تاریخچه
اصول علم شیمی درمانی، عمدتا در طول سالهای ۱۹۳۵ – ۱۹۱۹ برقرار گردید. ولی فقط از این موقع و بخصوص با ظهور سولفونامیدها و آنتی بیوتیکها بود که استفاده از مواد به عنوان محصولات مفید طبی واقعیت یافت. تنها مواد شیمی درمانی که قبل از زمان پل ارلیش شناخته شده بود، از گنه گنه برای درمان مالاریا، اپیکا برای اسهال آمیبی و جیوه برای درمان علائم سیفلیس تجاوز نمی‌کرد. 30سال اول قرن بیستم، شاهد پیشرفت مواد شیمی درمانی مفیدی بود که در بین آنها، ترکیبات آلی حاوی فلزات سنگین مانند آرسنیک، جیوه و آنتیموان، رنگها و تغییرات چندی در مولکول کینین Quinine) (بود. این مواد، پیشرفتهای فوق‌العاده مفیدی را نشان داد، ولی با این حال زیانهایی در برداشت. ۳۰ سال دیگر از قرن بیستم، شامل دوران بیشترین پیشرفت در زمینه شیمی درمانی است.
برای اولین بار شیمی درمانی بین‌المللی در سال ۱۳۳۴ (ه.ش.) صورت گرفت. در آن زمان، تنها یک داروی ضد سرطان وجود داشت، اما امروزه هزاران داروی جدید و موثر کشف شده‌است
جراحی، اشعه درمانی و شیمی درمانی سه روش اصلی معالجه سرطان هستند. روش ناخوشایند جراحی ، در جلوگیری از انتشار سرطان ناموفق است. اشعه درمانی و شیمی درمانی در معالجه سرطانهایی كه از یك ناحیه به نواحی دیگر بدن گسترش می یابند مانند سرطان خون

 مؤثرتر عمل می كنند اما دارای عوارض جانبی هستند مثل ریزش مو كم خونی و تهوع.

مطالعات برهمكنش دارو-DNA بسیار گسترده شده است[1-2]. به این دلیل كه بسیاری از داروهای ضد سرطان ، تاثیر خود را با برهمكنش با DNA  سلول نشان می دهند. اغلب این داروها به عنوان عامل جلوگیری كننده از تهیه اسید نوكلئیك ایفای نقش كرده و در برهمكنش با DNA ، آن را از ساختار عادی خود خارج ساخته و باعث برهم خوردن فعالیت طبیعی DNA  می شوند.
یك گروه از داروهای ضد سرطان سیس پلاتین ها هستند كه جزو كمپلكسهای كوئوردیناسیون معدنی می باشند[3-4].
عملكرد سیس پلاتین جلوگیری از نسخه برداری DNA است. این تركیب با حمله به نیتروژن هفتم و اكسیژن ششم گوانین برهمكنش خود را انجام می دهد[5-6]. سیس پلاتین یونهای كلرید خود را در جریان خون بدلیل غلظت بالای یون كلرید حفظ می كند، اما در درون سلول ، با توجه به غلظت پایین یون كلرید با یك واكنش هیدرولیز ، تعادل برقرار می شود. [7]
.
عوارض ناشی از شیمی درمانی
تهوع، استفراغ، سرکوب مغز استخوان، اختلالات خونی، پوستی و متابولیک، عصبی و گوارشی و عفونی، ریزش مو، زخم و عفونت زبان و دهان، تغییرات و قطع عادت ماهانه در زنان، اختلال و کاهش اسپرم در مردان.
 
 
1-1 -داروهای مورد مطالعه در شیمی درمانی
هدف درمان یک بیماری عفونی بدون صدمه زدن به میزبان، تا حدودی بوسیله آنتی بیوتیکی به نام پنی‌سیلین به انجام رسیده‌است. به تدریج ترکیبات متعدد دیگری مانند سولفانامیدها و انواع آنتی بیوتیکها کشف شدند. مواد شیمی درمانی می‌توانند بر حسب بیماریها و عفونتهایی که در درمان آنها مصرف می‌شوند یا بر اساس فرمول شیمیایی و ترکیبات وابسته به هم رده‌بندی گردند.
2-1 –ویژگیهای داروهای درمان نئوپلاسم
الف-آنزیم هدف در سرطان دخیل باشد.
ب-داروهای ضد سرطان برای سلولهای سرطانی حساس به دارو بکار روند.
ج-دارو باید به سلول بدخیم برسد.
د-باید تنها در مرحله سیکل سلولی تجویز شود برای آنکه دارو موثر باشد.
ه-پیش از ایجاد مقاومت دارویی، سلول‌های سرطانی از بین برود. [8]
 
