نانوسیل و ضد عفونی آب

مقالات نانوسیل

 نانوسیل و ضد عفونی آب
مقدمه تاريخي :

انتقال عوامل بيماريزا از طريق آب آشاميدني يك مشكل جهاني است كه نه تنها گريبانگير كشورهاي با استانداردهاي بهداشتي پائين است بلكه در كشورهاي صنعتي نيز وجود دارد. نمونه هاي شناخته شده از اين انتقالها در كشورهاي صنعتي ، شيوع كريپتوسپوريديوم پاروم در ميل واكي امريكا در سال 1993 و توكسوپلاسموزيس در ويكتورياي كانادا در سال 95/ 1994 مي باشد. از زمان كشف عوامل بيماريزا بوسيله لوئي پاستور ( 1895 _ 1822 ) فرديناند كوهن ( 1898 _ 1828 ) و رابرت كخ (1910 _ 1842 ) در نيمه دوم قرن نوزده ، بشر متوجه شد كه پاتوژنها نه تنها از طريق آب منتقل مي شوند بلكه برخي از آنها مثل كمپيلوباكتر ويرسينيا در داخل آب آشاميدني مي توانند ، تكثير شوند. بعلت اينكه عوامل بيماريزا در داخل آب يا محيط هاي مرطوب روزها تا هفته ها مي توانند ، زنده بمانند. لذا امكان انتقال بيماريها بطور غيرمستقيم از طريق آب بيشتر است چرا كه تحت شرايط خشكي محيط ، ميكروب ها زود از بين ميروند .

پاتوژنهايي كه مي توانند در سيستم هاي توزيع آب آشاميدني تكثير شوند :

Pseudomonas

Aeruginosa

Legionellae

Atypical mycobacteria

Aeromonas hydrophila

Acintobacter

Yersinia

Amoebae (Acantamoeba, Naeglevia)

بشر قبل از كشف ميكروبها با روشهايي چون جوشاندن آب ، فيلتراسيون و نگه داشتن آب در ظروف نقره اي خطر انتقال عوامل بيماريزا را از بين مي برد . از قرن نوزدهم ، با پيشرفت صنعت و رشد سريع شهرها نياز به آب آشاميدني بشدت افزايش يافت. در نتيجه سيستم هاي توزيع آب جهت تامين نيازهاي مصرفي مردم و صنعت ساخته شد و اما توجه آنچناني به كيفيت آب نمي شد در نتيجه شيوع بيماريهاي وبا و حصبه اتفاق افتاد و تبديل به يك مشكل جدي گرديد و معلوم گرديد كه اقدامات پيشگيرانه ضروري است . تا اينكه در سال 1804 اولين واحد فيلتراسيون آب آشاميدني در Paisly اسكاتلند ساخته شد و اقاي كخ پيشنهاد كردند كه آب فيلتر شده نبايد بيش از 100 CFU باكتري داشته باشد.

قدم بعدي در جلوگيري از انتقال عوامل بيماريزا با آب استفاده از ضدعفوني كننده بود كه براي اولين بار در سال 1893 از ازون براي ضدعفوني آب استفاده گرديد. ضدعفوني آب آشاميدني با كلر گسترده است . اولين مطالعات تجربي ضدعفوني آب با كلر در سال 1894 توسط تراب (Traube) شاگرد كخ صورت گرفت و اولين استفاده عملي از كلر جهت ضدعفوني آب آشاميدني در سال 1886 كه تب تيفوئيد در شهر Pola واقع در درياي آدرياتيك شيوع يافت ، صورت گرفت. در سال 1902 كلر بعنوان يك ضدعفوني كننده دائمي آب در Middlekerke بلژيك مورد استفاده قرار گرفت و در انگليس از سال 1905 و در آمريكا از سال 1906 رايج گرديد. (DiSehoenen, 2002)

مزايا و معايب ضدعفوني آب آشاميدني با كلر

كلر و تركيبات آن بعلت ارزان قيمت بودن ، بطور گسترده جهت ضدعفوني آب آشاميدني استفاده مي شود. اينها تركيبات اكسيدكننده قوي هستند اما به راحتي در واكنش با مواد آلي و غيرآلي در آب قبل از اينكه ضدعفوني كافي صورت گيرد تجزيه مي گردند. در كلرينه نمودن آب ، قسمتي از كلر با ناخالصي هاي موجود در آب واكنش ميدهد و كلر باقيمانده بعنوان ضدعفوني كننده عمل مي كند.

