بخشی از مقاله
در میان آب میوه های خانواده مرکبات ، آب پرتقال به دلیل طعم مطلوب و میزان بالای ویتامین c بیشترین مصرف را دارد. اما متأسفانه این محصول نیز در معرض آلودگی با فلزات سنگین می باشد و سلامتی مصرف کننده را تهدید می کند، که این فلزات سنگین در نتیجه صنایع مختلف تولید شده و از جانب گیاهان و محصولات کشاورزی جذب می شود؛ نهایتاٌ ابن فلزات از طریق زنجیره غذایی وارد بدن انسان می شوند. بویژه، کادمیوم یکی از یونهای فلزی خطرناک حاضر در تخلیه آب فاضلاب و پس ماندهای بسیاری از صنایع است. اضافه کردن تتراکیس کربوکسی فنیل پورفیرین باعث حذف این یون ها می شود. که در این مقاله آمینوSBA-15 ثابت TCCP را به عنوان جذب کننده یون فلز گزارش می شود. آمینو SBA-15کاربردی مستقیماٌ از هم چگالش متاسیلکات سدیم و آمینو پروپیل تری توکسی سیلان - - APTES ساخته شده است و عملکرد آنها برای جذب یونهای از آب پرتقال ارزیابی می شود. سنجش میزان فلز جذب شده نیز با استفاده از دستگاه جذب اتمی - Atomic absorption - انجام می گیرد. با استفاده از این ترکیب میزان فلز کادمیوم در آب پرتقال تا%90 کاهش می یابد.با استفاده از این ترکیب میتوانیم باعث تولید محصول ایمن برای مصرف کننده شویم که عاری از فلز سنگین کادمیوم می باشد.
واژه های کلیدی: آب پرتقال، فلزکادمیوم،TCCP
مقدمه
جذب فلزات سنگین در رژیم غذایی در فرم معدنی به صورت نمک به عنوان جزئی لز ترکیبات مولکول های آلی مانند پروتئین، چربی، کربوهیدرات و اسیدهای نوکئیک در می آیند. بعضی از فلزات سنگین از قبیل مس، آهن، سلنیوم جز ترکیبات مغذی ضروری برای سلامتی هستند در حالیکه دیگر عناصر مانند جیوه، کادمیوم، سرب و قلع سمی هستند و هیچ تأثیرات سودمندی از آنها شناخته نشده است. فلزات سنگین ممکن است در غذا به طور طبیعی وجود داشته باشد یا ناشی از فعالیت های انسانی یا آلودگی طول پروسس های صنعتی، نگهداری و پخت باشد. - - 5 آلودگی میوه ها و سیزی ها و دیگر محصولات غذایی با فلزات سنگین، از آنجایی که تجمع آنها در مواد غذایی در غلظت بالا می تواند مشکلات جدی را برای سلامتی انسان ازقبیل آسیب شدید به انواع بافت های مختلف مانند ریه، مغز، بیضه، کلیه، کبد، سیستم خون و استخوان ایجاد کند، به یک نگرانی تبدیل شده است.
حضور فلزات سنگین در غذا ها، آب میوه ها و شراب یک موضوع بحث برانگیز است. حتی اگر غلظت فلزات در نوشیدنی ها به طور معمول کم باشد به دلیل مصرف زیاد نوشیدنی ها توسط انسان سهم قابل توجهی به افزایش مقدار فلزات در انسان در نظر گرفته می شود.در میان آب میوه های خانواده مرکبات ، آب پرتقال بیشتر ین مصرف را دارد که این به دلیل طعم مطلوب و میزان بالای ویتامین c آن می باشد. آب پرتقال برای مدت طولانی به عنوان منبع طبیعی عالی از ویتامین c شناخته شده است. و یک محصول مورد علاقه توسط افرادی است که توجه زیادی به رژیم غذایی سالم دارند. به دلیل اینکه ویتامین c یک ترکیب مغذی ضروری برای انسان است و قدرت بالای آنتی اکسیدانی آن یک عامل حفاظتی در برابر رادیکال های آزاد و جلوگیری از بروز انواع بیماریهاست. یک لیوان معمولی آب پرتقال تازه تأمین کننده 800 میلی گرم از ویتامین Cمی باشد. - - 3
اما متأسفانه این محصول نیز در معرض فلزات سنگین قرار دارد، که میزان قابل اطمینان آنها طبیعی و اجتناب ناپذیر است اما غلظت های بالای آنها در نتیجه آلودگی می باشد. در میان فلزات سنگین اهمیت کادمیوم و سرب به دلیل فعالیت متابولیکی و شیمیایی آنهاست. WHO/FAO میزان کادمیوم مصرفی را 7 میکروگرم بر کیلوگرم وزن انسان در هفته بیان کرد. منابع این فلز در محصولات غذایی شامل ترشحات بر روی اراضی کشاورزی، فاضلاب های صنعتی و انسانی و آفت کش هاست. - - 5 ترکیبات مزوپروس قابلیت جذب فلزات سنگین از قبیل کادمیوم را دارند. مساحت سطح این مواد در حدود 1000m2/gبوده یعنی عملاً 3gr از این مواد، مساحت سطحی معادل یک زمین فوتبال را دارد. این مواد ظرفیت جذب بیشتری نسبت به مواد میکروپروس دارند. گرفتگی حفرات در این مواد به دلیل ضریب تخلخل بالا و حفرات بزرگتر و توزیع سریعتر مولکول ها در حفرات این مواد کمتر اتفاق می افتد.
