با توجه به اینکه امروزه مردم در سراسر دنیا از دستگاه تصفیه آب استفاده می کنند، این مهم است که تاثیر تصفیه آب بر عناصر و آلاینده های مختلف موجود در آب بررسی شود. در این مقاله سعی می شود تاثیر دستگاه تصفیه آب بر فلوراید مورد تحقیق واقع شود.
فلوراید Fluoride، عنصر طبیعی از شاخه فلوئور Fluorine می باشد. این عنصر را می توان در تمام انواع آب و خاک یافت. در هر کیلوگرم لایه خارجی زمین، 0.3 گرم فلوراید وجود دارد. آب های معدنی دارای مقدار بیشتری از این عنصر در مقایسه با سایر منابع آب می باشند.
در حدود 60 سال گذشته، Grand Rapids در ایالت میشیگان، اولین شهری بود که در آن مکمل فلوراید به صورت سنتزی به آب شیر اضافه شد. در ایالات متحده، افزایش فلوراید به منابع آب بسیاری از شهرها، بهداشت دهان میلیون ها شهروند آمریکایی را بهبود بخشیده است. اگرچه امروزه بر سر درست و یا غلط بودن این مساله مناقشات زیادی وجود دارد و عده ای این کار را از اساس غلط می دانند.
فلوریداسیون Fluoridation منابع آب عمومی، افزودن مقدار ویژه فلوراید (0.7 - 1.2 ppm) به آب، به منظور کاهش ریسک پوسیدگی های دندان می باشد. تا سال 2002، به تقریبا 170 میلیون آمریکایی این مقدار داده شد.
از آنجایی که بیشترین فلوراید از طریق آب شیر به مردم داده می شود، بسیاری سیاست ها برای افزایش فلوراید به آب عمومی به دلیل مزایای آن برای دندان ها و استخوان ها مقرر شده اند.
در مناطق و کشورهایی که دارای تکنولوژی فلوریداسیون آب نیستند، مکمل های طبیعی وجود دارند. برای مثال، ایران دارای منابع آب معدنی بسیاری است که شامل مقادیر قابل توجه فلوراید می باشند. مقدار فلوراید موجود در آب های معدنی طبیعی به شرایط آب و هوایی بستگی دارد؛ هر اندازه هوا گرم تر باشد، مقدار فلوراید قابل شناسایی بالاتر می شود. آب های معدنی در مناطق جنوبی که دارای آب و هوای گرم تر می باشند، دارای فلوراید بیشتر هستند. در ایران، بالاترین مقدار فلوراید در جنوبی ترین و شمالی ترین مناطق یافت شده است.
دستگاه تصفیه آب برای استفاده خانگی، توجه بیشتری را طی چند سال گذشته به خود جلب کرده اند. این، می تواند در ارتباط با بهبود سلامت عمومی و نگرانی ها برای آلودگی آب باشد. چندین نوع دستگاه تصفیه آب خانگی وجود دارند که می توانند به سه گروه مختلف، سیستم های فیلتراسیون ، تصفیه آب با کمک فیلتر UV ، و تصفیه آب با کمک رزین تبادل یون طبقه بندی شوند.
هدف از این مطالعه، پی بردن به این مساله بود که آیا یک دستگاه تصفیه آب خانگی می توانند مواد ضروری همانند فلورید را در کنار فیلتر کردن یون های سنگین و سایر ذرات ناخواسته آب از بین ببرد یا خیر.
