بررسي ميزان سميت پركلرواتيلن و محصولات مياني حاصل از اكسيداسيون پيشرفته به روش زيست آزموني توسط دافنيا مگنا

Toxicity Assessment of Perchloroethylene and Intermediate Products after Advanced Oxidation Process by Daphnia Magna Bioassay

زمینه و هدف: پركلرواتیلن یك هیدروكربن كلرینه است كه به عنوان حلال دارای مصارف متعددی است. لذا این مطالعه با هدف تعیین اثرات اكولوژیكی و سمیت پركلرواتیلن قبل و بعد از فرایندهای اكسیداسیون پیشرفته استفاده شده جهت حذف پركلرواتیلن، (فرایند اولتراسونیك، تابش فرابنفش و پراكسید هیدروژن)، به وسیله آزمایشات زیست آزمونی توسط دافنیا مگنا انجام شد. روش بررسی: با توجه به حساسیت دافنیا و گزارش‌های موجود در مورد اینكه دافنیا مگنا حساس‌ترین آبزی بی‌مهره به تركیبات آلی مختلف است، سمیت پركلرواتیلن و محصولات حاصل از تخریب پركلرواتیلن در فرایندهای مختلف توسط دافنیا انجام شد. میزان غلظت كشنده 50 درصد(LC50) و واحد سمیت (Tu) تعیین شدند. جهت تعیین سمیت پركلرواتیلن ابتدا محلول مادر آن با غلظت mg/L 100 تهیه شد، پس از آن 9 نمونه كه هریك به ترتیب حاوی 0(بلانك)، 5 ، 10، 20‌، 30، 40 ، 50 ، 75 و 100 درصد حجمی از محلول مادر اولیه بودند جهت استفاده در مراحل بعدی تهیه گردید. جهت تعیین سمیت محصولات حاصل از تجزیه پركلرواتیلن توسط فرایندهای اولتراسونیك، فتولیز، فتولیز به همراه پراكسید هیدروژن و فتوسونیك‌، نمونه‌های اولیه جهت آزمایشات‌، از محلول خروجی هریك از راكتورها كه غلظت اولیه پركلرواتیلن آنها mg/L 100 بود، تهیه گردید. كلیه آزمایشات در آزمایشگاه میكروبیولوژی دانشكده بهداشت‌، دانشگاه علوم پزشكی تهران انجام گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد كه LC50 24 ساعته پركلرواتیلن بر روی دافنیا مگنا برابر با mg/L 35/51 است.LC50 48 ساعته، 72 ساعته و 96 ساعته پركلرواتیلن نیز به ترتیب برابر 28/058، 21/033 وmg/L 19/27 بود. میزان سمیت در فرایندهای اكسیداسیون به كاربرده شده جهت تجزیه پركلرواتیلن كاهش ‌یافت. نتیجه‌گیری: میزان سمیت در فرایندهای هیبریدی(كاربرد چند روش اكسیداسیون با هم) كمتر از فرایندهایی با یك روش اكسیداسیون (مثلا اولتراسونیك به تنهایی) بود. توالی كاهش سمیت در مورد تمام دوره زمانی مشابه بود. لذا فرضیه كاهش سمیت محصولات حاصل از تجزیه پركلرواتیلن بعد از انجام فرایندهای ذكر شده قابل قبول است. لازم به ذكر است اگرچه در محلول خروجی از فرایندهای مختلف اكسیداسیون شیمیایی تركیبات بینابینی مختلفی وجود دارد ولی سمیت آنها كمتر از سمیت اولیه پركلرواتیلن است علت این امر ممكن است جزیی بودن غلظت محصولات بینابینی باشد كه باعث كاهش مقدار سمیت می‌شود.

Background and objective: Perchloroethylene is a chlorinated hydrocarbon used as a solvent in many industries and services activities such as dry cleaning and auto industry as degreasing. We carried out a bioassay using Daphnia Magna in order to determine the ecological effects of wastewater treatment through applying advanced oxidation processes (ultrasonic, ultraviolet irradiation and hydrogen peroxide processes) for removal of perchloroethylene. Materials and Methods: Due to the sensitivity of Daphnia and reports indicating this species is the most sensitive aquatic invertebrate to a variety of organic compounds, toxicity of perchloroethylene and its intermediate degradation products during applying different processes was tested using Daphnia. Lethal concentration (LC50) and toxic units (TU) were determined. In to determine toxicity of perchloroethylene, its stock solution was prepared at a concentration of 100 mg/L. Then, nine samples each containing 0 (control), 5, 10, 20, 30, 40, 50, 75, and 100% by volume of the primary stock solution were prepared. To determine the toxicity of the intermediate products of perchloroethylene by ultrasonic, photolysis, photolysis with hydrogen peroxide and photosonic processes, an initial concentration of perchloroethylene for each reactor (100 mg/L) was taken. All experiments were carried out at the Laboratory of Microbiology, Faculty of Health, Tehran University of Medical Sciences, Iran. Results: It was found that the 24 h LC50 for perchloroethylene on Daphnia Magna was 35.51 mg /L. The 48 h, 72 h and 96 h LC50 of perchloroethylene were 28.058, 21.033, and 19.27 mg/L respectively. Toxicity of perchloroethylene was decreased after oxidation processes. Conclusion: The toxicity after hybrid processes was lower than the single processes. The toxicity reduction was the same during all time period. Hence, the hypothesis of reducing toxicity of the intermediate products of perchloroethylene degradation after the abovementioned processes is acceptable. It is noteworthy that although there are different intermediate compounds in the effluent of various chemical oxidation processes, , but they are less toxic compared with the original perchloroethylene this may be due to the partially concentration of intermediate products that will decrease toxicity.