از دیگر ویژگی های این مواد ، قابلیت تنظیم اندازه حفرات، در جریان سنتز می باشد. ویژگی های منحصر به فرد این ترکیبات باعث شده که از حفرات این مواد به عنوان ظرف واکنش با اندازهی نانو، به عنوان میزبان هایی که در آن مولکول های آلی، کلاسترهای نیمه هادی تجمع می یابند استفاده کرد. همچنین کاربردهایی در زمینه سنسور، ساخت غشاء، کاتالیز و جداسازی پیدا کرده اند. در کاتالیزورهای ناهمگن معمولا از یک بستر برای تثبیت استفاده میشود.این بستر ممکن است از لحاظ کاتالیزوری فعال یا غیر فعال باشد.یک عمل کاتالیزوری ناهمگن بر اساس گزینش پذیری، فعالیت و طول عمر آن ارزیابی میگردد، لذا انتخاب موادی که دارای خواص کاتالیزوری مطلوب هستند دارای اهمیت است. همچنین ساختار و مقاومت کاتالیزور ناهمگن نیز حائز اهمیت میباشد، که این ویژگیهای کاتالیزور توسط بستر قابل کنترل است. بسترها بر اساس میزان سطح و دارا بودن منافذ بر فعالیت و گزینش پذیری کاتالیزور موثر هستند. به دلیل توزیع کاتالیزور در سطح بسترها فعالیت کاتالیزور ناهمگن افزایش مییابد. همچنین بسترها از تجمع کاتالیزور جلوگیری کرده و در نتیجه پایداری و عمر کاتالیزور را افزایش میدهند. ویژگیهای یک بستر متخلخل مناسب عبارتند از :
-1 مساحت سطح بالایی داشته باشد
-2 تا حد مناسبی متخلخل باشد تا کاتالیزور در سطح داخلی آن پراکنده گردد.
-3 تحت شرایط استفاده، پایداری و دوام داشته باشد تا در برابر سایش مقاومت کند.
-4 ارزان بوده و به مقدار فراوان و همچنین با ترکیب یکنواخت موجود باشد.
-5 انتخاب گری بالایی داشته باشد و نسبت به واکنش های جانبی خاصیت کاتالیزوری نداشته باشد.
-6 در مقابل هر گونه شوک حرارتی و مکانیکی مقاوم باشد.مواد مزوپروس براساس نوع مواد تشکیل دهنده دیواره حفرات، به دو دستهی کلی تقسیم بندی می شوند:
-1 مواد مزوپروس سیلیکاتی : که شامل دسته های M41S، SBA-n، FSM-n و MSU-n می باشند.
-2 مواد مزوپروس غیرسیلیکاتی: که شامل اکسید و فسفات فلزات و ترکیبات کربنی و ساختارهای نیتریدی هستند. مواد SBA دیواره سیلیکاتی دارند. سنتز این مواد با استفاده از پیش ماده های سیلیکونی در محیط اسیدی و با کوپلیمرها به عنوان سورفکتانت صورت می گیرد. اندازه حفرات در این مواد بزرگتر از مواد M41S می باشد. مواد مختلفی از این دسته مثل SBA-3، SBA-2، SBA-1، SBA-15، SBA-11 ، سنتز شده است. اندازه حفرات این مواد از 50A° -300A° متغیر بوده و مساحت سطح از 600-1000 m2/g گزارش شده است. همچنین حجم حفرات بدست آمده بین 0/6-1/3 cm3/g بوده است - شکل. - 1 که در این پژوهش از ترکیب SBA-15برای حذف کادمیوم از آب پرتقال استفاده شده است. و اندازه گیری میزان کادمیوم با دستگاه جذب اتمی کوره ای انجام گرفته است - - 3
مواد و روش ها:
از موادی هم چون استاندارد مادر - stock - کادمیوم با غلظتJ/ml 1000 ، استانداردهای واسط کادمیوم با غلظتهای J/ml ، 100 J/ ml 1 و ng/ml 100، استانداردهای کاری کادمیوم با غلظتهای ng/ml 15 و 20 ، 10،5، , اسید نیتریک % 1 - v/v - با درجه خلوص65 ، اسید نیتریک % 10 - v/v - با درجه خلوص65 و آب دیونیزه و آب پرتقال. برای حذف کادمیوم از نمونه آب پرتقال ابتدا باید نمونه با استفاده از دستگاه ماکروویو هضم گردد. در این پژوهش از دستگاه ماکروویو مدلETHOS1T640 استفاده شده است.
برای انجام هضم ابتدا یک گرم از نمونه را برداشته و با 8 سی سی اسید نیتریک غلیظ، رقیق کرده و سپس عمل هضم در فشار40 پاسکال و دمای 200-180درجه سلسیوس و توان 500 وات انجام می شود. سپس با استفاده از دستگاه جذب اتمی کوره مدل SS60 فلز کادمیوم را اندازه گیری کرده که در تمام این مراحل از کاتالیزور استفاده نشده است و به عنوان نمونه شاهد می باشد. به نمونه دیگری ازآب پرتقال کاتالیزور را اضافه کرده و نمونه را به مدت 10 ساعت ساکن قرار داده و سپس آن را صاف کرده و این بار عمل هضم برای محلول زیر صافی انجام می گیرد. میزان کادمیوم اندازه گیری می شود. و در مرحله سوم نمونه را به مدت 24 ساعت نگه داشته و بعد صاف و کادمیوم اندازه گیری می شود. - 1و - 2