1-2-1- انواع داروهای شیمی درمانی نئوپلاسم
عمده داروهای مورد استفاده در شیمی درمانی می‌تواند در دسته‌های زیر قرار بگیرد:
-آنتی‌متابولیت‌ها مانند آنتی فولاتها (نظیر متوتروکسات) و آنالوگهای پورین و پیریمیدین
-داروهای هورمونی ضد نئوپلاسم مانند تاموکسیفن و آنتی آندروژنها
-مهارکننده های رونویسی DNA مانند عوامل آلکیلان، نیتروژن موستارد و مهارکننده‌های توپوایزومراز (آنتراسیکلین ها)
-مهارکننده های میتوز مانند وینکریستین
-مهارکننده های آنژیوژنز
-مهارکننده های تیروزین کیناز مانند Gefitinib
-پادتن‌های مونوکلونال مانند Rituximab
-مهارکننده های پروتئازوم مانند Bortezomib
اغلب این داروها بر روی تقسیم سلولی اثر می‌گذارد و یا مانع سنتز شدن DNA می‌شوند. بعضی از داروهای جدید به DNA وارد نمی‌شوند این‌ها شامل پادتن‌های مونوکلونال و مهار کننده‌های جدید تیروزین کیناز می‌شوند که مخصوصا سلول‌های غیر طبیعی انواع خاصی از سرطان‌ها را مورد حمله قرار می‌دهد. علاوه بر این‌ها بعضی از داروها به منظور کنترل و تعدیل رفتار سلول‌های توموری بدون حمله مستقیم به این سلول‌ها به کار برده می‌شود. داروهای هورمونی از این نوع معالجه‌ها می باشد.
یک سیستم طبقه بندی و کدبندی برای مواد شیمی درمانی وجود دارد که این مواد را به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌کند که به اختصار به آن می‌پردازیم.
عامل‌های آلکالوئید: عامل‌های آلکالوئید (شبه قلیایی) به این خاطر اسم گذاری شده‌اند که توانایی این را دارند که گروه قلیایی این داروها با تعداد زیادی از گروههای الکترونگاتیو در محیط سلول جفت شوند و پیوند دهند.سیس پلاتین و کربو پلاتین واکسالی پلاتین همه از این نوعند. دیگر داروها مکلورتامین، سیکلوفسفامید و کلرامبوسیل هستند. این عامل‌ها به وسیله تغییر شیمیایی در DNA سلول عمل می‌کنند.
آنتی متابولیت‌ها  :این داروها از تقسیم سلول با مهارساخت DNA جلوگیری می کنند.
وینکا آلکالوئید: وینکا آلکالویید در محل‌های مخصوصی در توبولین‌ها محصور می‌شوند واز جمع شدن توبولین‌ها در میکرو تیوبها جلو گیری می‌کنند. (یعنی فاز M چرخه سلولی). این داروها از پری وینکیل ماداگاسکار و کاتاراتس روسیس مشتق می‌شوند. وینکا الکالویدها شامل وینکریستین و وین بلاستین و وینور لبین و ویندستاین هستند.
پودوفایلو توکسین: از ترکیبات مشتق شده گیاهی است که برای تولید دو داروی سایتوستاتیک که “اتوپوساید”و “تنی پوساید” هستند استفاده می‌شود. این‌ها از وارد شدن سلول به فاز۱ G (شروع ساخت مجدد DNA) و شبیه سازی DNA یعنی فاز S جلو گیری می‌کند. البته مکانیسم دقیق این عمل‌ها هنوز به طور کامل شناسایی نشده‌ است.[9]
 

