منابع مقاله با موضوع ترکیبات، می‌باشد.، بیوساید

باکتری‌ها و جلبک‌ها به برج‌های خنک کننده، این میکروارگانیسم‌ها بهترین محل را برای زندگی خود انتخاب می‌کنند. جلبک‌ها زندگی بر روی دیواره‌ی برج‌های خنک کننده را که در معرض تابش آفتاب می‌باشد را انتخاب نموده، در حالی که قارچ‌ها و باکتری‌ها همراه با ناخالصی‌های موجود در آب به سطح چسبیده و تجمع لجنی میکروارگانیسم‌ها را سبب می شوند، که در صورت عدم کنترل، مجموعه‌ی آنها رشد یافته، سبب کاهش انتقال حرارت و راندمان مبدل‌های حرارتی می‌گردند. افزایش رسوب میکروارگانیسم‌ها سبب گرفتگی مسیر آب مبدل‌های حرارتی می‌شود و همچنین باعث جذب انرژی حرکتی در این سیستم‌ها نیز می‌شود. به این فرایندها تخریب زیستی گفته می‌شود(89).
1-22- مراحل ایجاد تخریب زیستی در سیستم برج‌های خنک کننده
1- اتصال مواد آلی موجود در آب به سطح دیواره‌ی برج خنک کننده
2- جذب میکروارگانیسم‌های موجود در آب به این سطح
3- اتصال میکروارگانیسم‌های دیگر به این سطح و میکروارگانیسم‌های متصل شده
4- تکثیر این میکروارگانیسم‌ها و ازدیاد جمعیت آنها
5- افزایش ضخامت این لایه‌ها
6- رسوب مواد دیگر روی این لایه‌ها
7- ایجاد تخریب زیستی
1-23- بیوسایدها
یک نمونه از تیمار شیمیایی به کار برده شده برای جلوگیری و کنترل تشکیل بیوفیلم و عواقب ناشی از آن استفاده از بیوسایدها می‌باشد. بیوسایدها مواد خالص یا ترکیبات مخلوطی هستند که قادرند میکروارگانیسم‌ها را بکشند یا رشد آنها را مهار کنند. ترکیبات بیوسایدی می‌توانند معدنی مثل کلرین46 ، ازون، برومین47 و غیره یا آلی شامل ایزوتیازولون‌ها48 ، ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیتی49 ، آلدئیدها مثل گلوتارآلدئید، آکرولین‌ها و غیره باشند.
یک بیوساید که برای ضد عفونی کردن هر سیستم به کار می‌رود باید کشنده‌ی باکتری، قارچ و جلبک باشد. بنابراین، نیازمند کاربرد ترکیباتی با طیف وسیع می‌باشد.
یک ترکیب شیمیایی می‌تواند باکتری کش باشد اما الزاماً خصوصیات کشندگی علیه قارچ‌ها و جلبک‌ها را نداشته باشد. حتی ترکیبی که علیه گروه مشخصی از باکتری‌ها و قارچ‌ها فعالیت دارد علیه گروه‌های دیگر مؤثر نیست.
کارآیی یا بازده‌ یک بیوساید وابسته به نوع میکروارگانیسمی که باید حذف شود و شرایط راه‌اندازی سیستم مورد نظر دارد. بنابراین پیشنهاد می‌شود که یک دوره‌ی آزمایشی تحت شرایط آزمایشگاهی برای تعیین دوز بهینه‌ی بیوساید انجام شود.
خصوصیات مورد نیاز برای یک بیوساید صنعتی در جدول زیر نشان داده شده‌اند. در بخش بعدی از این فصل به بررسی بیوسایدهایی که بیشتر برای کنترل میکروبیولوژیکی آب سیستم‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند پرداخته می شود(51، 89).
