در صنعت نساجی طیف وسیعی از رنگ­ها و سایر مواد شیمیایی به کار برده می­شود. بسیاری از این مواد در انتهای تولید قابل بازیافت نبوده و به عنوان یک فاضلاب تغییر ماهیت می­دهند. رنگ­هایی مثل رنگ مستقیمترکیبات شیمیایی رنگی به عنوان یکی از مهمترین مواد آلوده کننده در محیط زیست مطرح می­باشد. رنگ تولید شده در صنعت برای اکوسیستم­های آبی در رودخانه­ها و دریاچه­ها به دلیل ممانعت از نفوذ نور به درون آب بسیار مضر و خطرناک می­باشد.

[۱] تمایل شدیدی به آب داشته و سریعاً در آن حل می­شود. پتانسیل سمیت این رنگ به اثبات رسیده است. رنگ­های صنعتی یا مصنوعی با بنیان بنزن (C₁₂H₁₂N₂) سرطان­زا شناخته شده­اند. همچنین استفاده نادرست از فاضلاب نساجی محیط زیست را با مشکل بزرگی روبرو می­کند. از این رو ضروری است تا رنگ­های تولید شده در صنایع نساجی قبل از رسیدن به آب­های سطحی و زیر سطحی بازیافت یا حذف شوند.

جذب سطحی آلودگی­های رنگی، لخته­سازی یا منعقدکردن به کمک فرایندهای بیولوژیکی جزو تکنولوژی­های جدید برای حذف رنگ از فاضلاب نساجی به شمار می­آید. روش جذب سطحی با کربن فعال (اگر چه هزینه بر و مشکل است) یکی از موثرترین و مطمئن­ترین روش­های فیزیکوشیمیایی در جذب رنگ­ها می­باشد. لخته سازی یا انعقاد ترکیبات مضر با استفاده از زاج سفید، سولفات فریک، آهک و بعضی ترکیبات آلی پلیمری و سنتز شده در حذف رنگ­های مازاد و فاضلاب صنایع نساجی موثر می­باشند.

لخته کننده­های طبیعی مانند پلی­ساکاریدها برخلاف مواد غیر آلی به صورت قابل توجهی با محیط زیست سازگار هستند. اخیراً در کشورهای توسعه یافته از پلی­ساکاریدها برای لخته­کردن یا منعقدسازی فاضلاب صنعتی استفاده می­شود. حذف رنگ­های صنعتی از فاضلاب نساجی با این روش هزینه­ی کمتری داشته و مواد طبیعی مورد استفاده برای محیط زیست خطر آفرین نیستند.

از پلیمرهای طبیعی عمدتاً پلی­ساکاریدها می­توانند به عنوان جاذب­های سطحی به کار گرفته شوند. این مواد جزو منابع تجدید پذیر بوده و قابلیت تجزیه بیولوژیکی در محیط مورد استفاده را دارند. ترکیبات پلی­ساکاریدی مانند ترکیبات موسیلاژی از جمله جاذب­های سطحی می­باشند.

محققان در مطالعه­ای از موسیلاژ موجود در غلاف تمبرهندی برای حذف رنگ­ها از فاضلاب استفاده کردند. هدف آنها تعیین اندازه پی اچ موسیلاژ و مدت زمان لازم در شرایط بهینه­ی لخته­سازی بود. محققان ابتدا موسیلاژ را استخراج و تخلیص کردند. برای این منظور ابتدا بذور شسته می­شوند سپس درون آب مقطر به مدت یک شبانه روز به صورت راکد خیسانده می­شوند. در این مدت مواد موسیلاژی به درون آب مقطر خارج می­شوند. در این مرحله ترکیبات موسیلاژی به کمک پارچه چیت به عنوان فیلتر از آب جدا می­شوند. سپس با نسبت سه به یک، ایزوپروپانول به ماده استخراجی مایع (موسیلاژ محلول) اضافه می­شود. سپس باقیمانده را با استون جهت حذف ناخالصی­ها ۲ یا ۳ بار شستشو داده و سرانجام آن را در آون ۴۰ درجه به مدت ۲۴ ساعت می­خشکانند و برای مصارف آزمایشگاهی نگهداری می­کنند.

در آنالیز ترکیب موسیلاژ تمبرهندی قندهای د- گالاکتوز، د- گلوکز و د- زایلوز شناسایی شده­اند. گرانروی ذاتی موسیلاژ این گیاه در حدود ۳/۲۰ dl/g[2] می­باشد.

اعمال تیمار موسیلاژ به فاضلاب جهت حذف ناخالصی­های رنگی نشان می­دهد حداکثر حذف و لخته سازی در رنگ وَت[۳] و رنگ زرد طلایی و رنگ مستقیم به میزان ۶۰ درصد و برای رنگ قرمز تیره پودری[۴] (این رنگ محلول در آب بوده و یک ترکیب رنگی آزو[۵] می­باشد) در حدود ۲۵ درصد می­باشد. مشخص شده است که بهینه زمان برای حذف رنگ­ها از فاضلاب نساجی برای ۱۰ میلی­گرم در لیتر رنگ زرد طلایی و ۱۵ میلی­گرم رنگ قرمز تیره پودری در حدود یک الی دو ساعت می­باشد. یعنی باید ترکیب موسیلاژی به این مدت در فاضلاب قرار گیرد.

علت کارا بودن ترکیبات موسیلاژی در حذف ناخالصی­های رنگی، وجود جاذبه الکترواستاتیکی بین ملکول­های رنگ و یون سدیم موجود در موسیلاژ می­باشد. استفاده از موسیلاژ برای تصفیه رنگ­های موجود در فاضلاب صنایع به علت کم هزینه بودن و عدم آسیب رسانی به محیط زیست موثر و قابل قبول می­باشد. البته افزایش غلظت مصرفی موسیلاژ به عنوان ماده لخته کننده و جذب کننده رنگ باعث افزایش جذب به صورت کامل و کلی نمی­شود. بلکه این واکنش برای رنگ­های مختلف درصد حذف گوناگونی نشان می­دهد. یعنی ممکن است حذف رنگ طلایی با افزایش غلظت موسیلاژ افزایش یابد ولی با افزایش از یک حد معین روند لخته­سازی نزولی شود.

رابطه میزان پی اچ با درصد حذف ترکیبات رنگی از فاضلاب صنایع نساجی نشان دهنده بهینه عملکرد در شرایط خنثی می­باشد. به گونه­ای که حداکثر حذف در پی اچ خنثی بوده و با افزایش پی اچ به ۴ میزان حذف قابل توجه بوده و با افزایش اسیدیته میزان حذف به شدت کاهش می­یابد (میشرا و باجپائی، ۲۰۰۶).

میشرا و باجپائی (۲۰۰۶) مطالعات گسترده­ای در مورد چگونگی خارج شدن مواد سوسپانسیونی از فاضلاب توسط موسیلاژ انجام دادند. آنها نشان دادند خارج شدن ترکیبات معلق فاضلاب نساجی بوسیله موسیلاژ اسفرزه (پسیلیوم) به کمک پلی­ساکاریدهای آنیونی می­باشد. آنها بیش از ۹۰ درصد کارایی برای این روش گزارش کردند. همچنین در استفاده از موسیلاژ این گیاه ۶۸ درصد از مواد معلق سوسپانسیونی و البته همه­ی مواد غیر قابل حل خارج می­شوند. این کارایی موسیلاژ بستگی به پی اچ محیط و فاضلاب دارد. بهترین پی اچ برای حذف مواد معلق سوسپانسیونی و مواد جامد غیرمحلول درون فاضلاب به ترتیب اسیدی و خنثی می­باشد. آنها همچنین بهترین مدت زمان برای تصفیه فاضلاب با غلظت ۶/۱ میلی­گرم در لیتر را ۳ تا ۵ ساعت اعلام کردند. موسیلاژ غلظت رنگ را بوسیله ته نشین کردن و جداسازی از فاضلاب کاهش می­دهد.

در مطالعه­ی دیگری اثر پودر مغز بذور تمبرهندی جهت ته نشین کردن دوغاب رس تست شد. در این آزمایش معلوم شد موسیلاژ تمبرهندی می­تواند برای کاهش کدری و تیرگی دوغ آب رس مورد استفاده قرار گیرد.

همچنین پلی­ساکارید موسیلاژی بدست آمده از سبوس و گوشت بذر گل ختمی[۶] و سبوس بامیه برای کاهش تیرگی فاضلاب­های بیولوژیکی موثر می باشد.

اخیراً میشرا و باجپائی (۲۰۰۶) ترکیب موسیلاژ بامیه را با مخلوط پلی اکریلونیتریل

[۷] و اکریلامید[۸] تغییر دادند. ولی هنوز آزمایشاتی در مورد ویژگی­های خارج کردن مواد معلق سوسپانسیونی از درون فاضلاب بوسیله این ترکیب موسیلاژی صورت نگرفته است. نتایج تحقیق آنها نشان می­دهد موسیلاژ بامیه بهتر از موسیلاژ ختمی قدرت حذف ناخالصی فاضلاب را دارد. در جدول ۱-۵ مقایسه­ی ساده­ای بین موسیلاژ گونه­های  مختلف گیاهی در حذف یا کاهش مواد سوسپانسیونی معلق (SS) و کاهش کدری[۹]  نشان داده شده است (آناستاکیس، ۲۰۰۹).

جدول: مختصات تصفیه فاضلاب­های گوناگون با استفاده از ترکیبات موسیلاژی

غلاف میوه بامیه در آسیا به عنوان سبزی، غذا و کاربردهای دارویی مثل ادرار آور، درمان بیماری­های دندانی، سوزش­های روده­ای و غیره به کار می­رود. این ویژگی­ها نشان می­دهد منشاء این اثرات مربوط به محتوای بالای ترکیبات پلی­ساکاریدی در غلاف میوه بامیه می­باشد (نیپاپورن و همکاران، ۲۰۰۹).

تحقیقات نشان می­دهد برخی اجزای سازنده موسیلاژ مانند قندهای آرابینوز، گالاکتوز و رامنوز هیچ نقش فعالی در لخته­سازی یا منعقدکردن محلول موسیلاژی ندارند. همچنین معلوم شده است افزودن گالاکترونیک اسید به محلول باعث تشکیل لخته موسیلاژی (یا ژله­ای) می­شود.

در آزمایشات تصفیه آب معلوم شد عامل اصلی در ترکیب موسیلاژ جهت حذف کدری آب گالاکترونیک اسید می­باشد به طوری که اگر موسیلاژ استخراج شده از برگ (پد) گیاهان اپونتیا به درون آب کدر اضافه شود فقط ۵۰ درصد کدری آب را می­تواند رفع کند (میلر و همکاران، ۲۰۰۸).

مهدی قنبری