Methylene blue m'chilengedwe: zimene imakumana nazo, kuopsa kwake ku zamoyo za m'madzi, ndi madzi onyansa

Pali magulu awiri osiyana a zolemba za kafukufuku omwe amagwiritsa ntchito dzina lakuti methylene blue. Loyamba ndi zolemba zoyezera zimene zili m'chilengedwe: ndi zochepa, zimapereka miyeso ya manambala, ndipo zimakhala ndi zoyenerera zambiri. Lina ndi zolemba za njira zochotsera utotowu: ndi zambiri kwambiri, zimapereka mfundo motsimikiza, ndipo pafupifupi zonse zimachokera pa zosakaniza zopangidwa mu labotale. Kutenga gulu lachiwiri ngati kuti ndi loyamba ndiye cholakwika chachikulu pa nkhaniyi. Pepala la kafukufuku limene limachotsa 95 peresenti ya utoto m'botolo la labotale lowonjezeredwa utoto lasonyeza khalidwe la chinthu chochotsera utoto, osati kuchuluka kwa utoto m'chilengedwe.

Nkhaniyi imasiyanitsa magulu awiriwa. Choyamba ikufotokoza zimene molekyuluyi imakumana nazo m'madzi, kenako zizindikiro za kuopsa kwake zimene zayezedwa, ndipo potsiriza zimene manambala a madzi onyansa amafotokoza kwenikweni.

Zimene imakumana nazo: ayoni ya mtengo wa positi imene imasungunuka n'kumamatira ku zinthu zolimba

Methylene blue imasungunuka mosavuta ndipo imakhalabe ndi mtengo wa magetsi wa positi pa pH yofala m'chilengedwe. Zolemba zosonkhanitsa mfundo zimasonyeza kusungunuka kwa pafupifupi 43,600 mg/L pa 25 C, ndipo kuwunika mozama kwa kafukufuku wa mmene imachitira ndi kuwala kwa mu 2025 kumatsimikizira kuti utotowu umakhala makamaka ngati ayoni ya MB ya mtengo wa positi pa pH ya pafupifupi 3.5 mpaka 11.5. Choncho kutuluka kwake m'madzi n'kusanduka mpweya ndi kochepa kwambiri. Kumamatira kapena kulowa mu zinthu zina ndi njira yofunika kwambiri.

Popeza utotowu uli ndi mtengo wa positi, umamamatira kwambiri ku malo okhala ndi mtengo wa magetsi wa negatifu: dongo, zinthu zokhazikika pansi pa madzi, matope a madzi onyansa, ndi zinthu zochokera ku zamoyo. Kafukufuku wakale wa nthaka wotchulidwa m'zolemba za mfundo anapeza kuti utotowu umatengedwa kwambiri ndi zinthu za organic, montmorillonite, ndi kaolinite, ndipo gawo lochepa lokha ndi limene lingatulutsidwe. Kafukufuku wa kusinthana kwa ayoni mu dongo amasonyeza mwachindunji kuti zimenezi zimachitika mwa kusinthana kwa ayoni za mtengo wa positi, ndipo zimadalira pH, ayoni ena amene akupikisana nawo, ndi kuchuluka kwa utoto. Koc yoyerekezedwa ya pafupifupi 8,000, imene imatchulidwa kawirikawiri, imaneneratu zotsatira zofanana, koma muyenera kuitenga ngati chiyerekezo cha utoto wokhala ndi ayoni osati mtengo wokhazikika woyezedwa. Ubale wa Koc wogwiritsidwa ntchito kawirikawiri unapangidwa pogwiritsa ntchito zinthu za organic zopanda mtengo wa magetsi, ndipo suyimira bwino ayoni.

Matope okhala ndi tizilombo ogwiritsidwa ntchito pokonza madzi onyansa amatenga utotowu mwa njira yomweyi, ngakhale osauwononga ndi zamoyo. Kafukufuku wochitidwa m'magawo pa matope ouma anasonyeza mphamvu yotenga utoto ya Langmuir ya pafupifupi 256 mg ya utoto pa gramu ya matope pa pH 7, ndipo kafukufuku wotsatira wogwiritsa ntchito zinthu za polima zotuluka kunja kwa maselo anafika pafupifupi 366 mg/g, ndi kufanana kwa kutenga ndi kutulutsa utoto kufikiridwa m'mphindi zochepa. Izi ndi mphamvu zotenga utoto zoyezedwa mu labotale, osati liwiro lochotsera utoto m'malo okonzera madzi onyansa, koma zimafotokoza chifukwa chake mtundu wa utoto ungachoke m'madzi n'kulowa mu zinthu zolimba pamene molekyuluyo ikadalipo.

