خطرات زیست‌ محیطی کلر

آشنایی با کلر و کاربردهای آن

کلر (Cl₂) یک گاز زرد مایل به سبز با بوی تند و خفه کننده است که به طور طبیعی در طبیعت یافت نمی ‌شود و به صورت ترکیبی در نمک طعام (سدیم کلرید) و سایر مواد معدنی وجود دارد. این عنصر شیمیایی پرکاربرد نقش حیاتی در صنایع مختلف دارد. در صنعت آبکاری برای تمیز کردن و آماده سازی سطوح فلزی قبل از آبکاری استفاده می ‌شود. خرید کلر کلران سمنان 65 درصد ، در تصفیه آب به عنوان یک ضدعفونی کننده قوی برای از بین بردن باکتری ‌ها ، ویروس ‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ های بیماری ‌زا در آب آشامیدنی و فاضلاب به کار می ‌رود. صنعت تولید مواد شیمیایی از کلر برای تولید طیف وسیعی از ترکیبات شیمیایی از جمله پلاستیک ‌ها ، حلال ‌ها ، آفت‌کش ‌ها و مواد شوینده استفاده می ‌کند. در صنعت داروسازی نیز در تولید برخی از داروها و مواد ضدعفونی کننده به کار می ‌رود .

پیشینه استفاده از کلر در صنعت

استفاده از کلر در صنعت به اواخر قرن نوزدهم برمی‌ گردد. در ابتدا کاربرد اصلی آن در صنایع رنگرزی و سفیدکننده بود جایی که خاصیت اکسید کنندگی قوی آن برای از بین بردن رنگدانه ‌ها مورد استفاده قرار می‌ گرفت. با کشف خاصیت ضدعفونی کنندگی کلر انقلاب بزرگی در تصفیه آب رخ داد و این ماده به سرعت به عنوان یک ضدعفونی کننده مؤثر در سیستم‌ های تأمین آب آشامیدنی پذیرفته شد. در قرن بیستم با توسعه صنایع شیمیایی کاربرد کلر به طرز چشمگیری گسترش یافت. تولید ترکیبات کلردار مانند PVC (پلی وینیل کلراید) و سایر پلاستیک‌ ها ، حلال ‌ها و آفت‌کش ‌ها نیاز به کلر را به شدت افزایش داد. همزمان استفاده از کلر در صنایع کاغذسازی ، نساجی و تولید مواد دارویی نیز رو به افزایش نهاد. رشد جمعیت و افزایش تقاضا برای محصولات شیمیایی باعث افزایش تولید و مصرف کلر در جهان شد که این امر پیامدهای زیست ‌محیطی قابل ‌توجهی به همراه داشته است.

اثرات کلر بر کیفیت آب ‌های طبیعی

استفاده از کلر در تصفیه آب اگرچه در کنترل پاتوژن ‌ها مؤثر است ولی اثرات منفی بر کیفیت آب‌ های طبیعی و اکوسیستم‌ های آبی دارد. کلر آزاد باقیمانده در آب پس از تصفیه با مواد آلی موجود در آب واکنش داده و ترکیبات جانبی خطرناکی مانند تری هالومتان ‌ها (THMs) و هالواستیک اسیدها (HAAs) را تولید می کند. این ترکیبات سمی بوده و باعث ایجاد سرطان و مشکلات تنفسی خواهند شد. علاوه بر این کلر بر تنوع زیستی آبزیان تأثیر منفی می گذارد. غلظت ‌های بالای کلر برای ماهی ‌ها ، حشرات آبزی و سایر موجودات زنده در آب سمی می باشد و به جمعیت آنها آسیب می رساند. همچنین کلر می ‌تواند بر چرخه مواد مغذی در اکوسیستم ‌های آبی تأثیر بگذارد و به تعادل طبیعی آنها آسیب وارد کند.

تأثیرات کلر بر سلامت موجودات زنده

کلر آزاد در محیط‌ های طبیعی خطرات جدی برای سلامت موجودات زنده دارد. در گیاهان کلر باعث آسیب به بافت ‌های گیاهی ، کاهش رشد و حتی مرگ گیاه می شود. این آسیب از طریق اکسیداسیون و تخریب ساختار سلولی رخ می‌ دهد. حیوانات نیز به شدت تحت تاثیر قرار می ‌گیرند؛ تماس مستقیم با کلر در آب یا هوا سبب تحریک پوست ، چشم و مجاری تنفسی خواهد شد. غلظت بالای این ماده در آب برای ماهی ‌ها و سایر موجودات آبزی کشنده می باشد. در انسان‌ ها استنشاق کلر منجر به سرفه ، تنگی نفس ، درد قفسه سینه و در موارد شدید به ادم ریوی می شود. تماس پوستی با کلر باعث سوختگی و تحریک پوستی می ‌شود. همچنین مصرف آب حاوی کلر آزاد به مشکلات گوارشی و افزایش خطر ابتلا به برخی سرطان ‌ها منجر می شود. تری هالومتان ‌ها (THMs) و هالواستیک اسیدها (HAAs) که در اثر واکنش کلر با مواد آلی در آب تشکیل می ‌شوند نیز بسیار سمی هستند و بر سلامت انسان تأثیر منفی می‌ گذارند.

