«التخثر الكهربائي»: تقنية حديثة صديقة للبيئة للإستفادة من مياه الصرف بالمجازر

دكتورة سارة رجب خليفة  –  دكتورة نيروز عادل

باحث- المعمل المرجعي لصحة وسلامة الأغذية – معهد بحوث الصحة الحيوانية – مركز البحوث الزراعية

نتيجة للتخلص العشوائي من النفايات وخاصة المياه الملوثة بالمعادن الثقيلة (Heavy metals) كمياه الصرف الصحي ومياه المجازر والمصانع والنفايات السائلة الصناعية وتلويثها لمياه الشرب سواء للانسان او الحيوان قد يشكل تهديداً محتملاً للنظم البيئية ومخاطرصحية عامة.

تمثل إزالتها تحديًا بسبب خصائص كل نوع من المياه, حيث تصبح البيئة اكثر تلوثاً وأشد خطورة خاصة ما يحدث في العقود القليلة الماضية نتيجة اطلاق تلك المواد السامة بالبيئة.

يعد الرصاص (Pb) والكادميوم (Cd) والزئبق (Hg) والزرنيخ (As) والنحاس (Cu) من أخطر انواع المعادن الثقيلة على الاطلاق … ويعتبر الرصاص من اخطر تلك المعادن على صحة الانسان والبيئة, فاذا تناول الانسان الاغذية الملوثة بتلك المعادن الثقيلة وكانت تركيزاتها مرتفعة.

فهذه الأغذية في هذه الحالة تعتبرغير صالحة للاستهلاك الادمي طبقاً للحدود القصوى التي اقرتها الهيئات والمنظمات الدولية المعنية بسلامة الاغذية كالكودكس (CODEX) ومنظمة الأغذية والادوية (US-FDA) والمفوضية الاوروبية التابعة للاتحاد الاروبي (EU) وهيئة سلامة الغذاء المصرية (NFSA) والهيئة العامة للمواصفات والجودة المصرية (EOS) والمرجعية الاسترالية النيوزيلندية [Food Standards Australia New Zealand (FSANZ)] حيث من الممكن ان تسبب تلف الجهاز العصبي وخلل في تكوين الدم، تلف بالكلى والكبد مع احتمالية التعرض لخطر الإصابة بالسرطان وحتى انها من الممكن أن تسبب الوفاة لا قدر الله

توجد تقنيات عديدة تستخدم في معالجة المعادن الثقيلة والنفايات السائلة المنزلية والصناعية منها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية وعمليات الأكسدة المتقدمة.

وتعتبر عمليات المعالجة البيولوجية التقليدية شائعة الاستخدام لكنها في المقابل تستغرق وقتًا طويلاً , كما ان ارتفاع تكلفة المعالجة باستخدام تقنيات الأكسدة المتقدمة يجعلها غير مثالية للتطبيق. وبناء على ذلك، يبدو أن هذه الطرق ليست فعالة من حيث التكلفة بالنسبة للنفايات السائلة التي تحتوي على عناصر سامة.

لقد اظهرت تقنية التخثر الكهربائي ]((EC [Electrocoagulation وهي تقنية كهروكيميائية لها العديد من التطبيقات تحدياً كبيرًا صحيث اثبتت قدرتها على ازالة هذه الملوثات والعناصر السامة بكفاءة من المياه الجوفية والسطحية الملوثة.

وقد جذبت هذه العملية الاهتمام مؤخرًا باعتبارها تقنية محتملة لمعالجة مياه الصرف الصناعي نظرًا لتعدد استخداماتها وبيئته التوافق وتقوم فكرة هذه التقنية ببساطة على استخدام التيار الكهربائي لإزالة الملوثات المختلفة من المياه دون الحاجه الي استخدام الأضافات الكيميائية أو البيولوجية.

وتتم عملية الثخثر الكهربي عن طريق مرور تيار كهربي من خلال ألواح معدنية مغمورة بالماء مما يؤدي الى زعزعة وانفصال الشحنات المرتبطة بجزيئات المعادن الثقيلة والمواد العضوية وغير العضوية عن الماء ثم تتخثرالجسيمات مكونة كتلة يمكن ازالتها بسهولة.

وقد تم تطبيق هذه التقنية لمعالجة العديد من أنواع مياه الصرف مثل مياه المطاعم وغسيل السيارات والمجازر والمنسوجات والغسيل والدباغة ومياه الصرف لمصافي النفط ولإزالة البكتيريا والفلورايد والمبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة من البيئات المائية.