Kuwala kwa dzuwa kokha si njira yodalirika yochotsera utotowu. Kuwunika kwa kafukufuku wa njira zochotsera methylene blue kumafotokoza kuyesa kumodzi kumene kunachotsa pafupifupi 8 peresenti yokha pambuyo pa 10 maola a kuwonongeka ndi kuwala popanda chothandizira, komanso mayeso angapo oyerekezera a kuwala kooneka amene anataya utoto wochepa kwambiri. Musapatse utotowu nthawi imodzi ya kuchepa kufika theka chifukwa cha dzuwa imene ingagwire ntchito paliponse. Mphamvu ya kuwala kofika pa utotowo, pH, okosijeni, zinthu zolimba zoyandama m'madzi, ndi mmene utoto umadzithandizira kuyankha ku kuwala zonse zimasintha zotsatira.

Zolemba za kuwonongeka ndi zamoyo zili ndi kusowa kwakukulu pakati pake. Pa nkhaniyi, sizinapezeke zotsatira zomveka bwino za mayeso a OECD 301 oyesa ngati methylene blue yoyera ingawonongeke mosavuta ndi zamoyo. Mapepala oyambirira a kafukufuku wa kuchotsa utoto nthawi zambiri amatcha utotowu woimira mitundu ya utoto yosagonja mosavuta ku kuwonongeka ndi zamoyo, ndipo mapepala ena a chitetezo amati siwowonongeka mosavuta ndi zamoyo, koma palibe mwa zimenezi chomwe chingalowe m'malo mwa deta ya mayeso ovomerezeka. Mabakiteriya osankhidwa okulitsidwa ndi magulu a tizilombo omamatirana amatha kuchotsa mtundu kapena kusintha utotowu mumikhalidwe yokonzedwa kuti igwire ntchito bwino. Choncho mfundo imene inganenedwe ndi umboni ndi yochepa: nthawi zambiri amafotokozedwa kuti suwonongeka mosavuta, ndipo sipanapezeke mtengo wotsimikiziridwa wa kupambana kapena kulephera mayeso ovomerezeka. Zochitika za makemikolo posintha utotowu zimadziwika bwino kuposa pamenepo. Kuchotsa magulu a methyl pa nayitrogeni mwa oxidation kumachitika pafupifupi kuchokera ku utoto woyambirira kudzera mu Azure B, Azure A, Azure C, ndi thionine, pamene mikhalidwe ya reduction imasintha utotowu kukhala leucomethylene blue yopanda mtundu. Choncho madzi ooneka bwino pambuyo pa reduction si umboni wakuti utotowo wawonongedwa. Chimake cha phenothiazine chingakhalebe chosawonongeka mtundu utatha.

Kuopsa ku zamoyo za m'madzi: zizindikiro zoyezedwa, limodzi ndi mikhalidwe yake

Mayeso ovomerezeka a kuopsa kwa methylene blue ku zamoyo za m'chilengedwe ndi ochepa, ndipo zotsatira zaposachedwa zimasiyana ndi mitengo ina ya m'mabuku akale a deta ndi maulendo ambiri a khumi. Nambala iliyonse ili pansiyi iyenera kukhala ndi mtundu wa chamoyo, nthawi ya kuyesa, ndi chizindikiro choyezedwa, chifukwa kuchotsa mfundo zimenezi ndi kumene kumafalitsa chisokonezo.

Zotsatira zamakono zosonyeza kukhudzidwa pa kuchuluka kochepa kwambiri ndi za utitiri wa m'madzi. Kafukufuku wa mu 2023 wa zotsatira zovulaza pa Daphnia magna anasonyeza EC50 ya kulephera kuyenda pa 48 maola ya 61.5 maikirogramu pa lita (0.062 mg/L) ndi LC50 ya pa 24 maola ya 0.149 mg/L, komanso zotsatira pa kagwiridwe ka thupi ndi kuberekana pamwamba pa 4.7 maikirogramu pa lita. Kuchuluka komalizaku ndi mlingo umene zotsatira zinaoneka malinga ndi kusanthula kwa manambala kwa olemba kafukufukuyo, osati kuchuluka kopanda zotsatira kovomerezedwa ndi malamulo. Komabe, uthenga wonse ndi womveka: cladocerans zimakhudzidwa pa kuchuluka kochepa kwambiri kuposa kuchuluka kwa utoto kumene nthawi zambiri kumawonjezeredwa mu labotale.