از جمله دلايلي كه براي ضدعفوني آب آشاميدني ، ضدعفوني كننده بهتري بايد جايگزين كلر شود بشرح ذيل مي باشد.

كلر بر تمام عوامل بيماريزا موثر نيست .

كلر روي بيوفيلم تاثيري ندارد امروزه يكي از اساسي ترين مشكلات سيستم هاي توزيع آب آشاميدني موضوع بيوفيلم مي باشد.

كلر به تمام قسمتهاي مختلف سيستم توزيع بطور يكسان نميرسد يعني قسمت هايي كه نزديك شبكه توزيع است كلر بيشتري دريافت ميدارندوقسمتهاي دورتر به تناسب دوري ، كلر كمتري دريافت مي دارند . لذا در اين فاصله ميكروارگانيسم ها مي توانند از اتصالات لوله ها و زانوها يا در صورت وجود سوراخ شدگي ، وارد سيستم شوند و باعث آلودگي آب آشاميدني ميگردند.

كلر بر روي طعم و مزه آب تاثير دارد.

تشكيل عوامل سرطانزايي مثل تري ها لومتانها و كلرامين ها و .... از عوارض خطرناك كلر است .

از آنجائيكه كلر در آب سريعا" با مواد معدني از قبيل آهن ، منگنز ، نيتريت ها و سولفيد هيدروژن و مواد آلي ( غير از آمين ها) واكنش ميدهد . با احياء شدن به يون كلريد ، اتم كلر خاصيت اكسيد كنندگي خود را بعنوان ضدعفوني كننده از دست ميدهد. (منبع علمي : تحقيق فاطمي سال 2000 ميلادي )

عليرغم مصرف گسترده كلر جهت ضدعفوني آب آشاميدني ، شيوع بيماريهاي با منشاء آب مكررا" اتفاق مي افتد اين شيوع در كشورهاي صنعتي كه كلر زني آب آشاميدني اغلب تحت قوانين خاصي بصورت استاندارد انجام مي گيرد هم روي ميدهد. (مثل شيوع توكسوپلاسموزيس در ويكتورياي كانادا در سال 95/1994 )

لذا باتوجه به اين مسائل ، امروزه محققين دنبال يك ضدعفوني كننده موثر با حداقل عوارض جانبي هستند كه بتوانند جايگزين كلر در ضدعفوني آب آشاميدني نمايند. با مرور مقالات به روز مربوط به آب آشاميدني متوجه مي شويم كه يكي از اين ضدعفوني كننده ها تركيب پراكسيد هيدروژن با نقره است بطوريكه اين تركيب در تعدادي از كشورها از جمله آلمان ، سوئيس ، استراليا جهت ضدعفوني آب آشاميدني به ثبت رسيده است .

اثرات مضر بيوفيلم ها در آب آشاميدني :

تشكيل بيوفيلم ها در سيستم هاي توزيعي آب آشاميدني منجر به كاهش سرعت جريان آب و ميزان ظرفيت آب در حال عبور ، بستن لوله ها ، افزايش انرژي مصرفي و كاهش در ميزان تاثير و كارايي عمليات دارد . از طرفي ديگر منبع رشدوتكثير ميكروارگانيسم ها در داخل آب مي باشد. توسعه بيوفيلم در اين سيستم و عوارض آن عمدتا" از وجود مواد مغذي جزئي در آب ، ناشي مي شود كه حتي مقادير بالاي باقيمانده كلر نيز ممكن است نتواند از تشكيل بيوفيلم جلوگيري نمايد. از طرفي ديگر تشكيل بيوفيلم در لوله ها ، باعث پوسيدگي و خوردگي لوله ها ميگردد كه به مرور زمان لوله ها سوراخ ميگردد. در سيستم هاي فيلتراسيون ، تشكيل بيوفيلم عمدتا" و به ميزان زيادي قابليت تراوايي غشاء ها را كاهش ميدهد. فعاليت ميكروبي در بيوفيلم ها ، بويژه توسط باكتريهاي احياء كننده سولفات يا باكتريهاي مولد اسيد باعث خوردگي سطوح فلزي ميگردد.