1-23-1- خصوصیات اصلی یک بیوساید
1- اثر انتخابی
2- توانایی ابقاء فعالیت مهاری خود در حضور دیگر ترکیبات و تحت شرایط سیستم مورد نظر
3- عدم فعالیت خورندگی
4- قابلیت تجزیه به صورت زیستی
5- سمیت پایین آن
1-23-2- بیوسایدهای اکسید کننده
بیوسایدهای اکسید کننده‌ی رایج شامل کلرین، برومین، ازون و هیدروژن پراکسید می‌باشند.
در هنگام استفاده از بیوسایدهای اکسید کننده، اثرات منفی این بیوسایدها هم باید مد نظر قرار بگیرد. این اثرات منفی عبارتند از:
1) واکنش(میان کنش) با دیگر مواد شیمیایی مورد استفاده در تیمار آب
2) پتانسیل ایجاد خوردگی در فلزات
3) اثر روی مواد و ساختارهای غیر فلزی(پلاستیک، چوب )
این اثرات منفی باید به طور دقیق در مورد هر بیوساید اکسید کننده با توجه به قدرت اکسید کنندگی بیوساید، دوز آن و نوع تیمار(پیوسته یا به طور متناوب) مد نظر قرار بگیرد.
1-23-2-1- کلرین
کلرین بیشتر به صورت فرم گازی مصرف می‌شود که به اسید هیپوکلرو50 و اسید هیدروکلریک هیدرولیز می‌شود.
Cl2 + H2O ?HOCl + HCl
اسید هیپوکلرو گونه‌ی فعال می‌باشد و فعالیت آن وابسته به pH می‌باشد.
HOCl ? H+ + OCl-
در 5/7=pH غلظت اسید هیپوکلرو و یون‌های آن برابر می‌باشند. در pH های قلیایی، تعادل به سمت حالت‌های یونی تغییر وضعیت می‌دهد. در 5/9=pH تمام کلرین به یون‌های هیپوکلرو تبدیل می‌شود که این یون‌ها فعالیت بیوسایدی کمی دارند.
بر اساس حساسیت به pH، دامنه‌ی pH برابر 5/6 تا 5/7 یک pH مناسب برای عمل این بیوساید می‌باشد.
در pH های پایین‌تر، این اسید خاصیت خورندگی دارد.
کلرین علی‌رغم این که غلظت مؤثر آن برای نفوذ به طور قابل ملاحظه‌ای توسط بیوفیلم کاهش می‌یابد، یک عامل ضد باکتریایی و ضد جلبک عالی می‌باشد.
سنجش انجام شده توسط میکروالکترودها نشان داده است که غلظت کلرین درون بیوفیلم فقط 20% غلظت آن در مایع اطراف بیوفیلم می‌باشد. این یافته می‌تواند کاهش کارآیی فعالیت بیوسایدی کلرین را هنگامی که روی بیوفیلم‌هایی با جمعیت‌های متفاوت میکروبی استفاده می‌شود را توضیح بدهد.
منابع دیگر کلرین، نمک‌های اسید هیپوکلریک مثل سدیم هیپوکلریت51 یا کلسیم هیپوکلریت52 می‌باشند. عمل اینها مشابه با فرم گازی کلرین می‌باشد. کلرین دی‌اکساید53 هم می‌تواند به صورت گازی مصرف شود اما نمی‌تواند تشکیل اسید هیپوکلریک بدهد. این بیوساید می‌تواند در سیستم‌های آب خنک کننده که دارای ناخالصی‌هایی مثل آمونیاک یا فنل هستند، استفاده شود. تحت این شرایط، کلرین دی‌اکساید ارزش و فایده‌ی مورد قبولی نسبت به دوزهای کلرین دارد؛ به دلیل این که میزان کمی از ClO2 توسط این ناخالصی‌ها مصرف می‌شود(49، 51، 89).