Deta ya nsomba imasonyeza zotsatira zodalira mikhalidwe. Ana a nsomba za fathead minnow omwe anaikidwa mu utotowu pa mayeso a nthawi yochepa ndi a nthawi yapakatikati anapereka mitengo ya LC50 ya pa 96 maola ya 45 mg/L pa 20 C ndi 15 mg/L pa 25 C, ndi mitengo ya zotsatira zopitirirabe pa masiku asanu ndi awiri ya pafupifupi 2.1 mg/L pa kupulumuka ndi 0.6 mg/L pa kukula pansi pa kuwala kwa labotale. Kutentha ndi kuwala zinasintha zotsatira, ndipo zimenezi n'zofunika chifukwa mtundu wa utoto wokha umasintha mmene kuwala kumadutsira m'madzi.

Zamoyo zimene zimapanga chakudya choyambirira zinakhudzidwa pa kuchuluka kwa manambala ang'onoang'ono a digiti imodzi mu gulu limodzi la mayeso otsatira kalembedwe ka OECD. Kuyesedwa kwa 24 mpaka 96 maola kunapereka mitengo ya EC50 yotsika kuchokera pa pafupifupi 62 kufika pa 5.4 mg/L pa Chlorella vulgaris ndi kuchokera pa pafupifupi 5.8 kufika pa 1.1 mg/L pa Spirulina platensis; yomalizayi ndi cyanobacterium osati ndere yokhala ndi phata lenileni la selo. Mayeso achidule a bakiteriya ya m'madzi a m'nyanja ya Vibrio harveyi anayeza EC50 ya kuwala kopangidwa ndi chamoyo pa 15 mphindi ya pafupifupi 18 mg/L pa utoto wosawonongeka. Izi zimafotokoza kukhudzidwa kwa mabakiteriya kwa nthawi yochepa, osati kulepheretsa ntchito ya matope okonzera madzi onyansa.

Zotsatira zina ziyenera kuganiziridwa mwapadera ndi mainjiniya okonza madzi onyansa. Tizilombo timene timachititsa oxidation ya amoniya tinasonyeza kusiyana kwakukulu pakukhudzidwa: archaeon ya Nitrosopumilus maritimus inataya pafupifupi 65 peresenti ya ntchito yake ya oxidation ya amoniya pa 0.010 mg/L, pamene bakiteriya ya Nitrosococcus oceani inafunika pafupifupi 10 mg/L kuti iwonetse zotsatira zofanana pa mayeso oyerekezera kulepheretsedwa kwa ntchito. Zimenezi ndi zomwe zinaoneka za peresenti ya kulepheretsedwa, osati mitengo ya IC50, koma zimasonyeza kuti kusintha kwa amoniya kukhala nitrite kapena nitrate ndi njira yofunika kutetezedwa pamene madzi otulutsidwa ali ndi utotowu.

Mfundo za malamulo zilipo zochepa. Sizinathe kutsimikizira gulu limodzi lovomerezeka la EU la kuopsa ku zamoyo za m'madzi kapena PNEC yapoyera ya ECHA yokhudza methylene blue yokha. Chinthuchi chikupezeka mu zolemba za ECHA popanda nambala imodzi imeneyo, choncho musakope PNEC kuchokera pa pepala la chitetezo la zosungunulira zosakanikirana. Monga chitsanzo cha dziko limodzi, New Zealand imaika utotowu m'gulu la Aquatic Chronic 3, H412, wovulaza ku zamoyo za m'madzi ndi zotsatira zokhalitsa. Izi n'zothandiza pomvetsetsa nkhaniyi, koma si gulu la kuopsa la ku Ulaya.

