کادمیوم یک فلز سنگین سمی است که حتی در غلظتهای پایین خطرات قابل توجهی برای سلامتی و محیط زیست دارد. این فلز معمولاً از طریق فرآیندهای صنعتی، رواناب کشاورزی و فعالیتهای زمینشناسی طبیعی وارد سیستمهای آبی میشود و بر زندگی آبزیان و سلامت انسان تأثیر میگذارد. قرار گرفتن در معرض کادمیوم در آب آشامیدنی با آسیب کلیوی، دمینرالیزاسیون استخوان و سرطانهای مختلف مرتبط است. به همین دلیل، تشخیص و اندازه گیری کادمیم در آب اهمیت زیادی دارد. در این بررسی از وبسایت «رسوب آب» در مورد اهمیت و روشهای اندازه گیری تست کادمیم در آب صحبت میکنیم.
کادمیوم چیست؟
کادمیوم (Cadmium) یک فلز نرم و سفید مایل به آبی است که عمدتاً در سنگ معدن آلیاژ روی و به میزان کمتری در سایر ذخایر فلزی مانند سرب و مس یافت میشود. این فلز محصول جانبی استخراج، ذوب و پالایش این فلزات است که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی استفاده میشود. کادمیوم معمولاً در باتریها، تولید رنگ و انواع خاصی از پلاستیکها به کار میرود. کادمیوم که به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی شناخته میشود، در محصولات تخصصی به ویژه باتریهای قابل شارژ نیکل-کادمیم (Ni-Cd) به وفور استفاده میشود.
کادمیوم حتی در مقادیر کم برای انسان و حیوانات بسیار سمی است. قرار گرفتن در معرض این فلز عمدتاً از طریق غذا، هوا، آب یا محیطهای صنعتی آلوده اتفاق میفتد و اثرات جدی سلامتی دارد که با تجمع طولانی مدت در کلیهها، کبد و استخوانها مشخص میشود. با توجه به ماهیت سمی کادمیوم، آلودگی آب با این فلز سنگین یک نگرانی زیست محیطی قابل توجه است که منجر به قوانین سختگیرانه و اقدامات ایمنی برای انتشار آن شده است.
اهمیت اندازه گیری کادمیم در آب
بسیاری از کشورها مقررات سختگیرانهای در مورد سطوح کادمیوم در منابع آب آشامیدنی و صنعتی دارند و استاندارد مشخصی را برای آن تعیین کردهاند. حد مجاز کادمیوم در آب آشامیدنی طبق اعلام سازمان جهانی بهداشت عموماً 003/0 میلی گرم در لیتر (3 ppb) است. این غلظت کم برای جلوگیری از خطرات سلامتی ناشی از قرار گرفتن در معرض کادمیوم تنظیم شده است. با این حال، اندازه گیری مقدار کادمیوم در آب به چند دلیل زیر اهمیت دارد:
- خطرات سلامتی: کادمیوم یک فلز سنگین سمی است که حتی در غلظتهای پایین، خطرات جدی برای سلامتی انسان دارد. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض کادمیوم از طریق آب آشامیدنی میتواند منجر به آسیب کلیه، تخریب استخوان و افزایش خطر ابتلا به سرطان شود.
- اثرات زیست محیطی: آلودگی کادمیوم میتواند به آبزیان آسیب برساند و اکوسیستم را مختل کند. این فلز میتواند در بافت ماهیها و سایر موجودات انباشته شود و منجر به بزرگنمایی زیستی (انباشت شده یک ماده در بافت موجودات زنده) شود و بر کل زنجیره غذایی تأثیر بگذارد.
- کنترل آلودگی صنعتی: کادمیوم اغلب از طریق فرآیندهای صنعتی مانند استخراج، آبکاری فلز و ساخت باتری وارد آبها میشود. اندازه گیری سطوح کادمیوم به ردیابی و مدیریت آلودگی صنعتی کمک میکند و مسئولیت پذیری در قبال اثرات زیست محیطی آن را اعمال میکند.
- کشاورزی و بهداشت خاک: آب حاوی کادمیوم میتواند خاک را آلوده کند و بر سلامت محصول و ایمنی مواد غذایی تأثیر بگذارد. آزمایش منظم آب میتواند از ورود کادمیوم به منابع غذایی از طریق آبیاری جلوگیری کند.
روشهای اندازه گیری کادمیم در آب
در ادامه به روشهای اندازه گیری کادمیم در آب اشاره میکنیم:
طیف سنجی جذب اتمی (AAS)
طیف سنجی جذب اتمی یا نور سنجی یک تکنیک پرکاربرد برای تشخیص کادمیوم در آب است. در این روش نمونه تبخیر میشود و اتمهای فلز نور را در طول موج خاصی جذب میکنند. مقدار نور جذب شده نشان دهنده غلظت کادمیوم موجود است. این تست بسیار حساس و دقیق است، اما به تجهیزات تخصصی نیاز دارد.
طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت القایی (ICP-MS)
طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت القایی روش بسیار حساس و دقیقی است که برای تشخیص غلظتهای بسیار پایین کادمیوم استفاده میشود. نمونه در ICP-MS با استفاده از پلاسما یونیزه میشود و یونها بر اساس نسبت جرم به بار آنها شناسایی میشوند. این تکنیک امکان تجزیه و تحلیل چند عنصر را فراهم میکند و به دلیل دقت بالا به تجهیزات دقیق نیاز دارد.