. ١۹
٣-٢- مواد و تجهیزات.. ١۹
٣-٢-١- مواد شیمیایی.. ١۹
٣-٢-٢- تجهیزات و وسایل.. ١۹
٣-٣- تهیه محلولهای استاندارد. ٢٠
٣-٤- نحوه تشکیل کمپلکس پالادیوم-رودانین و استخراج آن. ٢٠
٣-٥- بهینه سازی شرایط استخراج. ٢٢
٣-٥-١- جنس حلال استخراجی.. ٢٢
٣-٥-٢- حجم حلال استخراجی.. ٢٣
٣-٥-٣- نوع حلال پخشی.. ٢٤
٣-٥-٤- حجم حلال پخشی.. ٢٥
٣-٥-٥- اثرpH.. ٢٦
٣-٥-٦- تعیین غلظت بهینه سورفاکتانت.. ٢٧
٣-٥-٧- تعیین غلظت بهینه لیگاند. ٢٨
٣-٦- ارقام شایستگی روش… ٣۰
٣-٦-١- منحنی کالیبراسیون. ٣۰
٣-٦-٢- حد تشخیص… ٣١
٣-٦-٣- فاکتور تغلیظ.. ٣٢
٣-٧- تجزیه نمونه های حقیقی.. ٣٢
٣-٧-١- اندازه گیری پالادیوم در نمونه آب شهر. ٣٢
٣-٧-٢- آماده سازی نمونه کاتالیزور اتومبیل.. ٣٣
٣-٧-٣- اندازه گیری پالادیوم در کاتالیزور اتومبیل.. ٣٤
٣-٨- مقایسه روش پیشنهادی با سایر روشهای اندازه گیری پالادیوم. ٣٤
3-9- نتیجه گیری.. ٣٥
 
 
فهرست شکل ها

 
فهرست علائم

رودانین                                                                                       PDR
 
 فهرست جداول

فصل اول

پالادیوم و روشهای تجزیه آن

١-١- عنصر پالادیم
پالادیم عنصری فلزی به رنگ سفید است که در سال١٨٣٠ توسط ویلیام ولاستون دانشمند انگلیسی کشف گردید. این ماده معمولأ همراه کانیهای پلاتین، مس و جیوه یافت می شود. نام  این عنصر از آستروئید پالاس گرفته شده است. پالاس نام یک الهه یونانی است، الهه حکمت و فرزانگی. پالادیم همراه با پلاتین و دیگر فلزات گروه پلاتین در نهشته های پلاسر روسیه و آمریکای جنوبی، آمریکای شمالی، اتیوپی و استرالیا یافت می شود. این عنصر همچنین در نهشته های مس – نیکل در آفریقای جنوبی و اونتاریو یافت می شود. پالادیم را میتوان از فلزات گروه پلاتین نیز جدا نمود. آفریقای جنوبی و روسیه، تولید کنندگان بزرگ جهانی فلزات اصلی گروه پلاتین بخصوص پالادیم هستند. در شوروی سابق، پلاتین به عنوان محصول فرعی از استخراج پالادیم و در کانادا، پلاتین به عنوان محصول فرعی از استخراج نیکل، تولید می شود. آفریقای جنوبی تنها کشوری است که پلاتین را به عنوان ماده اولیه استخراج می کند. اگر در بازار جهانی در عرضه آنها وقفه رخ دهد لازم است که همه کشورهای مصرف کننده حداقل برای مصرف یک سال این ماده ذخیره داشته باشند [1].

١-٢- خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم

همانگونه که ذکر شد، پالادیوم یک فلز سفید – نقره ای متالیک و نرم است که شبیه پلاتین بوده، در مجاورت هوا سیاه نمی‌شود. این فلز با چگالی اندک خود، پایین‌ترین نقطه ذوب را در میان فلزات گروه پلاتین دارد. زمانی که به آن حرارت داده شود، به میزان زیاده کشیده و نرم شده، در دمای سرد سفت و محکم می‌شود. پالادیوم به‌شدت با ترکیبات گوگردی و اسید نیتریک ترکیب شده، به‌آرامی در اسید کلریدریک حل می‌شود. همچنین این فلز در دماهای معمولی با اکسیژن ترکیب نمی‌شود و به طرز غیر معمول و بسیار عجیبی خاصیت جذب هیدروژن را تا ۹۰۰  برابرحجم خود در دمای اتاق داشته است. حالتهای معمولی اکسیداسیون پالادیوم +۲، +۳ و +۴ می‌باشد. اخیرا ترکیبات پالادیوم که در آن، این عنصر اکسیداسیون +۶ دارد هم سنتز شده است[1].
در جدول ١-١ مطالبی در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم آورده شده است [2].
 

