متيل ترسيو بوتيل اتر موسوم به MTBE  يک ماده آلي مصنوعي اکسيژن دار است که پس از اثبات جنبه هاي سوء بهداشتي و زيست محيطي سرب بعنوان جايگزين آن معرفي و امروزه در ايران و برخي از کشوراي جهان بصورت گسترده در بنزينهاي بدون سرب استفاده مي شود. در ابتداي انتخاب و استفاده از اين ماده در سوخت مزاياي زيست محيطي آن مورد توجه بود که مهمترين آنها افزايش عدد اکتان بنزين،کاهش نشر گازهاي آلاينده منتشر از اگزوز خودرو مانند منواکسيد کربن و ازن ، حذف سرب از بنزين به همراه تاثير بهبود نسبي کيفيت هوا ،توليد آسان و سهولت اختلاط با بنزين مي باشد ولي اکنون پس از گذشت چند سال از مصرف آن در دنيا مشخص شده است که MTBE داراي امکان تاثيرات سوء روي بدن انسان و مضرات زيست محيطي بودند و آلودگي آبها زير زميني از مهمترين جنبه هاي زيست محيطي آن مي باشد. در آمريکا از سال 1997تا 2001 ميلادي دو سيستم تامين کننده نياز آب شرب شهري بخاطر آلودگي MTBE براي اين منظور غير قابل استفاده شدند.در سانتامونيکاي آمريکا حداقل 50 درصد از کل آب شهري که از منابع زيرزميني تامين مي شدبراي شرب غير قابل استفاده گرديد بطوريکه 3/5 ميليون دلار براي جايگزينو تامين آب شرب منطقه هزينه شد.

MTBE در خاک بسيار متحرک است و حرکت آن در آب تابع قوانين حرکت آب در خاک است. MTBE مقاومت زيادي به تخريب زيستي دارد و نيمه عمر آن در آب بالاست ، جذب آنها توسط ذرات خاک ضعيف است ،حلاليت بالايي در آب دارد و بسيار متحرک است. اين عوامل باعث حرکت MTBE به سمت آبهاي زير زميني و جمع اين ماده در اين آبها مي گردد و از آنجا که آبهاي زير زميني در شرب و کشاورزي استفاده دارند با تهديد سلامتي انسان و طبيعت باعث معضلات زيست محيطي مي گردد درحال حاضر USEPA حد مجاز اين ماده در آبهاي آشاميدني را pb 40-20 تعيين کرده است.

◄   خصوصياتMTBE:
متيل ترسيو بوتيل اتر يک ترکيب آلي با فرمول شيميايي C5H12O مي باشد در دما وفشار استاندارد مايعي بي بيرنگ ،قابل اشتعال و قابل احتراق است. جرم مولکولي آن 88/15بوده و داراي نقطه ذوب 9ـ درجه سانتي گراد ونقطه جوش 53/6- 55/2درجه سانتي گراد مي باشد. چگالي اين ماده0/744-0/758 گزارش شده است. انحلال پذيري MTBE در آب بسيار بالاست 540mg/L گرارش شده است
 

◄   تاثيرات MTBE روي سلامت انسان:
انسان از سه طريق خوردن يا آشاميدن ، اشتنشاق وتماس پوستي مي تواند در معرض MTBE قرار گيرد و سلامتي او تهديد گردد که از اين بين بلع مهمترين راه ورود اين ماده به بدن انسان است و عمدتاً از طريق آشاميدن آب آلوده انجام مي شود، ضمن آنکه استحمام با آب گرم آلوده نيز فراريت آن را افزايش داده و باعث استنشاق اين ماده مي گردد. تاثيرات اين ماده روي بدن به دو قسمت سرطاني و غير سرطاني تقسيم مي شود. به دليل زمان نسبتاً کوتاه از آغاز مصرف گسترده اين ماده تحقيقات ومطالعات کافي براي برسي تاثيرات سرطان زائي در انسان انجام نشده است ولي اين موضوع هنگاميکه حيوانات آزمايشگاهي به صور مختلف در معرض مقادير بالاي MTBE قرار گرفتند اثبات گرديد. در يک آزمايش در آثر بلعيدن MTBE در موشهاي صحرايي ماده به مقدار mg 1000 به ازاء هر کيلوگرم وزن بدن در روز طي يک دوره 104 روزهاين موشها به سرطان خون مبتلا شدند و همين تيمار در موشهاي صحرايي نر در دوره فوق باعث بروز تومورهاي بيضوي در آنها گرديد. طي تحقيقاتي در يک دوره18 ماهه ، استنشاق اين ماده توسط موشهاي صحرايي نر وماده صورت گرفت و خاصيت سرطان زايي MTBE در اين حيوانات آزمايشگاهي مشاهده گرديد.