نانوسيل (پراكسيد هيدروژن + نقره) علاوه برخاصيت ضدعفوني كنندگي اش، باعث پاك شدن واز بين رفتن لايه هاي ميكروبي بيوفيلمها هم ميگردد. تركيبات كلر ضدعفوني كننده هستند ولي فاقد اثر پاك كنندگي مي باشند و فقط باكتريهاي شناور در داخل آب را حذف مي كنند و آلودگيهاي چسبيده به ديواره لوله ها را از بين نمي برند و اين بدان معني است كه با ضدعفوني سيستم هاي آب آشاميدني با كلر ، آلودگي باقي مي ماند و حذف نمي شوند و با باقي ماندن آلودگيها ، باكتريها فرصت تكثير و آلودگي مجدد آب را خواهند داشت اما نانوسيل تمام آلودگي ها اعم از داخل آب و بيوفيلم موجود در ديواره لوله ها را از بين مي برد . لذا باكتريها هيچ شانسي براي بقاء و تكثير ندارند. در حقيقت نانوسيل از آلودگي مجدد (Recontamination) هم جلوگيري مي كند.

لذا در حال حاضر ، نانوسيل بعنوان يك ضدعفوني كننده و از بين برنده لايه ميكروبي مقاوم داخل لوله ها و حذف كننده آلودگي ها در سيستم هاي آب است و كانديداي ايده آل و مناسب جهت جلوگيري از زيانهاي وارد به صنايع مختلف توسط بيوفيلم مي باشد.

اثرات ضد ميكروبي نانوسيل براساس نتايج آزمايشات جهت تعيين اثرات ضدقارچي و ضدباكتريايي نانوسيل غلظت هاي 40 ppm تا 75 ppm براي استريليزاسيون آب موثرند ، غلظت 20 ppm در كاهش تعداد ارگانيسم ها موثر بوده اما طيف اثر آن نسبتا" پايين است . بنابراين غلظت 20ppm ، فقط زماني استفاده مي گردد كه نانوسيل بمدت طولاني استفاده گردد.

نانوسيل ضدعفوني كننده اي منحصر بفرد براي ضدعفوني آب آشاميدني است . نانوسيل بدون هيچگونه عوارض جانبي براي اصلاح كيفيت آب آشاميدني بكار ميرود.

ضدعفوني آب تانكهاي ذخيره و منبع هاي آب با نانوسيل

با توجه به اينكه اثر ضدعفوني كنندگي نانوسيل بمدت زيادي در تانك ها و منبع هاي آب باقي مي ماند . . نانوسيل موثرترين و اقتصادي ترين و سالمترين ضدعفوني كننده براي اين منظور مي باشد . طبق تحقيقات انجام شده ، پراكسيد هيدروژن موجود در نانوسيل به مدت 18-14 روز پايدار است و از روز بيستم كاملا" تجزيه ميگردد. ولي اثر باكتريوستاتيكي نانوسيل تا روز 28 ( بعلت عمل باكتريوستاتيكي نقره) باقي مي ماند . (DEST 103/en)

اصلاح آبهاي معدني با نانوسيل

بالا بودن نيتريت از 1 mg/L نشانگر آلودگي آب است چرا كه باعث بيماري مت هموگلوبنيميا مي شود و از طرف ديگر باعث تشكيل عوامل سرطانزاي نيتروزآمين ها ميگردد. معمولا" در هنگام پركردن بطريها با آب معدني نيتريت وجود ندارد اما با فعاليت باكتريهاي نيتريفيه ، از تركيبات آمونيوم ، ( در هنگام ذخيره آب معدني ) نيتريت ساخته ميشود. نانوسيل ماده سالم است كه جهت جلوگيري از نيتريفيكاسيون در آبهاي معدني بسيار موثر است . پاك سازي و ضدعفوني بطريها و كانتينرها و خطوط پركننده ، قبل از شروع به پر كردن بطريها با آب معدني از اهميت خاصي برخوردار است و بايستي توليدكنندگان آبهاي معدني به اين موضوع توجه كنند.

مقدار مصرف نانوسيل

براي ضدعفوني آبهاي آشاميدني چشمه ها ، چاه ها ، منابع مختلف آب و ... با دز 3ppm تا 30ppm استفاده ميشود. كه زمان مورد لزوم جهت ضدعفوني آب آشاميدني بسته به ميزان آلودگي از 30 دقيقه تا يكساعت متغير است . دز توصيه شده در اينخصوص مورد تائيد سازمان بهداشت جهاني (WHO) بوده كه مقدار نقره موجود در آب ضدعفوني شده در اين روش 12 برابر كمتر از حد تعيين شده توسط سازمان بهداشت جهاني و 20 برابر كمتر از استانداردهاي كشورهاي اروپائي و امريكا مي باشد. جهت ضدعفوني سطوح مربوط به لوله ها و .... از دز 30ppm تا 80ppm استفاده شود.