کلر و آلودگی خاک

کلر اگرچه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و کشاورزی کاربرد دارد اما به عنوان یک آلاینده‌ ی خطرناک برای خاک عمل میکند. ورود کلر به خاک از طریق منابع مختلفی مانند پساب ‌های صنعتی ، کودهای شیمیایی کلردار و استفاده از آفت ‌کش‌ ها رخ می ‌دهد. این آلودگی عواقب جدی برای سلامت خاک و کیفیت محصولات کشاورزی دارد. اثرات منفی کلر بر خاک ‌ها به چندین شکل بروز می‌ یابد. کلر PH خاک را تغییر داده و آن را اسیدی ‌تر یا قلیایی ‌تر می کند که این امر بر دسترسی گیاهان به مواد مغذی تأثیر می‌ گذارد. همچنین با کاتیون ‌های ضروری در خاک واکنش داده و در دسترس بودن آنها را برای گیاهان کاهش می دهد. این امر موجب کاهش رشد گیاهان و کاهش کیفیت محصولات کشاورزی خواهد شد. علاوه بر این کلر ساختار خاک را تغییر داده و باعث فرسایش خاک می شود. کلر ذرات خاک را تجزیه کرده و باعث کاهش حاصلخیزی خاک خواهد شد. این امر منجر به کاهش توانایی خاک در نگهداری آب و مواد مغذی می شود. همچنین حضور کلر در خاک ، فلزات سنگین را در خاک محلول‌ تر کرده و جذب آنها توسط گیاهان را افزایش می دهد که موجب آلودگی محصولات کشاورزی با فلزات سنگین می‌ شود. به طور کلی آلودگی خاک با کلر باعث کاهش کیفیت کشاورزی ، کاهش عملکرد محصولات ، افزایش هزینه ‌های تولید و تهدید سلامتی انسان و محیط زیست می شود. کنترل و کاهش ورود کلر به خاک از طریق مدیریت مناسب پساب ‌های صنعتی و استفاده‌ی پایدار از کودها و آفت‌کش ‌ها ضروری است.

نقش کلر در انتشار گازهای گلخانه ‌ای

تولید کلر به ویژه از طریق الکترولیز محلول نمک طعام انرژی زیادی مصرف می ‌کند که اغلب از منابع فسیلی تأمین می ‌شود و در نتیجه دی اکسید کربن (CO2) وارد جو می ‌شود. لذا بررسی استانداردهای جهانی ایمنی کلر یکی از اولویت های جوامع می باشد. همچنین تولید و استفاده از ترکیبات کلردار مانند CFCها (کلرو فلوئوروکربن‌ ها) در گذشته نقش مهمی در تخریب لایه اوزون و اثر گلخانه ‌ای داشته است اگرچه استفاده از آنها به شدت کاهش یافته است. تولید برخی پلاستیک‌ های کلردار مانند PVC نیز به انرژی قابل توجهی نیاز داشته و به انتشار گازهای گلخانه ‌ای کمک می ‌کند. علاوه بر این فرآیندهای دفع ضایعات حاصل از صنایع کلر نیز منجر به انتشار گازهای گلخانه ‌ای می شوند. در مجموع کاهش انتشار گازهای گلخانه ‌ای مرتبط با کلر نیازمند استفاده از انرژی ‌های تجدیدپذیر ، توسعه‌ ی فرآیندهای تولید کارآمدتر و جایگزینی ترکیبات کلردار با مواد سازگار با محیط زیست است.

خطرات ناشی از رهاسازی کلر در دریاها

رهاسازی کلر در دریاها چه به صورت مستقیم و چه به صورت غیرمستقیم از طریق پساب ‌های صنعتی یا کشاورزی خطرات جدی برای اکوسیستم ‌های دریایی ایجاد می ‌کند. کلر به عنوان یک ماده اکسیدکننده قوی به بافت ‌های حیوانات دریایی آسیب می ‌رساند و سبب مرگ و میر آنها می شود. غلظت‌ بالای کلر به ‌طور مستقیم بر روی آبشش ‌ها و پوست ماهی ‌ها و سایر موجودات دریایی تأثیر گذاشته و منجر به خفگی و مرگ آنها می شود. علاوه بر این با مواد آلی موجود در آب واکنش داده و ترکیبات جانبی خطرناک مانند تری هالومتان ‌ها (THMs) و هالواستیک اسیدها (HAAs) را تولید می کند. این ترکیبات سمی هستند و به سلامت آبزیان آسیب رسانده و زنجیره غذایی دریایی را مختل می کنند. کلر همچنین بر روی فتوسنتز جلبک ‌ها و گیاهان دریایی تأثیر منفی گذاشته و باعث کاهش اکسیژن در آب می شود. کاهش اکسیژن باعث مرگ و میر گسترده موجودات دریایی شده و به طور کلی به تعادل اکوسیستم دریایی آسیب می رساند.