بر همين اساس USEPA اين ماده را در گروه داراي امکانم سرطان زائي قرار داده است. در مورد تا ثيرات غير سرطاني MTBE، از مهمترين وشايعترين عوارض تنفس آندر انسان سردرد ،سرگيجه،تهوع،آلرژي و مشکلات تنفسي مي باشد در آزمايشي روي موش صحرايي با بلعيدن mg 70 به ازاء هر کيلوگرم وزن بدن در روز تاثيري مشاهده نشد واز mg 100 به ازاء هر کيلوگرم وزن بدن در روزعوارض آن مشاهده گرديد. براي ارزيابي صحيح از سميت اين ماده بر روي آنسان نياز به مطالعات وتحقيقات بيشتري مي باشد. ضمن آنکه در مواردي مانند تاثير روي ژنتيک ،توليد مثلو رشد اطلاعات بسيار محدود است.

 

◄   ورود MTBE به منابع آب:
اولين مرحله در آلودگي منابع آب به MTBE ورود اين ماده به اجزاء محيط زيست مي باشد. مهمترين منابع ورود MTBE به محيط زيست نشت از تانکها وذخاير زير زميني ،لوله ها واتصالات ،وسائل وجايگاههاي سوخت گيري ، وسائل نقليه موتوري با سوخت بنزين ، قايق هاي موتوري و وسائل حمل و نقل MTBE مي باشند که بر حسب جايگاه و نوع منبع ، اين ماده مي تواند وارد هوا خاک و آب گردد. MTBE موجد در هوا، شستشوي سطوح ذرات آلوده به مواد حاوي اين ماده ، تخليه مستقيم MTBE يا بنزين حاوي اين ماده به آبورود اين ماده به آبهاي سطحي شده و ورود MTBE به آبهاي زير زميني نيز از طريق آبهي سطحي ، شکافها و عوارض زمين ، چاهها و خاک قابل انجام است ورود MTBE به هوااز طريق تبخير در جايگاههاي سوخت گيري و سوخت رساني ، خروج از خودروها ، تبخير از لکه هاي بنزين روي سطح زمين و استفاده هاي متفرقه انجام مي گردد. در نتيجه يک تحقيق پيک غلظت MTBE در هواي نزديک به پمپهاي بنزين به ppbv 1400 در اندازه گيريهاي کوتاه مدت رسيده است و ميانگين آن در همين مکان در محدوده ppbv 100-10 قرار داشته است. ميانگين غلظت MTBE در هوا در محيطهاي غير از پمپ بنزين ppbv 25/0 ،66/0 و82/0 گزارش شده است.(4)

MTBE موجود در هوا با انحلال در ترولات آسماني به همراه بارندگي وارد سطح زمين ، خاک ويا آبهاي سطحي مي گردد.(3و4) اين اتفاق در مناطقي که ترافيک سنگين دارد به ويژه در هواي سرد بيشتر مشهود است. در يک تحقيق در کاليفرنيا هنگاميکه غلظت متوسط MTBE در دماي 25 درجه سانتي گراد در هوا ppbv 2 بود غلظت تعادلي اين ماده در آب باران ppbv (70%) اندازه گيري شد. همچنين در تحقيقي در آلمان گزارش شده است که 20 درصد از MTBE موجود در روان آبهاي شهري پس از بارندگي مربوط به MTBE ورودي از هوادر اثر بارش مي باشد بنابراين MTBE موجود در هوا يکي از منابع ورود به منابع آب مي باشد. ورود MTBE به خاک هم از طريق مختلف قابل انجام است. MTBE ورودي به هوا از طريق نزولات آسماني ، روانابهاي سطحي حاوي MTBE ، نشت از مخازن ،اتصلات،تانکرها و جايگا ه هاي سوختگيري و نشت از تانکهاي زيرزميني از مهمترين منابع ورود اين ماده به خاک مي باشد.

