مطالعه سمیت فنل و محصولات میانی حاصل از اکسیداسیون پیشرفته آن با استفاده از دافنیا مگنا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کردستان

2 استادیار دانشکده بهداشت و مرکز تحقیقات محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی تهران

3 دانشیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران

چکیده

فنل یکی از ترکیبات معمول در فاضلاب صنایع مختلفی همچون تصفیه نفت و پتروشیمی، تولید آفت‌کشها، رنگ و نقاشی، تولید مواد شیمیایی آلی، تهیه پلاستیک و رزین و غیره است. آلوده شدن منابع آب به فنل یک مشکل جدی و تهدیدی برای سلامتی انسان، به دلیل سمیت بالای فنل محسوب می‌شود. در این مطالعه سمیت فنل و محصولات حاصل از تجزیه آن توسط روشهای سونوشیمیایی، فتوشیمیایی و فتوسونوشیمیایی بررسی شده است. آزمایش‌های زیست آزمونی با استفاده از نشانگر زیستی دافنیا مگنا، آزمایش‌های سونوشیمیایی با استفاده از یک دستگاه  مولد امواج فراصوت (500 وات) در دو فرکانس 35 و 130 کیلو هرتز، و آزمایش‌های فتوشیمیایی توسط یک لامپ 400 وات از نوع بخار جیوه با فشار متوسط انجام شد. غلظت فنل در تمام آزمایش‌ها، 100 میلی گرم در لیتر بود. نتایج آزمایش‌های زیست آزمونی نشان داد که دافنیا مگنا متأثر از سمیت فنل می‌باشد. مقایسه سمیت فنل با سمیت محصولات ناشی از تجزیه فنل توسط فرایندهای مورد مطالعه نشان داد که سمیت برای محلول خروجی از راکتور فتوسونولیز کمتر از سمیت به دست آمده برای فنل و محلولهای خروجی از راکتورهای سونولیز و فتولیز است. بنابراین براساس آزمون سمیت حاد توسط دافنیا مگنا، فرایندهای فتوسونولیز و فتولیز قادر هستند که سمیت محصولات حاصل از تجزیه فنل را کاهش دهند و لذا امکان استفاده از فرایندهای فتوسونولیز و فتولیز به عنوان یک گزینه برای تصفیه فاضلابهای حاوی ترکیبات فنلی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Bioassay of Phenol and its Intermediate Products Using Daphnia magna

نویسندگان [English]

  • Afshin Maleki 1
  • Amir Hossein Mahvi 2
  • Kazem Naddafi 3
1 . Assist. Prof., Faculty of Health, Kurdistan University of Medical Sciences
2 Assist. Prof., Department of Public Health and Environmental Research Center, Tehran University of Medical Sciences
3 Assoc. Prof., Department of Public Health, Tehran University of Medical Sciences
چکیده [English]

Phenol is one of the most common compounds found in many industrial effluents such as petroleum refining and petrochemicals, pharmaceuticals, pesticides, paint and dye industries, organic chemicals manufacturing, etc. The contamination of bodies of water with phenol is a serious problem in terms of environmental considerations due to its high toxicity. In this study, toxicity of phenol and its degradation mixtures by sonochemical, photochemical, and photosonochemical processes were investigated. Toxicity assay tests were carried out using Daphnia magna as a bio-indicator. The sonochemical and photochemical experiments were carried out using a bath sonicator (500 W) working at 35 and 130 kHz frequencies and with a 400 W medium pressure mercury lamp, respectively. Experiments were performed at initial concentrations of 100 mg L-1. Bioassay tests showed that phenol was toxic to D.magna and so resulted in quite low LC50 values. Comparison of toxicity units (TU) between phenol and effluent toxicity showed that TU value for photosonochemical effluent was lower than that obtained for phenol, photochemical effluent, and sonochemical effluent. It was found that the toxicity unit of photochemical effluent was lower than that obtained for sonochemical effluent. According to the D.magna acute toxicity test, it is concluded that photosonolysis and photolysis are capable of decreasing the toxicity of by-products formed during the degradation of phenol aqueous solutions. Photosonic and photolytic processes can, therefore, be recommended as a potential approach to the treatment of phenolic wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioassay
  • Sonochemistry
  • Photochemistry
  • Phenol
  • D. magna
1- Sawyer, C. N., McCarty, P. L., and Parkin, G. E. (2000). Chemistry for environmental engineering, 4th Ed., Tata McGraw-Hill, New Delhi.

2- Nemerow, N. L. (1991). Industrial and hazardous waste treatment, 2nd Ed., Van Nostrand Reinhol,
New York.

3- Blinova, I. (2000). “Use of bioassay for toxicity assessment of polluted water.” Proc., Symposium dedicated to the 40th Anniversary of Institute of Environmental Engineering at Tallinn Technology University, Tallinn, 149-154.

4- Villegas-Navarro, A., Gonzalez, M.C. R., Lopez, E. R., Aguilar, R. D., and Marcal, W. S. (1999). “Evaluation of daphnia magna as an indicator of toxicity and treatment efficacy of textile wastewaters.” Environ. Int., 25(5), 619-624.

5- Jin, H., Yang, X., Yin, D., and Yu, H. (1999). “A case study on identifying the toxicant in effluent discharged from a chemical plant.” Mar. Pollut. Bull., 39(1-12), 122-125.

6- Cairns, J., Buikema, A. L., Heath, A. G., and Parker, B. C. (1978). “Effects of temperature on aquatic organism sensitivity to selected chemicals.” Bulletin 106, A publication of Virginia Water Resources Research Center, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia 24060.

7- Guerra, R. (2001). “Ecotoxicological and chemical evaluation of phenolic compounds in industrial effluents.” Chemosphere, 44, 1737-1747.

8- Minister of Public Works and Government Services Canadian. (2000). Priority substances list assessment report: Phenol, Environmental Protection Act, Environment Health Canada.

9- APHA, AWWA, and WEF. (1995). Standard methods for the examination of water and wastewater, 19th Ed., Washington, D.C.

10- Munzinger, A., and Monicelli, F. (1994). “A comparison of the sensivity of three daphnia magna populations under chronic heavy metal stress.” Ecotox. Environ. Safe., 22(1), 435-440.

11- Lavens, P., and Sorgeloos, P. (1996). Manual on the protection and use of live food for acuacultrue, FAO Fisheries Technical Paper, 361.

12- U.S. Environmental Protection Agency. (2002). Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms, 5th Ed., EPA-821-R-02-012.

13- Wu, C., Liu, X., Wei, D., Fan, J., and Wang, L. (2001). “Photosonochemical degradation of phenol in water.” Water, Res., 35(16), 3927-3933.

14- Warrington, P. (2002). Ambient working water quality guidelines for phenols, water, air and climate change branch, Ministry of Water, Land and Air Protection, British Colombia, Canada.

15- Sollmann, T. (2005). “Correlation of the aquarium goldfish toxicities of some phenols, quinones, and other benzene derivatves with their inhibition of autooxidative reactions.” J. Gen. Physiol., 32, 671-679.