١-٣- کاربردهای پالادیوم

از پالادیوم در تجهیزات و سیستمهای سوئیچینگ مخابراتی استفاده می‌شود. همچنین این ماده کاتالیزورهای خوبی، مخصوصا درعمل تصفیه نفت محسوب می شود که سرعت هیدروژن‌ دارکردن و هیدروژن‌زدایی را زیاد می‌کند. به كمك یك قشر كاتالیزر پالادیم به دست آوردن هیدروژن بسیار خالص از نفت خام و بنزین طبیعی میسر و ممكن می گردد كه این هیدروژن در ساختن اجسام نیمه رسانا و تولید فلزات ضرورت دارد. از دیگر کاربردهای پالادیوم در پیلهای سوختی است که از منابع پاک و تجدید پذیر انرژی محسوب می شود که توسط ترکیب اکسیژن و هیدروژن، برق تولید می کند و محصول جانبی آن تنها آب است. این عنصر در دندانپزشکی، ساعت سازی، جواهرسازی، ساخت ابزار جراحی و اتصالات الکتریکی تلفن های همراه و اتوموبیلها کاربرد دارد. در حال حاضر پالادیوم در مقایسه با پلاتین کاربرد وسیع تری در صنایع خودروسازی داشته و میزان تقاضای این محصول در این صنعت بیشتر می باشد. مصرف پالادیوم از ١٠٠ تن، در سال ١۹۹٠ به ٣۰٠ تن در سال ٢٠٠٠ افزایش یافته است که قسمت عمده آن در کاتالیزور خودروها مصرف می شود. کاربرد اصلی پالادیوم در موتورهای گازوئیلی به عنوان کاتالیست خودرو می باشد که از اینرو یکی از محصولات فلزی پرکابرد در بازارهای امریکای شمالی و آسیا بوده و رشد بازار آن وابستگی بسیار زیادی به این صنعت دارد. آلیاژ آن، در جواهرسازی استفاده می‌شود. طلای سفید، آلیاژی از طلا بوده که با اضافه کردن پالادیوم، رنگ خود را از دست می‌دهد. پالادیوم به‌تدریج در تولید و ساخت جواهرآلات از اهمیت ویژه‌ای برخوردار خواهد شد. رنگ پالادیوم سفید متمایل به خاکستری، سفیدتر از پلاتین است و هرگز تیره نمی‌شود و یا رنگش تغییری پیدا نمی‌کند و آلرژی‌زا نیست. ضمن آنکه ۶/۱۲ درصد سخت‌تر و انعطاف‌پذیرتر می‌باشد. اگرچه سختی آن در مقایسه با پلاتینیوم کمتر است. قابلیت تغییر و وزن سبک آن سبب می‌شود تا بیشتر از پلاتینیوم در ساخت جواهر استفاده شود و هزینه کمتر و سود بیشتری را به‌دنبال داشته باشد. آلیاژ پالادیم با فلزهای دیگر و عمدتا نقره برای ساختن دندان های مصنوعی در دندان پزشكی استفاده می شود[1و2].

١-٤- مشکل تعیین Pd در نمونه های محیطی

تعیین پالادیوم در نمونه های محیطی نشان دهنده یک چالش جدید است. این عنصر همراه با رودیم یک جزء اصلی از کاتالیزور فعال خودرو است که به شدت توسعه یافته است. به عنوان مثال از سایش سطح, این عناصر در محیط زیست منتشر می شوند. تعیین این آلاینده ها در غلظت زیست محیطی آن نیاز به استفاده از تکنیکهای تجزیه ای بسیار حساس مانند اسپکتروسکوپی جرمی همراه با پلاسما می باشد. مشکلات مربوط به تعیین پالادیوم می تواند شامل بازیابی ناقص پس از آماده سازی نمونه, هضم نمونه یا جداسازی ماتریکس و همچنین خطر ابتلا به آلودگی در طی آماده سازی نمونه باشد. به عنوان مثال پالادیوم در مقابله با دیگر عناصر گروه پلاتین به شدت به باقیمانده سیلیکات متصل می شود حتی در محلول اسیدی. بنابراین در نمونه های محیطی باید به طور کامل هضم شوند[3].