نحوه حرکت MTBE در خاک عامل مهمي در آلوده شدن آبهاي زيرزميني به اين ماده مي باشد. در حرکت وجابجايي اين ماده در خاک خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک اهميت زيادي دارد. از مهمترين خصوصيات فيزيکي خاک در اين ارتباط تخلخل ،نفوذ پذيري خاک ،بافت، ساختمان و عمق خاک مي باشند.بافت سبک و تخلخل بالا با افزايش نفوذپذيري خاک حرکت اين ماده را در خاک تسهيل مي نمايد. در مورد خصوصيات شيميائي خاک جذب سطحي و دفع از مهمترين اين خصوصيات است که آلاينده هاي آلي را در خاک تحت تاثير قرار ميدهد. در خاک کلوئيدهاي رس و مواد آلي عوامل اصلي جذب سطحي MTBE مي باشند هرچه قابليت يک ماده براي جذب سطحي شدن به ذرات خاک بيشتر باشد تحرک آن ماده در خاک کمتر است. براي اين منظور در برآورد حرکت MTBE در خاک از ضريب جذب سطحي (Kd) استفاده مي نمايند.


◄   سرنوشت MTBE در منابع آب:
تخريب زيستي MTBE در آب بسيار کند است. MTBE توسط جمعي از دانشمندان در گروه مقاوم به تخريب زيستي قرار گرفته است اين ماده در هر دو حالت بي هوازي و هوازي به تجزيه ميکروبي مقاومت مي کند ولي گزارشاتي مبني بر تجزيه آن توسط ميکروبها در شرايط خاص موجود است. اين مقاومت به تجزيه ميکروبي مربوط به رفتار اتم کربن ترشيايي در ساخمان اتر و يا پيوند غير فعال اتر مي باشد. در آبهاي زيرزميني که تخريب MTBE رخ داده است ماده ترسيو بوتيل اتر الکل تشکيل شده است که خود مي تواند داراي خاصيت سرطان زائي باشد. مقاومت به تخريب توسط MTBE باعث حضور اين ماده در آب مي گردد که طي مطالعات مختلف اثبات شده است. نيمه عمر MTBE در آبها سطحي بسته به وضعيت آب متغير است. عوامل مؤثر در نيمه عمر MTBE در اين آبها سرعت آب، عمق حضور ماده و دماي آب مي باشد. کاهش عمق،افزايش دماي آب و افزايش سرعت آب باعث کاهش نيمه عمر MTBE در آب مي گردد. نيمه عمر MTBE در آبها سطحي در حدود 9 ساعت مي باشدکه بسته به وضعيت آب مي تواند در محدوده 4 هفته تا 6 ماه قرار گيرد. در درياچه و آبهاي ساکن اين مقدار بيشتر و در رودخانه ها و جريانات متلاطم کمتر است. نيمه عمر MTBE در آبها زيرزميني به خاطر سرع کمتر آب و عدم وجود نور نسبت به آبها سطحي بسيار بيشتر است

◄   نتيجه:
MTBE با خصوصيات خود شامل تاثير روي سلامتي انسان توانايي بالاي حرکت در منابع آب وخاک ، مقاومت به تخريب طبيعي و حلاليت بالا قادر است از مسيرهاي مختلف وارد منابع آبي شده و در آن حضور داشته و مدت زيادي در آن مانده و باعث آلودگي منابع آب گردد. آلودگي آبهاي زير زميني به اين ماده يکي از مهمترين جنبه هاي زيست محيطي MTBE تلقي مي شود زيرا بيش از 90% آب شهرها و حدود 40% آب مورد نياز بخش کشاورزي در جهان از اين منابع تامين مي شود و اين آبها به طور مستقيم و غير مستقيم مي تواند به مصرف انسان رسيده و روي سلامتي او تاثير گذار باشد. در غلظتهاي ppb 15- 5 بو و مزه آن در آب مي تواند شکايت مصرف کننده را در بر داشته باشد (2)،USEPA حداکثر مجاز اين ماده را در آب آشاميدني ppb 40- 20 پيشنهاد نموده است. با توجه به مصرف MTBE در ايران قبل از آنکه اين ماده به يک معضل زيست محيطي تبديل گردد با مطالعات و تحقيقات کافي راهکارهاي مناسب مصرف و عدم مصرف آن مشخص گردد.يافتن جايگزين مناسب براي MTBE از مهمترين اين راهکارها مي باشد هم اکنون در بعضي از کشورهاي جهان از برخي از انواع الکلها به عنوان جايگزين اين ماده در بنزين استفاده مي گردد