مبانی نظری و پیشینه تحقیق برای فصل دوم پایان نامه بررسی حذف مواد آلی رنگزا در مقادیر کم از آبهای آلوده شده طی فرایندهای اکسایش پیشرفته در حضور نور خورشید و نور فرابنفش با استفاده از فتو¬راکتور¬های متمرکز کننده

۱-۳ مواد رنگزای آلی

به طور عمده رنگ­ها بر اساس معیارهای ساختار، منبع تهیه، رنگ (طول موج جذبی از طیف نور مرئی) و روش استفاده، در منابع و جداول راهنمای رنگ طبقه­بندی شده­اند که به طور پیوسته از سال ۱۹۲۴ میلادی تاکنون در حال ویرایش است، ولی مهمترین و قابل قبول­ترین طبقه­بندی رنگ­های آلی عبارتند از:

الف- طبقه­بندی بر اساس ساختمان رنگ­ها (سیستم کروموفوری).

ب- طبقه­بندی بر اساس کاربرد رنگ­ها.

طبقه­بندی بر اساس گروه عاملی رنگزای موجود در ساختار مولکول رنگ (گروه­های کروموفوری)، رنگ­ها را در بیش از ۲۰ گروه مختلف جای می­دهد که به ترتیب اهمیت شامل رنگ­های آزو، آنتراکینون، تری آریل متان و دی آریل متان، ایندیگو، فتالوسیانین، نیتروزو، نیترو، گزانتین، آکریدین، کینولین، متین، تیازول، ایندیامین، آزین، اکسازین، تیازین و لاکتون می­باشد گزانتین، آکریدین، کینولین، متین، تیازول، ایندیامین، آزین، اکسازین، تیازین و لاکتون  می­باشد ] ۶[.

در جدول (۱-۱) ساختار مهمترین گروه­های رنگی همراه با یک مثال از هر گروه نشان داده شده است. در بین گروه­های زیر عمومی­ترین گروه، نوع آزو می­باشد که ۶۰ تا ۷۰ مصارف رنگی را به خود اختصاص داده­اند]۷[

صورت دیگری از طبقه­بندی رنگ­ها بر اساس اسلوب استفاده آنها در منسوجات می­باشد که شامل گروه­های اسیدی، دیسپرس، مستقیم، دندانه­ای، خمی، بازی، آزوییک، راکتیو، گوگردی، رنگ­های حلال وشفاف­کننده­های نوری می­شوند که هر یک انواع شیمیایی مختلفی را در بر می­گیرند. رنگ­های مستقیم  نمک­های سدیم رنگ­های آلی سولفونیک اسیدی هستند که از نقطه نظر شیمیایی شامل انواع شیمیایی آزو و دی اکسازین می­شوند.

رنگ­ها‌ی اسیدی، مستقیم و راکتیو رنگ­های آنیونی (یعنی سیستم رنگی در قسمت آنیون می­باشد) و رنگ­های بازی، رنگ­های کاتیونی (یعنی سیستم رنگی در قسمت کاتیون می­باشد) و رنگ‌های دیسپرس رنگزا‌های غیر یونی می­باشند. رنگزاها مواد آلی آروماتیکی قابل حل در آب هستند که کاربردهای زیادی در صنایع به ویژه در صنعت نساجی دارند. بسیاری از رنگینه­های آلی ترکیبات آلی هستند که بر روی یک ماده معدنی (مانند هیدروکسید آلومینیوم) ذخیره شده­اند. در سال۱۸۵۶ میلادی ویلیام هنری پرکین درحال تحقیق برای یافتن دارویی برای مالاریا بود که به طور اتفاقی اولین رنگ سنتزی را تهیه نمود. از آن زمان تا حال تعداد بسیار زیادی رنگزا‌های سنتزی ساخته شده است]۷ [.

رنگدانه­های گروه آزو یکی از مهمترین و بزرگترین گروه رنگدانه­هایی است که در صنعت نساجی، چرم­سازی، صنایع دارویی، پلاستیک­سازی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می­گیرند. نشانۀ تشخیص رنگدانه­های گروه آزو دارا بودن گروه عاملی آزو (-N=N-) می­باشند که از طرفین به گروه­های بنزن یا نفتالن دارای گروه­های الکترون دهنده و یا الکترون کشنده متصل است]۸ [.