طیف سنجی انتشار نوری پلاسمای جفت القایی (ICP-OES)
طیف سنجی انتشار نوری پلاسمای جفت القایی شامل یونیزه کردن نمونه آب در پلاسما است. سپس یونها نور را در طول موجهای مشخصه عناصر خاص از جمله کادمیوم منتشر میکنند. شدت نور ساطع شده در طول موج کادمیوم میتواند غلظت آن را تعیین کند. ICP-OES به طور کلی سریعتر از ICP-MS است و همچنین قادر به تجزیه و تحلیل چند عنصری است، اگرچه شاید حساسیت کمتری داشته باشد.
روشهای الکتروشیمیایی (ولتامتری آندیک استریپینگ)
در این روش ابتدا یونهای کادمیوم در آب به کادمیوم فلزی روی یک الکترود کاهش مییابد. سپس، آنها را اکسید کرده و یک جریان قابل اندازه گیری متناسب با غلظت تولید میکنند. روشهای الکتروشیمیایی میتوانند نسبتاً کم هزینه و قابل حمل باشند که آنها را برای آزمایش میدانی مناسب میسازد، اگرچه ممکن است با مقدار حساسیت و دقت روشهای AAS یا ICP مطابقت نداشته باشند.
روشهای رنگ سنجی
تستهای رنگ سنجی شامل افزودن یک معرف به نمونه آب است که با کادمیوم واکنش میدهد تا تغییر رنگ ایجاد کند. شدت رنگ اندازه گیری شده و با غلظت کادمیوم در ارتباط است. این روشها نسبتا ساده و ارزان هستند، اما حساسیت پایینی دارند و ممکن است دقت کمتری نسبت به روشهای AAS یا ICP داشته باشند.
نحوه روش اندازه گیری کادمیم در آب
در ادامه به مراحل سنجس آزمون کادمیم در آب در آزمایشگاه آب و پساب اشاره میکنیم:
جمع آوری نمونه
نمونههای آب باید در ظروف تمیز و بدون آلودگی که معمولاً از پلی اتیلن یا شیشه ساخته شدهاند جمع آوری شوند تا از شسته شدن کادمیوم از مواد دیگر جلوگیری شود. اسیدی کردن نمونهها با اسید نیتریک برای حفظ کادمیوم تا زمان تجزیه ضروری است.
آماده سازی نمونه
نمونهها اغلب برای حذف ذرات فیلتر میشوند. سپس ممکن است آنها با اسیدهایی مانند اسید نیتریک یا هیدروکلریک هضم شوند که هر ترکیب کادمیوم را به شکل یونی خود تجزیه کرده و تشخیص فلز را آسانتر میکنند.
انتخاب روش مناسب
تکنیکهای رایج برای اندازه گیری کادمیم در آب شامل طیف سنجی جذب اتمی (AAS)، طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت القایی (ICP-MS) و ولتامتری سلب آندی (ASV) است. این روشها از نظر حساسیت متفاوت هستند و بر اساس محدودیتهای تشخیص، وجود فلزات دیگر و در دسترس بودن تجهیزات انتخاب میشوند.
کالیبراسیون و استانداردسازی
کالیبراسیون شامل تهیه محلولهای استاندارد کادمیوم با غلظتهای شناخته شده است. این استانداردها از طریق ابزار انتخابی برای کالیبره کردن آن اجرا میشوند و یک نقطه مرجع برای اندازه گیری سطوح ناشناخته کادمیوم در نمونههای آب ایجاد میکنند.
تشخیص و اندازه گیری
سپس نمونه آب آماده شده با استفاده از روش انتخابی مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. به عنوان مثال، نمونه در AAS اتمیزه میشود و کادمیوم نور را در طول موج خاصی جذب میکند. شدت جذب با غلظت کادمیوم که بر اساس منحنی کالیبراسیون محاسبه میشود، ارتباط دارد.
کنترل کیفیت
آزمایشگاهها برای اطمینان از دقت بررسیهای کنترل کیفیت را انجام میدهند که ممکن است شامل نمونههای خالی، تکراری و نمونههای مشخص (نمونههایی با غلظت مشخصی از کادمیوم) باشد. این بررسیها به ارزیابی سازگاری و دقت در اندازه گیریها کمک میکند.
تفسیر و گزارش دادهها
نتایج معمولاً بر حسب بخش در میلیارد (ppb) یا میکروگرم در لیتر (µg/L) گزارش میشوند. سطوح کادمیوم با استانداردهای کیفیت آب، مانند استانداردهای تعیین شده توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) یا آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) مقایسه میشود تا مشخص شود تا از ایمنی آنها اطمینان حاصل شود.
اندازه گیری کادمیم در آب در آزمایشگاههای رسوب آب
اندازه گیری کادمیوم در آب برای ارزیابی ایمنی محیط زیست و سلامت عمومی بسیار مهم است. کادمیوم یک فلز سنگین سمی است حتی در غلظتهای کم خطراتی را برای اکوسیستمهای آبی و سلامت انسان ایجاد میکند. پس مهم است مقدار این فلز اندازه گیری شود تا این موضوع مورد بررسی قرار گیرد تا آیا منابع آبی استاندارد مجاز کادمیوم را رعایت میکنند یا خیر. ما مجهزترین تجهیزات و مجربترین کادر آزمایشگاهی را داریم و به شما بالاترین خدمات را ارائه میدهیم. برای کسب اطلاعات بیشتر با تیم مشاوران ما از طریق شماره ۷۷۶۴۶۱۰۲-۰۲۱ تماس بگیرید.