شوینده‌ها و محیط زیست

چکیده

رشد فزایندة جمعیت جهان، مشکلات عمده‌ای را در ارتباط با پاکیزه نگاه داشتن زمین ایجاد کرده است. نگرانی دربارة تأمین بهداشت و رفع آلودگی‌های ناشی از صنعت که سرنوشت و حیات زمین را به مخاطره خواهند افکند برنامه‌ریزیهای جدی را برای تغییر و بهبود شرایط زندگی طلب می‌کند.

در سالهای اخیر با پیدایش بیماریهایی مانند ایدز و انواع هپاتیت‌ها و همچنین بازگشت بیماریهای عفونی فراموش شده‌ای مانند سل و تداخل آن با ویروس ایدز، اهمیت مصرف محصولات بهداشتی بیش از بیش مشخص شده است. به طوری که تحولات عمده‌‌ای در نحوه تولید و مصرف فرآورده‌های شوینده بهداشتی پدید آمده است.

گسترش بیش از حد صنایع صابون و شوینده‌ها در جهان علیرغم دارا بودن جنبه‌های مثبت فراوان آلودگی‌های نوینی را به محیط زیست وارد کرد و توجه مسئولان محیط زیست کشورها را به خود جلب نمود.

ورود شوینده‌ها به فاضلاب به لحاظ بروز مسائل و عوارض متعدد چون پدیده مغذی شدن و تجزیه ناپذیری گروه سخت شوینده‌‌ها و ایجاد کف و ... سبب آلودگی منابع آبی و محیط زیست می‌شود.

* عهده دار مکاتیات

در این مقاله ترکیب شیمیایی شوینده‌ها، مشکلات زیست‌محیطی ناشی از شوینده‌ها و تأثیرات فسفات در محیط زیست و راهکارهای مقابله با این مشکلات نظیر انتخاب مواد اولیه مناسب، تهیه محصولاتی با کارایی بیشتر، کاهش مواد پرکننده، تجزیه‌پذیری شوینده‌ها و تولید محصولات شوینده کنسانتره بررسی و پیشنهادهایی به منظور کاهش اثرات مخرب شوینده‌ها در محیط زیست ارائه شده است.

مقدمه

آشنایی با صابون به عنوان اولین پاک کننده به قرنها پیش برمی گردد، ولی رشد جمعیت و توجه انسان به بهداشت موجب شد که تولید صابون با منشأ طبیعی جوابگوی مصرف نباشد. در نتیجه از اوایل قرن نوزدهم میلادی مواد شوینده مصنوعی به نام دترجنت وارد بازار شد ]1[. استفاده از دترجنتها پس از جنگ جهانی دوم گسترش یافت.

به ترکیباتی که علاوه بر انحلال و پخش در‌ آب قدرت پاک کنندگی آن را افزایش ‌دهند دترجنت گفته می‌شود. انواع طبیعی پاک کننده‌ها مثل صابون، گل سرشور و غیره از زمانهای قدیم مورد استفاده قرار گرفته‌اند ولی آنچه که امروز به نام دترجنت مصرف می‌شود سنتیک (تولید شده به صورت مصنوعی) می‌باشد. ورود این مواد در زندگی انسان به سرعت باعث کاهش کاربرد انواع طبیعی پاک کننده‌ها شده است ]2[.

کف کردن صابونها در آبی که املاح کلسیم و پتاسیم داشته باشد به تأخیر می‌افتد در نتیجه این املاح باعث کاهش قدرت پاک کنندگی می‌شوند. در حالی که این مشکل به علت فرمول خاص دترجنتها تا حدود زیادی برطرف شده است ]3[.

اجزای شیمیایی یک پاک کننده به طور کلی به سه دسته عمومی طبقه‌بندی می‌شود:

سورفاکتانتها (مواد فعال سطحی یا مواد مؤثر)

سازنده‌ها (پرکننده‌ها)

مواد متفرقه

سورفاکتانت‌ها به عنوان عامل خیس کننده عمل کرده کشش سطحی آب را کم می‌کنند در نتیجه آب بهتر وارد بافت الیاف می‌گردد. این مواد همچنین ذرات کثیف و آب را به یکدیگر اتصال می‌دهند.

سازنده‌ها نقش اصلی در پاک کننده‌ها دارند و عامل جدا کنندگی هستند. سازنده‌ها، یون‌های منیزیم و کلسیم موجود در آب سخت را به شکل یون‌های بزرگ محلول در آب درمی‌آورند ]4[. مواد سازنده خاصیت قلیایی در آب ایجاد می‌کنند و مانع از نشست مجدد لکه‌ها می‌شوند. امروزه بیشترین سازنده‌های متداول مورد استفاده، پلی‌فسفات‌ها هستند ]4 و 7[.