1-23-2-2- بروماین و مشتقات آن
ترکیبات بروم‌دار تولید اسید هیپوبرومو54 می‌کنند. فعالیت بیوسایدی ترکیبات بروم‌دار نسبت به کلرین در یک دامنه‌ی pH وسیع می‌باشد. در 5/7=pH حدود 90% از اسید هیپوبرومو موجود است(فقط 50% در مورد اسید هیپوکلرو می‌باشد). میزان اسید هیپوبرومو هنگامی که pH به 7/8 می‌رسد حدود 50% می‌باشد(در مورد اسید هیپوکلرو 10% صادق است). علاوه بر این، یک فعالیت بیوسایدی بهتر در 5/7 pH دارد. روش عمومی کاربردی ترکیبات بروم‌دار شامل استفاده از هیدانتوئین‌های بروم‌دار جامد می‌باشد. کارآیی بیوسایدی این ترکیبات علیه باکتری‌های پلانکتونیک و بیوفیلم با استفاده از برومو-کلرو-دی‌متیل هیدانتوئین تست شده است. این ترکیب در غلظت‌های پایین یک اثر بسیار خوب روی باکتری‌های پلانکتونیک و بیوفیلم دارد. بر خلاف کلرین، این ترکیب تحت تأثیر آمونیاک قرار نمی‌گیرد. در حقیقت، فعالیت بیوسایدی هیدانتوئین در حضور آمونیاک افزایش می‌یابد(89).
1-23-2-3- اوزون
در سال‌های اخیر، جنبه‌های محیطی مورد استفاده از یک بیوساید بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. به همین دلیل استفاده از ازون نسبت به دیگر بیوسایدها دارای مزایایی است که در زیر به آنها اشاره می‌شود:
1- قدرت اکسید کنندگی آن که این بیوساید را به طور زیادی علیه اکثر باکتری‌های موجود در سیستم‌های صنعتی حتی بیوفیلم‌ها مؤثر می‌سازد.
2- استفاده از غلظت پایین آن در سیستم‌های صنعتی
3- فعالیت بسیار کم آن علیه سطح فلزات که این مورد از نقطه نظر خوردگی بسیار با اهمیت می‌باشد.
4- داشتن خصوصیات ضد فلسی آن
عموماً دامنه‌ی غلظت آن بین mg/l 05/0-01/0 برای جلوگیری از تشکیل بیوفیلم بسیار مناسب است. با توجه به خصوصیات بالا و غلظت و قیمت مناسب، استفاده از این بیوساید بسیار با ارزش به نظر می‌رسد(51، 89).
1-23-2-4- پراکسید هیدروژن
این ترکیب نسبتاً پایدار و اقتصادی است. علاوه براین، این ترکیب به عنوان یک پایه‌ی اصلی در بسیاری از محصولات دارویی(مثل ضد عفونی کننده‌های پوست) در غلظت‌های بالای ppm 30000 مورد استفاده قرار می‌گیرد. در کاربرد، هنگامی که آب به مدت زیادی در تماس با سطح فلزات است از پراکسید با غلظت 50 و ppm 100 به عنوان عامل مناسب مهار رشد میکروب‌ها در سیستم استفاده می‌شود(83).
1-23-3- بیوسایدهای غیر اکسید کننده
این بیوسایدها می‌توانند نسبت به بیوسایدهای اکسید کننده به خاطر کنترل خوب باکتری‌ها، جلبک‌ها و قارچ‌ها بسیار مؤثرتر ‌باشند. علاوه بر این، این نوع از بیوسایدها مقاومت زیادی نسبت به pH دارند. به علاوه، یک ترکیب از بیوسایدهای اکسید کننده و غیر اکسید کننده برای کنترل رشد میکروب‌ها بسیار مناسب می‌باشد.
این گروه شامل بسیاری از ترکیبات شیمیایی مثل گلوتارآلدئید، اکرولین، ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیتی، ایزوتیازولون‌ها و غیره می‌باشد. تنوع این ترکیبات قابل ملاحظه است. مشابه بعضی از بیوسایدهای اکسید کننده، بسیاری از این ترکیبات، سمی هستند و آنها می‌توانند اثرات متفاوتی روی محیط بگذارند. انتخاب محصول و بهترین شکل از کاربرد آنها بر اساس خصوصیات سیستم که باید تیمار شود، شرایط راه‌اندازی و شدت جریان و نوع مواد و ساختار آنها در سیستم می‌باشد.