مواد و روش
در این مطالعه، 6 برند تجاری دستگاه تصفیه آب که در شهر اهواز به شکل گسترده استفاده می شدند، انتخاب تا در آزمایش شرکت داده شوند. برندهای تجاری ارزیابی شده در مطالعه حاضر عبارتند از:
- دستگاه تصفیه آب CCK (کارتریج های سرامیکی و سرامیکی/کربنی؛ فیلترهای RTX-TS DLM، کره)
- دستگاه تصفیه آب Soft Water (فیلترهای سرامیکی؛ فیلترهای Alpine TJ Series، W9332420، ایالات متحده)
- دستگاه تصفیه آب Alkusar (فیلترهای کارتریج های مدیای ویژه؛ PRB50-IN، ایالات متحده)
- دستگاه تصفیه آب Puricom (فیلترهای کارتریج های مدیای ویژه؛ Watts 4.5 x 10 دو محفظه ای، کره)
- دستگاه تصفیه آب Water Safe (فیلترهای کارتریج های کربنی دانه ای؛ LCV (سرب، کیست ها، VOCها) (کارتریج های فیلتر کربن بلوک، استرالیا)
- دستگاه تصفیه آب Aquafresh (فیلترهای کارتریج قابل شستشو پلیسه و چند اسپانی، فیلتر نخ تابیده، k5520، ایالات متحده)
تامین آب آشامیدنی اصلی برای اهواز، توسط شرکت های دولتی فراهم می شود. پس از ایجاد مقدمات با شرکت هایی خاص که این برندها را حمایت می کنند، دستگاه ها در 6 منطقه متفاوت اهواز نصب شدند. نمونه ها قبل و دقیقا پس از نصب و راه اندازی دستگاه تصفیه آب جمع آوری شدند. جهت کاهش خطاها و افزایش دقت مدول، 5 نمونه از هر دستگاه در نظر گرفته شدند. نمونه ای دیگر از هر دستگاه واحد 6 ماه بعد جمع آوری شد. در مجموع 64 نمونه جمع آوری شدند، از جمله 32 نمونه از آب فیلتر نشده (کنترل) و 32 نمونه از آفیلتر شده آب شیر (آزمایشی) از 6 منطقه در اهواز. کیت های نمونه گیری فلورید (Spands; EW-99574-08Jach TestKits,USA) برای تست مقدار فلورید در آب های نمونه استفاده شدند. نمونه ها همگی در مخزن های نمونه برداری پلی اتیلن جمع آوری شده و سپس کدگذاری شدند. اسپکتروفوتومتری ( اسپکترومترAvaSpec-ULS2048L-USB2 UARS، ایالات متحده) انجام شد. به منظور اندازه گیری ویژگی های مولکول های منفرد، اسپکترومتر جرمی آنها را به یون ها تبدیل کرد، طوری که آنها می توانستند حرکت کرده و توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی خارجی دستکاری شوند.
فشار اتمسفری در حدود 760 torr (میلی متر جیوه) بود. فشاری که زیر آن یون ها می توانند دستکاری شوند تقریبا 5- 10 تا 8- 10 torr (کمتر از یک میلیاردم اتمسفر) می باشد. با تغییر قدرت میدان مغناطیسی، یون ها با جرم های مختلف می توانند به تدریج بر روی دتکتور detector ثابت شده در انتهای یک لوله انحنادار و هم چنین تحت خلا بالا متمرکز شوند.
کلمات با حروف الفبای لاتین جهت کدگذاری هر دستگاه تجاری استفاده شدند. اعداد برای نمونه های به دست آورده شده قبل و بعد از تنظیم دستگاه به کار برده شدند.
نتایج با استفاده از t-test نمونه جفت شده، با آلفا در 0.05 آنالیز شدند.
نتایج
مقدار فلورید موجود در آب، قبل و پس از استفاده از 6 برند دستگاه تصفیه آب در جدول 1 خلاصه می شود:
| Fluoride Amount Purifier Device |
Before Installing Water Purifier (ppm) | After Installing Water Purifier (ppm) |
|---|---|---|
| Alkusar | 0.283 | 0.035 |
| Aquafresh | 0.310 | 0.20 |
| Soft Water | 0.315 | 0.010 |
| Water Safe | 0.285 | 0.025 |
| Puricom | 0.312 | 0.018 |
| CCK | 0.385 | 0.010 |
جدول 1 : مقدار فلوراید قبل و پس از نصب و راه اندازی دستگاه تصفیه آب
بر اساس داده های گردآوری شده از تمام انواع دستگاه تصفیه آب در مناطق مختلف، سطح فلوراید به صورتی معنادار قبل و پس از استفاده از تصفیه آب خانگی متفاوت بود (p= 0.001)
نشان داده شد که دستگاه تصفیه آب خانگی تقریبا فلوراید را از شیر آب حذف کردند. جدول 2، نتایج t-test را نشان می دهد.
| Mean | SD | P value | Std. Error of the Mean | |
|---|---|---|---|---|
| Before installing the purifier device | .3150 | .03704 | 0.001 | .01512 |
| After installing the purifier device (ppm) | .0497 | .07426 | 0.001 | .03032 |
p< 0.05 is statistically significant
جدول 2. مقایسه گروه های مطالعه مختلف با t-test
دور دیگر نمونه برداری، 6 ماه بعد از تمام انواع دستگاه تصفیه آب خانگی انجام شد. جزییات در جدول 3 و 4 نشان داده می شوند.