١-٥- روشهای اندازه گیری و شناسایی پالادیوم

اساسا” پالادیوم را می توان با هر روش اسپکتروسکوپی اندازه گیری کرد. در زیر روشهای معمول اندازه گیری پالادیوم به اختصار شرح داده می شود.

١-٥-١- روشهای اسپکتروفتومتری

در این روشها به طور گسترده ای از واکنشگرهایی از قبیل مشتقات رودانین، لیگاند پورفیرین، مشتقات اوره، مشتقات امینوکینولین و مشتقات نیتروزو برای کمپلکس کردن و سپس تعیین پالادیوم استفاده شده است [12-4]. در تحقیق حاضر نیز از اسپکتروفوتومتری جذبی ماوراء بنفش- مرئی برای تعیین غلظت پالادیوم استفاده شده است. اساس اندازه گیری بر مبنای اندازه گیری جذب کمپلکس پالادیوم-رودانین، با استفاده از اسپکتروفوتومتری استوار است که مفصلأ در بخش سوم این تحقیق بحث شده است.
 

 تحقیقات در زمینه استخراج ترکیبات فعال بیولوژیکی از گیاهان به سرعت در حال انجام می­باشد. در روشهای قدیمی مثل تقطیر با بخار آب، با توجه به مدت زمان طولانی حرارت دادن برای رسیدن به دمای لازم جهت تبخیر ترکیبات فرار، بسیاری از این ترکیبات از دست می­روند، ترکیبات غیر اشباع و استری تجزیه و انرژی و زمان زیادی تلف خواهد شد. در روشهایی نیز که برای استخراج نهایی از حلالهای شیمیایی استفاده می­کنند، خطر ایجاد مسمومیت توسط حلال وجود دارد.
به این دلیل که از اسانس های اکثر گیاهان آروماتیک در صنایع مختلف استفاده میشود، یافتن بهترین روش استخراج برای بهبود کیفیت اسانس ها در راستای رسیدن به مناسبترین ترکیب شیمیایی مورد نظر، برای هر نوع کاربرد خاص که با قوانین سازگاری داشته باشد، ضروری است. برای مثال در صنایع غذایی علاوه بر این که کیفیت عطر و طعم اسانس مهم است، حلالیت آن در مواد غذایی نیز مطرح است.
در سالهای اخیر استفاده از امواج الکترو مغناطیس در ناحیه امواج ریز موج کاربرد زیادی را در زمینه های مختلف از جمله آون های خانگی ودستگاهی و کاربردهای زیست پزشگی فراهم نموده است.

کاهش حلال مورد استفاده و تشکیل مقدار ناچیز محصول جانبی وکاهش آلودگی و کاهش زمان واکنش همچنین استفاده از واکنشگرها در مقیاس میکرو و کاهش انرژی مورد نیاز در مقایسه با روشهای حرارتی معمولی و افزایش انتخاب پذیری واکنش از مزایای این تکنیک شیمی سبز محسوب می­شود. از آنجا که شیشه و بسیاری از ترکیبات پلیمری تقریبا قابلیت عبور امواج ریز موج را دارند می­توانند به عنوان سلهای واکنش استفاده شوند. این خواص ریز موج منجر به کاهش زیادی در میزان حلالهای مورد استفاده میگردد از آنجا که انرژی مورد استفاده توسط حلال کنترل میشود دمای مخلوط واکنش به نقطه جوش نمی­رسد، در نتیجه میزان تبخیر پایین نگه داشته شده و نیاز به تقطیر برگشتی نمی­باشد.
بنابر این استفاده از انرژی ریز موج و کاربرد آن در استخراج ترکیبات موثره از گیاهان نیز وارد شده است
 