تقریباً نیمی از رنگدانه­های سنتزی(۷۰۰ هزار تن در سال) که در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می­گیرند از رنگدانه­های گروه آزو می­باشند که بیش از ۱۵% از این رنگدانه­های سنتزی مورد استفاده در صنعت نساجی هر سال در طی فرآیند تولید محصولات وارد پساب­ها می گردند]۹[. به علت ساده بودن سنتز رنگ­های آزو، دی آزو و پلی آزو و همچنین کاربرد وسیع آن­ها بزرگترین دسته مواد شیمیایی از لحاظ تعداد و میزان تولید را، رنگ­های آزو به خود اختصاص داده­اند. بیشتر از دوهزار ساختار شیمیایی از رنگ­های آزو در جلد ۴ شاخص رنگ^[۱] فهرست شده است. از رنگ­های آزو هم برای رنگرزی مواد طبیعی از قبیل نخ، کاغذ، ابریشم، چرم و پشم و هم به منظور رنگرزی ترکیبات مصنوعی از قبیل پلی آمیدها، پلی استرها، آکریلیک­ها، پلی اولفین­ها و غیره استفاده می­شود. یک دسته از رنگ­ها، رنگ­های اسیدی می­باشند. این ترکیبات در واقع اسید نمی­باشند بلکه نمک­های سولفوناته(Na₃dye-SO) گروه­های اسید سولفونیک قوی می­باشند. رنگ­های اسیدی تجاری شامل یک یا بیشتر از گروه­های Na₃–SO می­باشند بنابراین در محیط­های آبی به آسانی حل می­شوند. عمدتا^ً این رنگ­ها در حضور اسیدهای معدنی و یا آلی مورد استفاده قرار می­گیرند. بیشتر مونو آزو و یا دی آزو هستند.

• آلودگی محيط زيست توسط مواد رنگزای آلی

آلاينده‌هاي محيط زيست و مسئله خارج ساختن آلاينده‌ها از آب و پساب‌هاي صنعتي روز به روز با رشد سريع صنايع بيشتر مورد توجه قرار مي گيرند. فلزات سنگين، مواد رنگزا، آلاينده‌هاي نفتي و ساير مواد سمي كه زندگي موجودات زنده را به مخاطره مي‌اندازند و از صنايع مختلفي همچون رنگ سازي، چاپ، معدن، آبكاري، نيروگاه ها، باتري سازي و … حاصل مي‌شوند موجب نگراني‌هاي زيست محيطي شده است. از جمله صنايعي كه گستردگي وسيعي در جهان و حتي در كشور ما دارد، صنايع رنگرزي و نساجي مي باشند. اين صنايع يكي از بزرگترين مصرف كنندگان آب به شمار مي‌روند، بطوريکه مقدار قابل توجهي پساب در مراحل مختلف فرآيند توليد مي‌شود. پساب اغلب واحدهاي رنگرزي و نساجي حاوي مقادير قابل توجهي از تركيبات آلي و سمي هستند، که از جمله اين تركيبات مواد رنگزاي آلي مي­باشند]۷[.

حضور مواد رنگزاي آلي در پسابها يکي از نگراني هاي ويژة محيط زيست به شمار مي رود. زيرا نه تنها رنگ نامطلوبي به آب مي دهند بلکه توانایی آنها در تشکیل آمینهای آروماتیک سمی و سرعت پایین حذف آن‌ها توسط روش‌های هوازی، از نظر زیست محیطی بسیار نگران کننده هستند. همچنین وجود مواد رنگی در آب به علت کاهش نفوذ نور به درون آب، فتوسنتز گیاهان را کاهش داده و باعث مرگ و میر موجودات آبزی شده و در نهایت رودخانه ها و جویبارهایی که محل جاری شدن این پساب‌ها در آنها هستند در طولانی مدت به باتلاق تبدیل می گردند]۹[.

…..

…..