Chifukwa chake zolemba zogwiritsa ntchito chinthu choimira choipitsa si deta ya kukhudzidwa kwenikweni

Methylene blue imapezeka kwambiri m'magazini a kafukufuku wa kumamatira kwa zinthu ndi wa zochitika za makemikolo zothandizidwa ndi kuwala chifukwa cha ubwino wake pogwira ntchito. Ndi yotsika mtengo, ili ndi mtundu wamphamvu, ndi yosavuta kutsatira ndi njira za spectrophotometry zogwiritsidwa ntchito pa zosakaniza za m'madzi za kuchuluka kochepa, imamatira kwambiri, ndipo ilinso ndi mbiri ya mayeso ovomerezeka kudzera mu ISO 10678 ya malo amene amathandizira zochitika za makemikolo ndi kuwala. Zolemba za mayeso a ISO zenizenizo zimachenjeza kuti kumamatira, kuyera kwa utoto, pH, gwero la kuwala, ndi kufalikira kwa utoto zimabweretsa zolakwika zazikulu, ndipo kulakwika pa kubwereza zotsatira pakati pa malabotale kumafika pafupifupi 30 peresenti. Kusavuta kugwiritsa ntchito sikutanthauza kuimira bwino zimene zimachitika kwenikweni.

Manambala a madzi otayidwa okhala ndi utoto onse pamodzi amawonjezera chisokonezo. Kuwunika kotchulidwa kwambiri kwa madzi otayidwa m'malo opaka utoto kunasonyeza kuchuluka kwa utoto wonse kwa pafupifupi 10 mpaka 250 mg/L, koma izi zikuphatikiza mitundu yambiri ya utoto wa makemikolo osiyanasiyana ndipo siziyenera kutchulidwa ngati kuchuluka kwa methylene blue. Miyeso yeniyeni ya utoto umenewu ndi yotsika kwambiri. Kafukufuku wa madzi onyansa ochokera m'makampani a nsalu ku South Africa anapeza pafupifupi 2.3 mg/L m'madzi olowa ndi 3.2 mg/L m'madzi otuluka olemba kafukufukuyo asanawonjezere utoto mu zitsanzo kufika pa 30 mg/L kuti achite mayeso. Chitsanzo cha madzi ochapira nsalu za batik ku Phuket chinali ndi pafupifupi 3.6 mg/L, zotsimikiziridwa ndi spectrophotometry ndi HPLC. Mitengo ya digiti imodzi imeneyo ndi yotsika ndi pafupifupi ulendo umodzi wa khumi kuposa kuchuluka koyambira kwa 30 mpaka 50 mg/L kofala m'mapepala a kafukufuku wochotsa utoto.

Lamulo lowerenga zolembazi ndi ili: peresenti yochotsedwa imene yanenedwa imafotokoza mmene njira imagwirira ntchito pa chinthu choyesera cha mu labotale pa kuchuluka koyambira kotchulidwako. Kukhudzidwa kwenikweni kumafuna deta yotengedwa pa zitsanzo komanso kudziwa mitundu ya makemikolo imene ilipo. Zolemba zina zokhudza njira zowunikira zimafotokoza mmene kusiyana kumeneku kungakhalire koonekera m'zotsatira zimene zanenedwa.

Kuchotsa utoto: tchulani chizindikiro choyezedwa musananene kuti wachotsedwa

Pali magulu atatu a njira zochotsera utotowu, ndipo lililonse lili ndi njira yake yofala yokokomeza kupambana kwake.

Kumamatira ndi kumamatira ku zinthu zochokera ku zamoyo zimasamutsa utoto kuchokera m'madzi kupita ku chinthu cholimba: kaboni, dongo, zinthu zochokera ku zamoyo, kapena matope. Cholepheretsa pano ndi kusamutsa utoto kuchokera m'gawo lina kupita m'lina, osati kusintha kwa makemikolo. Pokhapokha chinthu chimene chatenga utotocho chawonongedwa kapena chatayidwa motetezeka, utotowo umakhalabe ulipo. Kubwezeretsa utotowo m'madzi kwalembedwa; kafukufuku wina wa kusefa ndi nembanemba ya ultrafiltration anakwanitsa kuletsa pafupifupi utoto wonse poyambirira chifukwa cha kumamatira, kenako anautenganso mwa kutsitsa pH kuti uchoke pamene unamamatirapo. Mayeso ena a nembanemba anasonyeza kusunga utoto kutsika kuchokera pa pafupifupi 20 peresenti kufika pafupifupi 2 peresenti pamene malo omatirapo anadzaza. Zitsanzo zoyambirira zinayeza mphamvu ya chinthu chotenga utoto, osati ya nembanemba.