مسمومیت کلری در منابع آبی

مصرف آب با کلر بیش از حد مجاز منجر به مشکلات گوارشی ، تحریک پوست و چشم و در موارد شدیدتر آسیب به دستگاه تنفسی خواهد شد. مطالعات نشان داده ‌اند که تماس طولانی مدت با کلر خطر ابتلا به برخی سرطان ‌ها را افزایش می دهد. تری هالومتان ‌ها (THMs) ترکیبات جانبی سرطان ‌زای حاصل از واکنش کلر با مواد آلی در آب، خطر دیگری هستند که با غلظت بالای کلر افزایش می ‌یابد. حیوانات نیز در معرض خطرات ناشی از کلر در آب قرار دارند. آلودگی منابع آبی با کلر به زنجیره غذایی آسیب رسانده و تنوع زیستی را تهدید می کند.

تأثیر کلر بر تنوع زیستی در تالاب ‌ها و رودخانه ‌ها

کلر به عنوان یک اکسیدکننده قوی بر روی بافت ‌های زنده موجودات آبزی اثر منفی گذاشته و سبب مرگ و میر آنها می ‌شود. این تاثیر به ویژه در اکوسیستم ‌های حساس مانند تالاب‌ ها با تنوع زیستی بالا بیشتر نمایان است. غلظت بالای کلر PH آب را تغییر داده و در دسترس بودن اکسیژن محلول را کاهش می ‌دهد که منجر به خفگی موجودات آبزی می‌ شود. علاوه بر این کلر با مواد آلی موجود در آب واکنش داده و ترکیبات سمی جانبی تولید می ‌کند که بر زنجیره غذایی و سلامت اکوسیستم تاثیر مخرب می ‌گذارند. مدیریت صحیح پساب‌ های صنعتی و کشاورزی و کنترل دقیق میزان کلر در آب ‌های سطحی برای حفاظت از تالاب ‌ها و رودخانه ‌ها و حفظ تنوع زیستی آنها امری بسیار مهم می باشد.

آسیب ‌های کلر به پوشش ‌های گیاهی و کشاورزی

تماس مستقیم با کلر موجب سوختگی برگ‌ ها ، کاهش فتوسنتز و در نتیجه کاهش رشد گیاه می‌ شود. این ماده به طور مستقیم به ریشه ‌ها آسیب رسانده و جذب آب و مواد مغذی را مختل می کند. این امر به کاهش حاصلخیزی زمین ‌ها و کاهش عملکرد محصولات کشاورزی منجر خواهد شد. علاوه بر این با مواد آلی خاک واکنش داده و ترکیبات سمی تولید می کند که به میکروارگانیسم ‌های مفید خاک آسیب رسانده و چرخه مواد مغذی را مختل می‌ کند. در نتیجه استفاده بیش از حد یا نادرست کلر در کشاورزی به کاهش کیفیت محصولات ، کاهش بازده و در درازمدت به تخریب خاک و کاهش حاصلخیزی منجر می شود.

آموزش و آگاهی ‌بخشی درباره خطرات کلر

عدم آگاهی از خطرات ناشی از کلر باعث استفاده نادرست و رهاسازی بی ‌رویه ‌ی آن در محیط زیست می ‌شود که عواقب جبران ‌ناپذیری برای اکوسیستم ‌ها و سلامت انسان به همراه خواهد داشت. آموزش باید بر خطرات کلر برای موجودات زنده ، آلودگی آب و خاک ، تخریب لایه اوزون و تولید ترکیبات سمی جانبی متمرکز باشد. روش ‌های پیشگیری مانند استفاده صحیح از کلر در مصارف صنعتی و خانگی ، دفع مناسب ضایعات کلردار و جایگزینی با مواد سازگار با محیط زیست باید به طور شفاف آموزش داده شوند. آموزش از طریق برنامه ‌های آموزشی در مدارس ، دانشگاه ‌ها ، کارگاه ‌های تخصصی و کمپین ‌های آگاهی ‌رسانی عمومی انجام شود. استفاده از رسانه‌ های مختلف از جمله رسانه‌ های اجتماعی ، برای انتشار اطلاعات دقیق و قابل فهم نیز ضروری است. تنها با افزایش آگاهی عمومی می ‌توان از خطرات زیست ‌محیطی کلر کاست و آینده ‌ای پایدارتر را برای نسل‌ های آینده تضمین کرد.