می‌کند.
انعقاد و لخته‌سازی؛ روش شیمیایی حذف آرسنیک از آب

نمونه‌های موفق جهانی

  • شیلی (منطقه آنتوفاگاست): از دهه ۱۹۶۰، انعقاد با کلرید آهن برای کاهش آرسنیک در آب‌های سطحی به کار گرفته شده و موفق به رساندن غلظت به سطح ایمن شده است.
  • ویتنام (دلتا مکونگ): در پروژه‌ای خانگی در سال ۲۰۱۵، استفاده از سولفات آهن و فیلتراسیون ساده توانست حدود ۸۵٪ آرسنیک آب چاه‌ها را کاهش دهد.
  • بنگلادش: ترکیب کلرزنی و انعقاد با سولفات آهن در مقیاس خانگی و اجتماعی، کاهش آرسنیک تا ۹۰٪ را امکان‌پذیر کرد.
  • هند (بنگال غربی): در سال ۲۰۱۷، استفاده از پرمنگنات پتاسیم برای اکسیداسیون و سپس انعقاد با سولفات آلومینیوم غلظت آرسنیک را به زیر ۱۰ میکروگرم بر لیتر رساند.

تحقیقات و نوآوری‌ها

  • نانوتکنولوژی: نانوذرات اکسید آهن و چارچوب‌های فلزی–آلی (MOFs) ظرفیت بالایی برای جذب آرسنیک نشان داده‌اند، اما بیشتر در سطح آزمایشگاهی و پایلوت بررسی شده‌اند.
  • روش‌های ترکیبی: ترکیب فوتوکاتالیز با جذب سطحی در مطالعات آزمایشگاهی راندمان حذف بالای ۹۵٪ نشان داده است، هرچند هنوز عملیاتی نشده است.
  • مدل‌سازی‌های کامپیوتری: شبیه‌سازی‌های مولکولی برای طراحی مواد جاذب کارآمدتر در حال توسعه‌اند.
  • بررسی‌های EPA (آمریکا): آزمایش ۵۰ سیستم در ۲۶ ایالت نشان داد که روش‌های شیمیایی، به‌ویژه در ترکیب با جذب یا الکتروکواگولاسیون، کارایی بالایی دارند.

وضعیت در ایران

در ایران، استفاده از مواد منعقدکننده آهنی و کلرزنی در پروژه‌های آزمایشگاهی و پایلوت نتایج موفقی در کاهش آرسنیک داشته است. هرچند گزارش‌های رسمی از اجرای گسترده این روش‌ها در مقیاس شهری محدود است، اما به دلیل دسترس‌پذیری مواد و سادگی فرآیند، این روش‌ها از گزینه‌های عملی برای تصفیه آب در مناطق آلوده کشور محسوب می‌شوند.

روش ها و فناوری‌ های حذف آرسنیک از آب در یک نگاه

روشراندمان حذفهزینه سرمایه گذاریهزینه بهره بردارینیاز به انرژیفضای مورد نیازپیچیدگی بهره برداریمقیاس مناسب
جذب سطحی70% تا 100% (بسته به جاذب)کم تا متوسطمتوسط (نیاز به تعویض یا احیای جاذب)کمکمکمخانگی، روستایی، شهری
فیلتراسیون غشایی>95%بالامتوسط تا بالا (تعویض غشا و انرژی)بالا (ویژه RO)متوسط(به علت واحدها جانبی)بالا(نیازمند تخصص و نگهداری)شهری، صنعتی
الکتروکواگولاسیون(EC)تا 98.6%متوسطکم(مصرف برق محدود)کم تا متوسطکمبالا(نیازمند تخصص و نگهداری)روستایی، صنعتی
بیورمدیشن و فیتورمدیشن70% تا 90%کمخیلی کمخیلی کمزیادکمروستایی و محلی
فرآیندهای شیمیایی80% تا 90%کمکم(مواد شیمیایی ارزان)کممتوسطبالا(نیازمند تخصص و نگهداری)خانگی و شهری

با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در فناوری‌ های حذف آرسنیک، هنوز موانعی وجود دارد. یکی از مهم‌ترین آن‌ها مدیریت لجن است؛ چرا که روش‌هایی مانند انعقاد یا الکتروکواگولاسیون لجن‌هایی تولید می‌کنند که حاوی آرسنیک‌اند و اگر به‌درستی دفع یا بازیافت نشوند، می‌توانند دوباره منبع آلودگی باشند. از سوی دیگر، هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری در فناوری‌ های پیشرفته‌ای مانند اسمز معکوس بالاست و همین موضوع باعث شده محققان روی جاذب‌های طبیعی و روش‌های ساده‌تر تمرکز کنند. مسئله‌ی دیگر مقیاس‌پذیری است؛ بسیاری از فناوری‌ های نو در آزمایشگاه کارآمدند، اما انتقال آن‌ها به سطح عملیاتی در تصفیه‌خانه‌ها نیازمند زمان و تجربه است.

با این حال، آینده نویدبخش است. توسعه حسگرهای هوشمند برای پایش لحظه‌ای کیفیت آب، ایده‌هایی برای استفاده دوباره از لجن‌های غنی از آرسنیک در تولید انرژی یا محصولات مفید، و همکاری‌های گسترده‌تر میان سازمان‌های جهانی و دولت‌ها، همگی چشم‌انداز مثبتی را ترسیم می‌کنند. ترکیبی از روش‌های موجود – از جذب سطحی و فیلتراسیون غشایی گرفته تا الکتروکواگولاسیون و راهکارهای زیستی و گیاهی – امروز در اختیار ماست و بسته به شرایط هر منطقه می‌تواند کارآمد باشد. این رویکردها نه تنها کیفیت آب آشامیدنی را بهبود می‌بخشند، بلکه همسو با اهداف توسعه پایدار سازمان ملل در حوزه آب سالم و بهداشت نیز هستند. چنین پیشرفت‌هایی می‌توانند دسترسی به آب پاک را برای جوامع شهری و روستایی بیش از پیش ممکن کنند.

دیدگاهتان را بنویسید

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