اهمیت آب و نقش حیاتی آن در زندگی انسان، حیوان، نبات و محیط زیست آنقدر روشن است که نیاز به دلیل و برهان ندارد. بسیاری از مشکلات بهداشتی کشورهای در حال پیشرفت ناشی از عدم برخورداری از آب آشامیدنی سالم است. از آنجایی که محور توسعه پایدار، انسان سالم است و سلامت انسان در گرو بهره مندی از آب آشامیدنی مطلوب می باشد بدون تامین آب سالم جایی برای سلامت مثبت و رفاه جامعه، وجود ندارد. آب از دو بعد بهداشتی واقتصادی حائز اهمیت است. از بعد اقتصادی به حرکت درآورنده چرخ صنعت و رونق بخش کشاورزی است. از بعد بهداشتی آب با کیفیت تضمین کننده سلامت انسان است.

اگر چه از دید ما پنهان است، اما آب دارای آثار بسیار زیادی در حیات جانداران به ویژه انسان می باشد. آب آشامیدنی علاوه بر تامین مایع مورد نیاز بدن به مفهوم مطلق آن یعنی H2O ، در بردارنده املاح و عناصر ضروری برای موجودات زنده و انسان می باشد که کمبود پاره ای از آن‌ها در آب ایجاد اختلال در بدن موجود زنده می کند. از طرفی آب آشامیدنی در بردارنده عناصر و ترکیبات شیمیایی سمی نیز می باشد که برخی از آنها سرطان زا بوده و برای سلامتی انسان بسیار مضر هستند. همچنین موجودات ذره بینی گوناگونی نیز در آب پیدا می شوند

 که بعضی از آنها بیماری زا بوده و ایجاد بیماری های عفونی خطرناکی می کنند. بنابراین توسعه فناوری های مختلف جهت تهیه و تامین آب آشامیدنی سالم برای جامعه از اهمیت بالایی برای ارتقاء سلامت جامعه برخوردار است.

فن‌آوری نانو با راهکارهای نوین و جدید خود اظهار می‌دارد كه مواد با پایه نانو می‌توانند به فن‌آوری‌های تصفیه آب ارزان قیمت‌تر، بادوام‌تر و مؤثرتری منجر شوند، و بخشی از نیازهای كشورهای در حال توسعه را برآورده ‌سازند. بر این اساس با توجه به توانمندی های فراوان فناوری نانو نسبت به روش های قدیمی و سنتی موجود، در حذف و کنترل آلودگی های محیطی و همچنین تصفیه و جلوگیری از انتشار آلودگی ها، می توان آن را به عنوان یک تکنولوژی سبز و ابزاری موثر برای دستیابی به توسعه ای پایدار ، چه از نظر اقتصادی و چه از نظر بهره وری بیشتر در نظر گرفت. لذا در این پروژه کاربردهای نانوجاذب های بر مبنای کیتوسان در تصفیه آب آشامیدنی برای حذف آرسنیک سه ظرفیتی و باکتری مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

1-2- آرسنیک

آرسنیک سومین عنصر گروه پنجم جدول تناوبی است. عدد اتمی آن 33 و جرم اتمی آن 92/74 می باشد. این عنصر با ظرفیت های مختلف و نیز به صورت معدنی و آلی در طبیعت یافت می شود. میزان آرسنیک در پوسته زمین 8/1 میلی گرم در کیلوگرم بوده، معمولاً به صورت ترکیب با گوگرد و یا فلزاتی نظیر مس، کبالت، سرب، روی و غیره یافت می شود. از این عنصر در کشاورزی، دامداری، پزشکی، الکترونیک، صنعت و متالوژی استفاده می گردد [1]. آرسنیک در اثر انحلال مواد معدنی موجود در سنگ ها و خاک هایی که تحت تاثیر عوامل فرساینده طبیعی قرار گرفته اند در لایه های زمین پخش شده و باعث آلودگی آب می گردد. آرسنیک بی رنگ ، بی بو ، بی مزه و بسیار سمی و سرطان زاست. همچنین آرسنیک سه ظرفیتی(آرسنیت) در اکثر اوقات سمی تر از نوع پنج ظرفیتی (آرسنات) می باشد . آلودگی آرسنیک در آب، به خصوص آب های زیر زمینی، به دلیل سمیت و مخاطره آمیز بودن آن، به عنوان یک مشکل اساسی در جوامع مختلف مطرح است. در آب های طبیعی آلوده مقدار آن در حد 1 تا 2 میلی گرم در لیتر نیز گزارش شده است[3]. مصرف طولانی مدت این عنصر سبب ایجاد سرطان می شود [4]. براساس تقسیم بندی سازمان بین المللی تحقیقات سرطان (IARC)، ترکیبات غیر آلی آرسنیک در گروه یک (سرطان زا برای انسان) قرار دارند [5]. این عنصر به عنوان آلاینده مهم آب آشامیدنی به ویژه در نواحی آسیای جنوبی شناخته شده است. در این نواحی میلیون ها نفر در خطر ابتلا به بیماری های مرتبط با آرسنیک می باشند [6].

در ایران نیز مواردی از آلودگی در استان های خراسان و کردستان گزارش شده است. بر اساس مطالعات صورت گرفته غلظت آرسنیک در آب آشامیدنی 10 روستا در استان کردستان بیش از غلظت مجاز بوده و تغییرات آن بین 10 تا 500 میکروگرم در لیتر گزارش شده است[7]. سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا و سازمان جهانی بهداشت بر مبنای مطالعات انجام گرفته، کاهش مقادیر مجاز آرسنیک در آب آشامیدنی از 50 به 10 میکرو گرم در لیتر را مد نظر قرار داده [8] تا از طبیعت سرطان زایی آرسنیک در سیستم گوارشی انسان جلوگیری به عمل آورده و از طرفی از عوارض کبدی، ریوی، کلیه و اثرات پوستی ممانعت نماید [9]. این عنصر از طریق پوست، سیستم تنفسی و گوارشی جذب بدن شده و سپس به صورت وسیعی در جریان خون آشکار می شود. مطالعات انجام شده اثرات سرطان زایی آرسنیک را که از طریق تنفس و خوردن وارد بدن انسان می شود به اثبات رسانیده است که البته این خطرات به عواملی از قبیل مدت مواجهه، راه ورود آرسنیک به بدن، نوع و منبع آرسنیک بستگی دارد . از طرفی مسمومیت مزمن با آرسنیک ممکن است بر برخی از اندام های بدن نظیر اندام های تنفسی، گوارشی، خون، کبد، کلیه، و پوست و قلب و عروق تاثیر گذارد [12]. بر اساس استاندارد آب آشامیدنی ایران، حداکثر غلظت این آلاینده در آب شرب برابر 50 میکروگرم در لیتر تعیین شده است.

[1] – Arsenite

[2] – Arsenate

[3]– International Association on Research Cancer