Oxidation imawononga gawo la molekyulu lopereka mtundu, koma kutha kwa mtundu sikutanthauza kuwonongeka kwathunthu kukhala zinthu zosavuta zopanda organic. Fenton oxidation ya zosakaniza za 10 mpaka 30 mg/L inapereka kuchotsedwa kwa utoto kopitirira 98 peresenti mu ola limodzi pa pH 2 mpaka 3, pamene kufunika kwa okosijeni kwa zochitika za makemikolo kunatsika ndi pafupifupi 81 peresenti yokha. Kugwiritsa ntchito ozoni kunafika pa kuwonongeka kwathunthu kwa mtundu wooneka mu 12 mphindi pa pH 12, ndi kuchepa kwa COD kwa pafupifupi 65 peresenti. Kusiyana pakati pa manambala awiriwo ndi kumene zinthu zapakati za Azure ndi zinthu zochokera ku oxidation yosakwanira zimakhalabe. Kuchotsa mtundu, kuwonongeka, kuchotsa COD, ndi kuwonongeka kwathunthu kukhala zinthu zopanda organic ndi zizindikiro zinayi zosiyana ndipo siziyenera kugwiritsidwa ntchito mosinthana.

Nembanemba zingalepheretse utoto kudutsa pa mlingo wapamwamba pamene madzi olowetsedwa akulamulidwa bwino, kuphatikiza chitsanzo chimodzi cha nanofiltration mu labotale cha pafupifupi 99.8 peresenti yochotsedwa m'madzi olowetsedwa a 100 mg/L. Komabe, zimapanga madzi ena okhala ndi utoto wochuluka amene amafunikirabe kusamaliridwa, ndipo zingadalire pang'ono kumamatira koyambirira kwa ntchito. Kutsimikizira kuti zimagwira ntchito pamlingo wathunthu wa malo okonzera madzi ndi mfundo yosiyana ndi zotsatira za madzi olowetsedwa olamulidwa bwino.

Pa ntchito za pa benchi ya labotale ndi za mayeso oyambirira a njira, zimenezi zimafuna zochita zenizeni. Sungani zinyalala za utoto padera ndipo muzilembe dzina m'malo mothira m'mapaipi otaya madzi zosakaniza za buluu za kuchuluka kochepa poganiza kuti malo okonzera madzi onyansa adzawononga utotowo ndi zamoyo. Kumamatira ku matope n'koyembekezeredwa, pamene kuwonongeka sikutsimikiziridwa. Njira zogwiritsira ntchito zotengera, kusiyanitsa zinyalala, ndi kuzitaya zafotokozedwa mu buku lotsogolera kasamalidwe ka zinyalala za labotale. Malamulo a mtundu wa madzi otulutsidwa, monga malire a 150 PCU a ku India a madzi otayidwa m'makampani a nsalu, amalamulira mtundu umene ukuoneka, osati kuchuluka kwa methylene blue. Choncho palibe njira imodzi yogwira ntchito paliponse yosinthira mayunitsi a mtundu kukhala mg/L m'madzi onyansa osakanikirana.

Chidule chosapotoza mfundo chingalowe m'ndime imodzi. Methylene blue imamatira kapena kulowa kwambiri mu zinthu zina, imawonongeka pang'onopang'ono ndi kuwala popanda chothandizira, ilibe chigamulo chopezeka cha mayeso ovomerezeka a kuwonongeka ndi zamoyo, imasanduka mitundu ya Azure kapena mtundu wake wopanda mtundu wopangidwa ndi reduction m'malo mongosowa, imavulaza zamoyo zina za m'madzi pa kuchuluka kochepera 0.1 mg/L pamene zina zimapirira makumi a mg/L, imapezeka pa kuchuluka kwa digiti imodzi ya mg/L m'madzi otayidwa ochepa amene anayezedwa, ndipo imachotsedwa ndi kumamatira kapena oxidation pokhapokha chizindikiro choyezedwa chafotokozedwa molondola. Zina zonse ndi botolo la labotale lowonjezeredwa utoto limene likudikirira chitsanzo chochokera kumalo enieni.