1-23-3-1- گلوتارآلدئید
گلوتارآلدئید به عنوان یک ترکیب فعال با انواع شکل‌های متفاوت تجاری برای کنترل قارچ‌ها، جلبک‌ها و باکتری‌ها(شامل باکتری‌های احیاء کننده سولفات در بیوفیلم اکثر باکتری‌ها) به کار می‌رود. این ترکیب در طیف وسیعی از دما و pH فعال می‌باشد. گروه عاملی گلوتارآلدئید با ترکیبات اصلی پروتئین‌ها (مثل OH-، NH2-، COOH- و SH-)موجود در غشاء سلولی، دیواره‌ی سلولی و سیتوپلاسم واکنش می‌دهند. در حال حاضر، ماکزیمم غلظت گلوتارآلدئید با مجوز USEPA حدود PPM 50 می‌باشد.
گلوتارآلدئید در آب حل می‌شود و نیز قابل حل در روغن و نفت می‌باشد. فرمولاسیون بیوساید می‌تواند شامل آب، متانل، ایزوپروپانل و یا دیگر ترکیبات باشد. این الکل‌ها برای افزایش قدرت نفوذ گلوتارآلدئید برای اجتناب از جامد شدن آن در طول ذخیره‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعضی از محصولات یا تولیدات می‌توانند شامل %5-2 از ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیتی باشند که این فعالیت بیوسایدی، آنها را تحت شرایط خاص افزایش می‌دهد.
گلوتارآلدئید ناسازگار با موادی با خاصیت قلیایی یا اسیدهای قوی می‌باشد. در عمل، آن با آمونیاک و موادی که شامل آمین هستند واکنش قوی می‌دهد. ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیتی سازگار با گلوتارآلدئید هستند از این رو، بعضی محصولات این گروه در فرمولاسیون خود، آمین‌های دیگری دارند که می‌تواند از ناسازگاری این ترکیب جلوگیری کند. لذا، سفارش می‌شود که تست‌های سازگاری قبل از کاربرد بعضی ترکیبات انجام شود(1).
1-23-3-2- ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیتی
این ترکیبات از یک کلاس شامل ترکیبات کاتیونیک(باردار مثبت) که به عنوان بیوساید و مهار کننده‌ی خوردگی می باشند، تشکیل شده‌اند. به عنوان بیوساید، این ترکیبات بر روی سلول‌های میکروبی همانند دترجنت‌ها عمل می‌کنند و لیپیدها را حل کرده و بنابراین سبب کاهش در محتویات سلولی می‌شوند. خصوصیات دترجنتی این ترکیبات حفاظت بیشتری را در قبال تشکیل مواد پلی‌ساکاریدی در طول گسترش بیوفیلم اعمال می‌کند. بیوسایدهای حاوی این ترکیبات می‌توانند شامل افزودنی‌های متنوعی از جمله هیدروکسید پتاسیم، الکل،‌آب و غیره باشند. الکل و آب هر دو به عنوان رقیق کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این، الکل خصوصیت بیوسایدی خاص و توانایی بالایی دارد.
به عنوان مهار کننده‌های خوردگی، این ترکیبات یک لایه‌ی محافظ بر روی بخش داخلی سیستم تیمار شده ایجاد می‌کنند. بنابراین، از در معرض قرار گرفتن این سطوح با عوامل اکسید کننده جلوگیری می‌کنند. از ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیته به عنوان مهار کننده‌های خوردگی با تشکیل یک فیلم یا لایه‌ی محافظ برای کنترل و یا حتی جلوگیری از خوردگی میکروبی توسط مهار تشکیل بیوفیلم مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. بعضی از فواید این ترکیبات شامل موارد زیر می‌باشد:
1- قیمت پایین آنها به واسطه‌ی غلظت پایین مواد شیمیایی مورد استفاده
2- دوز

پاسخی بگذارید

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