پاک کننده‌ها دارای مواد دیگر مختلفی از قبیل براق کننده‌ها، عطرها، عوامل ضد خوردگی، آنزیم‌ها، نرم‌کننده‌ها، خوشبو کننده‌ها و مات کننده‌ها هستند ]7[.

دترجنتها اصولاً ترکیبات آلی زنجیره‌ای کربن‌دار هستند که دارای 2 قطب هیدروفیل و لیپوفیل می‌باشند. قطب هیدروفیل، آب دوست و قطب لیپوفیل، چربی دوست می‌باشد.

بر اساس خصوصیات قطب هیدروفیل دترجنتها به 3 گروه تقسیم می‌شوند ]3[:

1- دترجنتهای آنیونی: این ترکیبات در اثر یونیزاسیون در محیط آبی به یونهای منفی که در آن R یک زنجیر کربنی طولانی الکیلی و یک یون مثبت که اغلب سدیم است تفکیک می شوند. بیشترین دترجنت مصرفی در منازل و مصارف عمومی در این گروه قرار دارد ]3[.

2- دترجنتهای کاتیونی: این دترجنتها در اثر یونیزاسیون به یونهای مثبت گروه آمونیومی که دافع آب است و گروه یون‌های منفی جاذب آب تبدیل می‌شود و دارای قدرت زیاد باکتری کشی می‌باشند ]3[.

3- دترجنتهای خنثی: این پاک کننده‌ها از ترکیب چند شاخه اتیلن بر روی یک ریشه‌ای که دافع آب است حاصل می‌شود و بهترین مثال از آنها پلی‌گلیکول اتوالکیل فنل است که قدرت پاک کنندگی شدیدی دارد ]4[.

شوینده‌ها بر اساس مواد فعال سطحی به دو دسته سخت و نرم تقسیم می‌شوند که شوینده‌های نرم شامل LABS یا الکیل بنزن سولفونات خطی هستند که تجزیه پذیر می‌باشد. شوینده‌های سخت که شامل ABS یا الکیل بنزن سولفونات شاخه‌ای می‌باشند از این گروه می‌توان به مشهورترین عامل دودسیل بنزن سولفونات سدیم اشاره کردکه‌به دلیل داشتن شاخة فرعی در محیط زیست تجزیه نمی‌شود و سبب آلودگی محیط زیست می‌گردد ]4 و 9[.

در کشورهای پیشرفته با ارتقاء بهداشت و پاکیزه‌تر شدن محیط زندگی، بدون تردید مصرف پاک کننده‌ها افزایش یافته و لزوماً با رعایت جنبه‌های اقتصادی همراه شده است ]5[. برای ترسیم آینده‌ای که حتی‌الامکان کمتر دچار خطا و اشتباه باشد نگرشی بر روند تولید محصولات، تغییرات فرمولاسیون و مصرف مواد اولیه مختلف در سطح جهان ضروری است ]8[. به طور کلی در کشورهای پیشرفته وضعیت شوینده‌ها متأثر از تغییراتی در فرمولاسیون محصولات بوده است مثل تمایل به تولید محصولات عاری از فسفات و یا تمایل به ساخت پودرهای سنگین و غیره ]5[.

اثرات زیست‌محیطی شوینده‌ها و راهکارهای مقابله با آنها

سالهای زیادی است که صنایع صابون و دترجنت به دلیل ایجاد آلودگی‌هایی در آب مانند آلودگی کف و مغذی شدن توجه مسئولان محیط ‌زیست را به خود جلب نموده است. دترجنتها پس از مصرف به همراه پساب به دریاچه‌ها یا رودخانه‌ها ریخته می‌شوند و بر روی محیط‌زیست تأثیر مخرب می‌گذارند. آلودگی محیط زیست ناشی از مصرف دترجنتها بیشتر از نظر دو عامل قابل بررسی است.

اثر مواد مؤثر موجود در دترجنت.

اثر مواد پر کننده موجود در دترجنت.

آثار سوء حیاتی شوینده‌ها بر محیط زیست عبارتند از:

تجمع کف بر روی آبهای سطحی و جلوگیری از عمل اکسیژن‌گیری آب

تولید بو و طعم نامطبوع در آب

اثرات سمی بر موجودات زنده مانند انسان، موجودات آبی و گیاهان

تخریب و انهدام اکوسیستم

حذف و کاهش مواد معلق آب در حضور شوینده‌ها به صورت دلخواه

مقدور نیست.