تتم إجراء الدراسات المكثفة على المعايير التي تعظم نتائج استخدام EC على نطاق واسع فعلى سبيل المثال يتم التقييم بناء على التركيز الأولي للملوثات، وشدة التيار الكهربائي، ودرجة الحموضة، ووقت المعالجة، ودرجة الحرارة، والمسافة بين الأقطاب الكهربائية وتحديد الجوانب التي تؤثر بشكل كبير على كفاءة الإزالة، والحفاظ على كفاءة نظام التشغيل والتي تعتبر من الجوانب الرئيسية التي يجب معالجتها بشكل عاجل لتنفيذ هذه التكنولوجيا بالإضافة إلى ذلك، القدرة على التوسع إلى أبعاد أكبر من تلك المستخدمة في المختبر لربط هذه العملية بعمليات إزالة أخرى أو محطات التنقية أو معالجة مياه الصرف

كما تعتبر عملية التخثير الكهربائي إحدى التقنيات الخضراء (green technologies) التي تم يتم استخدامها في معالجة المياه كما يتمتع قطب الالومونيوم ((Aluminum foil electrode بفوائد بيئية عديدة منها على سبيل المثال لا الحصر.

من الشروط الخاصة بالمجازر وجود نظام جيد للصرف الصحي يمكن ربطه بالشبكة العامة وفقا للمواصفات القياسية الخاصة بهذا الشأن مع ضرورة انشاء وحدة معالجة للمياه الناتجة من الأستخدام قبل ربطها بالشبكة العامة للصرف. حيث يتم توليد مياه الصرف الصحي في المجازر بسبب أنشطة الذبح ومعدات التنظيف ومناطق العمل ويتم التخلص من هذه المياه من خلال التفريغ المباشر للبيئة والتصريف الي محطة معالجة مياه الصرف الصحي أو اعادة استخدام المياه المعالجة وذلك يتطلب معايير أكثر صرامة طبقا لطريقة التخلص الصحي والامن من هذه المياه.

يمكن اعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة من المجازر لأغراض متعددة وذلك طبقا لجودة المياه المعالجة والمتطلبات التنظيمية الموضوعة لحماية صحة الإنسان والبيئة وتشمل هذه الأستخدامات الري الزراعي والعمليات الصناعية مثل تبريد المعدات أو التنظيف الصناعي أو الأنشطة الصناعية  التي لا ترتبط مباشرة بالغذاء أو الأشخاص.

وتعتبر رالمعادن الثقيلة  من أهم الملوثات الموجودة في مياه الصرف بالمجازر وهي عناصر كيميائية موجودة بالطبيعة كثافتها أكثر من 5 جرام / سم3 و لها تأثيرات سامة عند وجودها في المياه بتركيزات منخفضة ومن أمثلة هذه المعادن الرصاص والكادميوم والزئبق والزرنيخ وهي من أكثر المعادن التي تسبب التسمم للإنسان.

تتمثل مشكلة المعادن الثقيلة في التعرض المستمر لهذه المعادن عن طريق الطعام والمياه الملوثة أو الهواء وتراكم متبقياتها داخل جسم الانسان.

الأضرار التي يسببها تراكم بقايا المعادن الثقيلة :-

• فشل كلوي وتليف الكبد.
• اضطرابات في القلب.
• مخاطر الاصابة بالسكري.
• صعوبات التعلم.
• اضطرابات في الذاكرة.
• مشاكل سلوكية من فرط النشاط والعدوان.

مضاعفات التسمم بمعدن الرصاص:-

1- ارتفاع ضغط الدم.

2- فقر الدم.

3- أمراض الكلي.

4- الأكتئاب والقلق.

مضاعفات التسمم بالكادميوم:-

1- انخفاض القدرة الوظيفية للرئتين والكلي.

2- أضطراب أو فقدان حاسة الشم.

3- هشاشة ولين العظام.

مضاعفات التسمم بالزئبق:-

• اضطراب الرؤية .
• اضطرابات بالجهاز الهضمي.
• التهاب الفم والحلق والتهاب اللثة
• فقدان السمع.
• اضطراب وتشوش الذاكرة.

مضاعفات التسمم بالزرنيخ :-

• انخفاض مستمر في ضغط الدم.
• فقر الدم.
• اضطرابات في الجهاز العصبي والجهاز الهضمي .
• اعتلال عضلة القلب.
• السرطان.

مما سبق يتضح ان تقنية التخثر الكهربي تعتبر تقنية واعدة نظراً لتعدد استخداماتها وتوافقها الصحي مع البيئة اذا ما قورنت بالطرق التقليدية المستخدمة حالياً سواء كانت فيزيائية او كيميائية او بيولوجية في ازالة المعادن الثقيلة والمواد السائلة الاخرى والبكتيريا والمبيدات الحشرية من مياه الصرف والمياه المستخدمة في المجازر والمطاعم والمخلفات الصناعية وخلافة والانسجة الحيوانية والتي تؤدي الى تلوث البيئة وكذلك مياه الشرب