 فصل اول : کلیات
1-1 معرفی گیاهان دارویی

قدمت شناخت خواص دارویی گیاهان، شاید بیرون از حافظه بشر باشد. یکی از دلایل مهم این قدمت، حضورباورهای ریشه دار مردم سرزمین های مختلف در خصوص استفاده از گیاهان دارویی است اطلاعات مربوط به اثرها و خواص دارویی گیاهان از زمان های بسیار دور به تدریج سینه به سینه منتقل گشته با آداب و سنن قومی در آمیخته و سر انجام در اختیار نسل های معاصر قرار گرفته است طبق برخی سنگ نبشته ها و شواهد دیگر به نظر می­رسد مصریان و چینیان در زمره نخستین اقوام بشری بوده باشند که بیش از 27 قرن قبل از میلاد مسیح از گیاهان  به عنوان دارو استفاده کرده و حتی برخی از گیاهان را برای مصرف بیشتر در درمان دردها کشت داده اند. مردم یونان باستان، خواص دارویی برخی از گیاهان را به خوبی می دانسته اند. بقراط حکیم بنیانگذار طب یونان قدیم و شاگرد وی ارسطو و دیگران، برای استفاده از گیاهان در درمان بیماری ها ارزش زیادی قایل بوده اند. آنها علاوه بر استفاده از گیاهان یونان، از گیاهان کشورهای دیگر هم استفاده می برده اند. پس از آنها، یکی دیگر از شاگردان ارسطو به نام «تئوفراست» مکتب «درمان باگیاه»را بنیان نهاد. پس از آن، «دیوسکورید» در قرن اول میلادی، مجموعه ای از 600 گیاه دارویی با ذکر خواص درمانی هر یک را تهیه و به صورت کتابی در آورد که این کتاب بعدها سرآغاز بسیاری از مطالعات علمی در زمینه گیاهان مذکور گردید، به طوری که مثلا «جالینوس» پزشک معروف یونانی در کارهای خود به کتاب دیوسکورید استنادکرده است در قرون هشتم تا دهم میلادی، دانشمندان ایرانی همچون، ابوعلی سینا، محمد زکریای رازی و دیگران، به دانش «درمان با گیاه» رونق زیادی دادند و گیاهان بیشتری را در این رابطه معرفی کردند و کتابهای معروفی چون قانون و الحاوی را به رشته تحریر درآوردند. پس از آن، درمان با گیاه همچنان ادامه یافت. در قرن سیزدهم، ابن بیطار مطالعات فراوانی در مورد خواص دارویی گیاهان انجام داد و خصوصیات بیش ار 14700 گیاه دارویی را در کتابی که از خود به جای گذاشته، یادآور شد. پیشرفت اروپاییان در استفاده دارویی از گیاهان در قرن هفدهم و هجده، ابعاد وسیعی یافت و از قرن نوزدهم کوششهایی همه جانبه برای استخراج «مواد موثره»[1] از گیاهان دارویی و تعیین معیارهای معینی برای تجویز و مصرف آنها شروع شد. کوششهای آن زمان تا به امروز هم ادامه یافته و در حال حاضر نیز با سرعت هر چه بیشتر به پیش می رود. اکنون با در دست داشتن نتایج آزمایش ها و تحقیقات، با اطمینان می توان به تشریح و تفصیل علمی مزایای موجود درمواد موثره گیاهان دارویی در رابطه با انسان و حیوانات پرداخت. حقیقت این است که امروزه درباره روند متابولیسمی تشکیل مواد موثره موجود در گیاهان1 تحت فرایندهای خاص زیست محیطی و تاثیر مواد موثره مذکور بر انسان و حیوانات، اطلاعات بسیار زیادی وجود دارد و جنبه های مختلف استفاده از مواد مذکور، تنوع روزافزون دارد. تاکنون، تنها خصوصیات دارویی حدود سی هزار گونه از ششصد هزار گونه گیاهی جهان شناخته شده و در میان بقیه، گهگاه مواد موثره جدید و بسیار ارزشمندی کشف می گردد. جمع آوری گیاهان دارویی بسیار مشکل است. انجام این کار با ماشین به سختی امکان پذیر است، زیرا جمع آوری برخی از اندام های حاوی مواد موثره ( نظیر گلها، برگها و …) تنها با دست ممکن است. از این رو، تولید گیاهان دارویی به کار بدنی زیادی نیاز دارد. با جمع آوری گیاهان دارویی، کار به اتمام نمی رسد (برخلاف برخی محصولات کشاورزی)، بلکه پس از برداشت محصول، اندام های جمع آوری شده را باید تحت تاثیر عملیات مناسبی قرار داد تا به صورت قابل استفاده در آید (خشک کردن، استخراج ماده موثره، بسته بندی و …). مواد موثره گیاهان، بخصوص عطریات و اسانس ها، موارد استفاده متعدد و متفاوتی در صنایع لوازم آرایشی، صنایع مواد شیمیایی خانگی (نظیر: شامپو، صابون، عطر، ادوکلن، خوشبوکننده های هوا و امثال آنها) دارند، به طوری که بدون حضور مواد موثرهء مذکور، ساخت و تهیه بسیاری از محصولات یاد شده امکان پذیر نخواهد بود(ساخت و تهیه بسیاری از اسانس ها به طریق شیمیایی امکان پذیر نیست). استفاده از مواد موثرهء گیاهان دارویی در صنایع غذایی، رشد روزافزون دارد. اگر چه استفاده از مواد مذکور در صنایع غذایی از گذشته معمول بوده، ولی اکنون در صنایع نوپای نوشابه سازی، کنسروسازی، شیرینی سازی و … از مواد موثرهء  گیاهان دارویی برای بهتر شدن طعم و رنگ و بوی محصولات در سطح دقیق تر و حساب شده­تری استفاده می شود.
1-Active substances
 