|
Amount of Fluoride |
Before using home water purifier (ppm) | After 6 months of using the same filter (ppm) |
|---|---|---|
| Alkusar | 0.283 | 0 |
| Aquafresh | 0.310 | 0.089 |
| Soft Water | 0.315 | 0 |
| Water Safe | 0.285 | 0 |
| Puricom | 0.312 | 0 |
| CCK | 0.385 | 0 |
جدول 3. مقدار فلوراید در آب شیر پس از 6 ماه استفاده از دستگاه تصفیه آب
| Mean | SD | P value | Std. Error of the Mean | |
|---|---|---|---|---|
| Before installing water purifier | .0497 | .07426 | 0.00 | .03032 |
| After 6 months of using the same filter | .0133 | .03266 | 0.00 | .01333 |
جدول 4. مقایسه گروه های مطالعه پس از 6 ماه با t-test
بحث
جذب فلوراید، اغلب سیستمیک یا موضعی می باشد؛ جذب سیستمیک از طریق خوردن عنصر همراه با غذا، آب یا قرص های فلوراید ایجاد شده و جذب موضعی از طریق خمیردندان ها و سایر محصولات بهداشتی حاوی فلوراید دیگر. در بسیاری کشورها، بالاترین منبع برای جذب فلوراید، جذب سیستمیک از طریق مصرف آب می باشد. در اوایل قرن 20ام، اولین تلاش ها برای فلوریده ساختن منابع آب عمومی انجام گرفتند که در نهایت منجر به 40% کاهش پوسیدگی های دندان در جمعیت هدف شدند. معرفی فلوریداسیون آب در 1960-1950 و محصولات دندانی حاوی فلوراید در سال 1970، موقعیت را تغییر داد. منابع اصلی فلوراید در اقتصادهای مقرر شده بازار (EME)، آب آشامیدنی، نمک فلوریده شده، مواد غذایی و نوشیدنی ها، غذاهای نوزاد، مکمل های فلوراید، خمیردندان ها، شوینده های دهان، و فلورایدهای موضعی می باشند. به علاوه، فلوراید موجود در آب دارای اثر انتشار یا هاله ای می باشد؛ که این به آن معناست که نوشیدنی ها و غذاهای ساخته شده در مناطق فلوریده شده، هم چنین برای کل جمعیت همانند ساکنان مناطق فلوریده نشده در دسترس می باشند.
گرچه افزودن فلوراید به تقریبا تمام محصولات بهداشت دهان، تاثیر آب فلوراید (تاثیر هاله) را محدود کرده است، هنوز، فلوریده کردن منبع آب شهری رایج است. در بسیاری از مناطق دنیا، هیچ طرح سیستمیکی برای فلوریداسیون آب عمومی وجود نداشته و تنها منابع طبیعی آن را تامین می کنند. بنابراین، گاهی اوقات، سختی آب و تجمع عناصر مختلف و گاهی سمی، مردم را برای استفاده از آب معدنی یا استفاده از دستگاه تصفیه آب تحریک می سازد.
یافته های مطالعه حاضر نشان دادند که تمام 6 دستگاه، فلوراید موجود در آب شیر را کاهش داده و اغلب آنها تقریبا آن را حذف کردند. انواع مختلف دستگاه تصفیه آب خانگی مختلف که به بازار عرضه شده اند هر کدام انواع خاصی از عناصر را از آب حذف می کنند. JK Mwabi و همکاران (2011)، 4 فیلتر مختلف را برای کاهش سختی و آلودگی شیمیایی آب در روستاهای فقیر در آفریقا استفاده کرده و گزارش کردند که تمام چهار فیلتر، فلوراید را به صورتی معنادار کاهش دادند. فیلتر سطلی، دارای قابل توجه ترین تاثیر بوده و 99.9 % عنصر فلوراید را کاهش داد. این نتایج هم چنین نشان دادند که فلوراید، از بین تمام عناصر کاهش یافته ترین عنصر بود. هم چنین، فیلتر گلدانی متخلخل آغشته شده با نقره (SIPP)، 100-90 % از عناصر را کاهش داد.
کلاسن و همکاران در مطالعه خود گزارش کردند که 3 نوع دستگاه تصفیه آب مختلف، فیلتر گرانشی سرامیکی، فیلتر گرانشی رزین تبادل یونی، فیلتر شیر آب رزین یدی، آلودگی باکتری را تا چهار log کاهش داده و یون هایی همانند فلوراید و آرسنیک را نیز کاهش داد.
به علاوه، روش های خاصی برای کاهش مقدار اضافی فلوراید در آب وجود دارند. یکی از بهترین روش های شناخته شده، تکنیک جذب است. ارزیابی 6 دستگاه تصفیه آب تجاری مختلف در هیچ مطالعه دیگری انجام نشده است؛ بنابراین، هیچ مطالعه مشابهی برای مقایسه نتایج به صورت دقیق وجود ندارد. پیشنهاد می شود که بررسی های بیشتر بر روی انواع دستگاه تصفیه آب خانگی انجام شده و استراتژی های بیشتری باید برای حفظ عناصر ضروری آب شیر ابداع شوند.
نتیجه گیری
مطالعه حاضر، اختلافات قابل توجهی را بین مقدار فلورید قبل و پس از فیلتراسیون با دستگاه تصفیه آب خانگی نشان می دهد؛ فیلتراسیون به صورتی قابل توجه، غلظت فلورید را حتی تا 100% در برخی موارد کاهش می دهد.
منابع:
این پژوهش توسط جمعی از محققان ایرانی انجام شده است: