• الرئيسية
  • الأخبار
  • الصور
  • المكتبة
  • النشاطات
    • النشاطات
    • المقالات
    • الجوائز
    • براءات الاختراع
    • الورش
    • المؤتمرات
    • الاعلانات
  • الأحداث القادمة
  • الكادر
  • البرنامج الأكاديمي
  • مشاريع التخرج
  • المحاضرات
  • تواصل معنا
  • English
default image default image
default image
default image

مقالة علمية للتدريسي كرار علي حسين بعنوان : تلوث الأصباغ الصناعية في النظم البيئية المائية: تحليل متكامل للتأثير البيئي واستراتيجيات المعالجة المتقدمة

15/02/2026
  مشاركة :          
  58

يمثل التصريف الواسع للأصباغ الصناعية من المخلفات الصناعية تهديدًا كبيرًا ومستمرًا لجودة المياه على مستوى العالم. تقدم هذه الورقة دراسة علمية شاملة لتلوث الأصباغ، مع التركيز على الفئتين الرئيسيتين: أصباغ الآزو العضوية والأصباغ غير العضوية المعقدة بالمعادن. نقوم بتجميع المعرفة الحالية حول مصادرها، واستمراريتها البيئية، ومسارات تحولها داخل الأنظمة المائية. كما يتم تقديم تحليل ميكانيكي مفصل للسمية البيئية، يوضح كيف تتسبب الأصباغ في تثبيط عملية البناء الضوئي، واستنزاف الأكسجين، وإحداث طفرات جينية، واضطرابات في الغدد الصماء. ويتمثل جوهر هذا العمل في تقييم نقدي لتقنيات المعالجة، حيث نقارن بين محدودية طرق الامتزاز والتخثير التقليدية وبين آليات وكفاءة الحلول المتقدمة، بما في ذلك عمليات الأكسدة المتقدمة، والتحفيز الضوئي بأشباه الموصلات، والتحلل الحيوي الإنزيمي، وأنظمة المعالجة الهجينة. كما تمتد المناقشة إلى الدور الواعد لتقنية النانو والمواد المستوحاة من الطبيعة. ونخلص إلى أنه رغم أهمية التقدم التكنولوجي، فإن التحول الجذري نحو منع التلوث من المصدر — عبر كيمياء أصباغ أكثر خضرة، وتطبيق صارم للتشريعات، ونماذج اقتصاد دائري للمياه — يُعد أمرًا حتميًا لإدارة مستدامة للموارد المائية. إن المظهر البصري للمياه الملوثة بالأصباغ — بألوانها الزاهية غير الطبيعية في الأنهار والجداول — يشير إلى اعتداء كيميائي عميق على النظم البيئية المائية. فقد أصبحت الأصباغ الصناعية، المصممة للسطوع والثبات في صناعات النسيج والدباغة ومستحضرات التجميل والطباعة، نموذجًا للملوثات المقاومة للتحلل. يُنتج سنويًا أكثر من 700,000 طن من الأصباغ عالميًا، ويُفقد ما يُقدَّر بـ 10–15٪ منها في المخلفات السائلة بسبب ضعف كفاءة العمليات الصناعية. يؤدي إطلاقها إلى تحويل المسطحات المائية إلى مستودعات سامة، مما يخل بالتوازن البيئي ويشكل مخاطر جسيمة على صحة الإنسان من خلال تلوث مياه الشرب والتراكم الحيوي في السلسلة الغذائية المائية. تسعى هذه الورقة إلى تقديم منظور علمي متكامل لتلوث الأصباغ، متجاوزةً مجرد عرض المشكلات إلى تحليل مُركب لسلوك الملوثات وتأثيرها البيولوجي والمبادئ العلمية الكامنة وراء استراتيجيات المعالجة التقليدية والمتقدمة. ويركز البحث على أصباغ الآزو العضوية، المميزة بروابط النيتروجين المزدوجة، والأصباغ غير العضوية المعقدة بالمعادن التي تضيف عبئًا مزدوجًا من اللون وسمّية المعادن الثقيلة. المصادر والكيمياء والمصير البيئي تدخل الأصباغ الصناعية إلى الأنظمة المائية أساسًا عبر مياه الصرف الصناعي غير المعالجة أو المعالجة جزئيًا، ويُعد قطاع النسيج أكبر مصدر لها. تشكل أصباغ الآزو العضوية 60–70٪ من إجمالي الأصباغ الصناعية، وتتميز بوجود رابطة أو أكثر من روابط الآزو (-N=N-) تربط بين حلقات عطرية من البنزين أو النفثالين. يمنحها هذا التركيب ثباتًا لونيًا عاليًا ومقاومة كبيرة للتحلل البيئي، إذ إن رابطة الآزو مقاومة للتفكك بفعل الضوء أو الأكسجين أو الكائنات الدقيقة الشائعة. إلا أنه في الظروف اللاهوائية، يمكن لإنزيمات الآزوردوكتاز الميكروبية أن تشطر هذه الرابطة، منتجةً أمينات عطرية عديمة اللون لكنها غالبًا أكثر خطورة، والعديد منها مُثبت أنه مُسرطن. أما الأصباغ غير العضوية، مثل الأصباغ الحمضية والتفاعلية المعقدة بالمعادن، فتحتوي على معادن انتقالية كالكـروم أو الكوبالت أو النحاس ضمن بنيتها الجزيئية. وتمثل هذه الأصباغ تهديدًا مضاعفًا: فالمكون العضوي يمنح اللون والسمية، بينما تكون الأيونات المعدنية المرتبطة بها ثابتة في البيئة، قابلة للتراكم الحيوي، وسامة بحد ذاتها. بمجرد دخولها البيئة المائية، تخضع الأصباغ لعمليات مصير معقدة؛ إذ تؤثر قابليتها للذوبان في حركتها وانتشارها. فالكثير من الأصباغ الحمضية والمباشرة عالية الذوبان وتتحرك بحرية، بينما تكون الأصباغ المبعثرة والحوضية كارهة للماء وتميل إلى الامتزاز على الرواسب، مكوّنة خزانات تلوث طويلة الأمد. كما تؤثر عوامل بيئية مثل الرقم الهيدروجيني والملوحة ووجود المواد العضوية في سلوكها وتحللها أو تراكمها في الكائنات الحية. آليات السمية البيئية والتداعيات الصحية العامة يتسم التأثير البيئي للأصباغ بالتعقيد، إذ يعمل على مستويات النظام البيئي والكائن الحي والمستوى الجزيئي. يتمثل الأثر المباشر في تقليل نفاذ الضوء داخل عمود الماء بسبب اللون الكثيف، مما يضعف الإشعاع النشط ضوئيًا ويؤثر بشدة على الإنتاجية الأولية للعوالق النباتية والنباتات المائية المغمورة، وبالتالي يزعزع استقرار الشبكة الغذائية المائية بأكملها. في الوقت نفسه، يرفع الحمل العضوي العالي لمياه الصرف المحتوية على الأصباغ من الطلب الحيوي على الأكسجين (BOD)، مما يعزز نمو الكائنات الدقيقة ويؤدي إلى استنزاف الأكسجين المذاب وتكوين مناطق منخفضة أو منعدمة الأكسجين تكون قاتلة للأسماك واللافقاريات. على المستوى السمي، تُحدث الأصباغ ونواتج تحللها ضررًا مباشرًا، إذ يمكن أن تسبب إجهادًا تأكسديًا داخل الخلايا عبر توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، مما يؤدي إلى بيروكسدة الدهون، وتخرب البروتينات، وتلف الحمض النووي. كما تعمل بعض البنى الكيميائية للأصباغ كمثبطات إنزيمية أو كمُعطِّلات للغدد الصماء، مؤثرةً في الأنظمة الهرمونية للكائنات المائية. وتشكل الأمينات العطرية المسرطنة الناتجة عن تحلل أصباغ الآزو خطرًا صحيًا جسيمًا على الإنسان، خاصةً عبر شرب المياه الملوثة أو استهلاك الأسماك والمحار التي تراكمت فيها هذه المركبات. ويرتبط التعرض المزمن بزيادة خطر الإصابة بسرطانات المثانة والكبد والكلى، إضافة إلى الحساسية وتهيجات الجلد، وفي حالة الأصباغ المعقدة بالمعادن، التسمم بالمعادن الثقيلة. تقنيات المعالجة: من التقليدية إلى المتقدمة تتطلب معالجة تلوث الأصباغ مجموعة متنوعة من التقنيات، لكل منها آليات ومحدوديات. تُستخدم الطرق الفيزيائية والكيميائية التقليدية على نطاق واسع لكنها تعاني من عيوب واضحة. فالامتزاز، خاصة باستخدام الكربون المنشط، فعال في إزالة اللون لكنه غالبًا عملية نقل طور غير تدميرية، مما ينتج مواد ممتزة مشبعة تحتاج إلى تجديد أو التخلص منها. أما التخثير والتلبد باستخدام أملاح الألمنيوم أو الحديد، فيزيل الأصباغ المبعثرة لكنه يُنتج حمأة سامة بكميات كبيرة. توفر المعالجة البيولوجية باستخدام تجمعات ميكروبية متكيفة أو فطريات (مثل الفطريات البيضاء المنتجة لإنزيمات اللجنين كـ اللاكاز والبيروكسيداز) بديلاً صديقًا للبيئة وقادرًا على التحلل التدميري، إلا أن كفاءتها قد تكون بطيئة وحساسة لتغير ظروف مياه الصرف. يمثل مجال عمليات الأكسدة المتقدمة (AOPs) الطليعة العلمية في معالجة الأصباغ، حيث تُنتج جذور الهيدروكسيل شديدة التفاعل (•OH) القادرة على تمعدن الجزيئات المعقدة إلى ماء وثاني أكسيد الكربون وأملاح معدنية. ومن أبرز هذه العمليات تفاعل فنتون والفوتو-فنتون، والأوزنة عند pH مرتفع، والتحفيز الضوئي. ويُعد التحفيز الضوئي بأشباه الموصلات باستخدام مواد مثل ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) أو أكسيد الزنك (ZnO) تحت الأشعة فوق البنفسجية أو المرئية واعدًا للغاية. فعند امتصاص الفوتونات، تتكون أزواج إلكترون-فجوة تُحفّز تفاعلات أكسدة واختزال على سطح المادة، مما يؤدي إلى تفكيك الأصباغ الممتزة. وتركز الأبحاث الحديثة على تحسين هذه العمليات عبر التطعيم (doping)، وإنشاء وصلات غير متجانسة، أو تثبيت المحفزات على دعامات مثل الغرافين أو الكربون المنشط لتعزيز الكفاءة وإمكانية الاسترجاع. ويُعد تطوير الأنظمة الهجينة أو المتكاملة النهج الأكثر واقعية للتطبيق العملي، مثل الجمع بين خطوة أولية للامتزاز أو التركيز الغشائي تليها معالجة بالأكسدة المتقدمة أو تنقية بيولوجية، مما يحسن الكفاءة ويخفض التكاليف ويضمن إزالة سمية أكثر اكتمالًا. الخلاصة وآفاق المستقبل يمثل تلوث الأصباغ الصناعية صورة مصغرة للصراع الأوسع بين النشاط الصناعي والاستدامة البيئية. ورغم التقدم العلمي الكبير في فهم سمية الأصباغ وتطوير تقنيات تحللها، فإن المعالجة وحدها تُعد حلًا غير مستدام في نهاية الأنبوب. يكمن المستقبل في استراتيجية شاملة متعددة المستويات: أولًا، يجب إعطاء الأولوية لمنع التلوث من المصدر عبر الكيمياء الخضراء وتصميم أصباغ قابلة للتحلل وغير سامة وتحسين العمليات الصناعية لتقليل استهلاك المياه والمواد الكيميائية. ثانيًا، ينبغي تعزيز الأطر التنظيمية عالميًا وفرضها بصرامة، مع وضع معايير جودة مياه صرف لا تقتصر على إزالة اللون بل تشمل القضاء على المستقلبات السامة. ثالثًا، يجب مواصلة الابتكار في أنظمة التحفيز الشمسي منخفضة التكلفة والمعالجات البيولوجية المتينة المناسبة للتطبيقات اللامركزية. إن الانتقال إلى نموذج اقتصاد دائري في الصناعات كثيفة الاستخدام للأصباغ — حيث تُعالج المياه معالجة كاملة ويُعاد استخدامها داخل دورة الإنتاج — يمثل المسار الأكثر علمية ومسؤولية بيئيًا. إن حماية النظم البيئية المائية من وصمة التلوث تتطلب جهودًا متضافرة من الكيميائيين والمهندسين وصناع السياسات والصناعات، التزامًا بحق أساسي وضرورة بيئية: المياه النظيفة. جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق قسم تقنيات المختبرات الطبية الاول في التصنيف الوطني العراقي .

جامعة المستقبل

مؤسسة تعليمية تابعة لوزارة التعليم العالي والبحث العلمي في العراق

روابط مهمة

وزارة التعليم العالي

اللجنة التوجيهية

المدراء

الأكاديميون

الكادر التدريسي

الطلبة

أنظمة الدراسات

عملية التقييم

الهيكل التنظيمي

القواعد واللوائح

معلومات الخريجين

المواقع البحثية

Scopus

Research Gate

Google Scholar

ORCID

Web Of Science

مركز المساعدة

حول الجامعة

الكليات والأقسام

البوبات الألكترونية

دليل الجامعة

تواصل معنا

جامعة المستقبل - جميع الحقوق محفوظة ©2025