بررسي ميكروپلاستيك‌ها در لجن تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب شهري زاهدان

Investigating microplastics in the sludge of Zahedan urban sewage treatment plants

در دهه‌هاي اخير آلودگي منابع آبي به ميكروپلاستيك‌ها (MPs) يكي از نگراني‌هاي زيست‌محيطي است. تعداد زياديMPs مي‌تواند از راه‌هاي مختلف به تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب وارد شوند كه در نهايت بخشي از اين ميكروپلاستيك‌ها در لجن تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب تجمع پيدا مي‌كنند. MPs مي‌توانند آلاينده‌هايي مانند هيدروكربن‌هاي آروماتيك چندحلقه‌اي، آفت‌كش‌هاي ارگانيك ‌كلردار، بي‌فنيل‌هاي پلي‌كلره و فلزات سنگين را جذب كنند و اثرات سوئي بر محيط زيست داشته باشد. هدف از اين مطالعه بررسي فراواني، شكل، اندازه، رنگ، تركيبات شيميايي و نوع پليمر سازنده MPs در لجن تصفيه‌خانه‌هاي شهر زاهدان مي‌باشد. از سه تصفيه‌خانه فاضلاب شهري زاهدان ۵ كيلوگرم لجن به‌عنوان نمونه گرفته شد. نمونه‌هاي لجن از صفحه‌هاي الك فولادي ضد زنگ ۲۰۰۰ ميكرومتر، ۵۰۰ ميكرومتر، ۲۵۰ ميكرومتر و ۲۵ ميكرومتر عبور داده شد. به نمونه‌ها ۲۰ ميلي‌ليتر محلول پراكسيد هيدروژن ۳۰ درصد (H2O2) اضافه شد و به‌مدت ۲۴ ساعت درون كوره با دماي ۷۵ درجه سانتي‌گراد قرار داده شد تا به حجم ۲۵۰ ميلي‌ليتر تغليظ شدند. پس از فرآيند هضم، نمونه‌ها با استفاده از پمپ خلاء از فيلتر غشايي عبور داده شدند. براي بررسي مورفولوژي سطح از تحليلFESEM-EDX و براي بررسي نوع پليمر از تحليل FTIR استفاده شد. فراواني ذرات ميكروپلاستيك در لجن تصفيه‌خانه‌هاي مورد بررسي از ۵۴۰ تا N⋅g-1۶۳۵ و اندازه ذرات ميكروپلاستيك از ۲۷۰ ميكرومتر تا ۵۰ ميلي‌متر متغير بود. بيش‌ترين فراواني رنگ MPs موجود در لجن‌هاي مورد بررسي رنگ شفاف و بيش‌ترين شكل مشاهده‌شده MPs، شكل فيبري بود. غالب‌ترين نوع پليمر سازنده MPs در لجن تصفيه‌خانه‌هاي مورد بررسي، پلي‌اتيلن ترفتالات (PET) بود كه مي‌تواند ناشي از كاربرد وسيع انواع پلاستيك‌ها در بسته‌بندي مواد غذايي و استفاده از اين نوع پلاستيك در بطري‌هاي آب بسته‌بندي باشد.

In recent decades, contamination of water sources with microplastics (MPs) is one of the environmental concerns. A large number of MPs can enter wastewater treatment plants in different ways, and eventually some of these microplastics accumulate in the sludge of wastewater treatment plants. MPs can absorb pollutants such as polycyclic aromatic hydrocarbons, organochlorine pesticides, polychlorinated biphenyls and heavy metals and have adverse effects on the environment. The purpose of this study is to investigate the abundance, shape, size, color, chemical composition and type of polymer that make up MPs in the sludge of the treatment plants of Zahedan city. 5 kg of sludge was taken as a sample from three urban sewage treatment plants in Zahedan. Sludge samples were passed through 2000 µm, 500 µm, 250 µm and 25 µm stainless steel sieve plates. 20 ml of 30% hydrogen peroxide solution (H2O2) was added to the samples and placed in an oven at a temperature of 75°C for 24 hours until they were concentrated to a volume of 250 ml. After the digestion process, the samples were passed through the membrane filter using a vacuum pump. FESEM-EDX analysis was used to check the surface morphology and FTIR analysis was used to check the type of polymer. The frequency of microplastic particles in the sludge of investigated treatment plants ranged from 540 to N⋅g-1635 and the size of microplastic particles ranged from 270 micrometers to 50 millimeters. The most abundant color of MPs in the investigated sludges was clear color and the most observed form of MPs was the fibrous form. The most dominant type of MPs-forming polymer in the sludge of the investigated treatment plants was polyethylene terephthalate (PET), which can be caused by the wide use of various types of plastics in food packaging and the use of this type of plastic in packaged water bottles.