گاهی در صنعت لازم است که یک جزء و یا اجزاء مختلف را از یک مخلوط به وسیله روش های مناسب جدا کرد. نوع روش انتخاب شده برای جداسازی به عوامل مختلفی مانند ماهیت ماده و مخلوط، اندازه، غلظت، فاز ماده و … بستگی دارد. به طور كلی جداسازی بر اساس نیروی محركه شیمیایی به پنج دسته كلی تقسیم می­شود كه هر مخلوط را می توان با استفاده از یكی از این روش ها و یا تركیبی از آنها جداسازی كرد.
روش های عمومی جداسازی عبارتند از :
1- جداسازی از طریق ایجاد یك فاز جدید ( تقطیر)
2- جداسازی از طریق افزودن یك فاز جدید (استفاده از حلال)
3- جداسازی از طریق ایجاد مانع ( استفاده از غشاء)
4- جداسازی با استفاده از ذرات جامد ( جذب سطحی)
5- جداسازی به وسیله میدان مغناطیسی یا الكتریكی

1-1-1-               جذب سطحی

جذب سطحی نوعی فرآیند جداسازی است كه در آن برخی از اجزای یك فاز سیال به سطح جاذب منتقل می شود. به طور كلی در مواد جامد، ساختار سطح با ساختمان توده جامد متفاوت است، به طوریكه سطح از لحاظ انرژی كاملاً اشباع نبوده و زمانیكه جامد در معرض یك گاز قرار می گیرد، مولكولهای گاز به مراكز موجود در سطوح متصل شده و جذب می گردند، این پدیده جذب گاز توسط جامد[1] نامیده می شود.
یك دستگاه ساده جذب سطحی متشكل از یك سیلندر است كه جاذب در آن قرار گرفته، و جریان گاز و مایع بر روی آنها برقرار است. در حالت معمول، ذرات كوچك جامد در یک بستر، ثابت نگه داشته می شوند و گاز به طور پیوسته از آن بستر عبور می كند. در نهایت جامد تقریباً اشباع شده و جداسازی دیگر قابل انجام نیست. در این هنگام، جریان به بستر دوم انتقال می یابد تا اینكه جاذب اشباع شده، تعویض یا احیا شود.
جذب سطحی به عنوان مهمترین فرآیند در جداسازی برای غلظت های پایین مطرح می­شود. در جذب سطحی بر خلاف فرآیند جذب كه در آن جداسازی در توده ی سیال اتفاق می­افتد جداسازی در سطح جامد صورت می پذیرد،.
نكته مهمی كه در جذب سطحی باید مورد توجه قرار گیرد این است كه این شیوه جداسازی زمانی به عنوان یک روش کارامد مورد استفاده قرار می گیرد، كه جداسازی در غلظت های پایین مدنظر باشد. از آنجا كه ذراتی كه در جذب سطحی مورد استفاده قرار می گیرند پس از مدتی اشباع شده و توانایی جذب اولیه را از دست می دهند، بنابراین این روش در غلظت های بالا كاربرد چندانی ندارد زیرا جاذب ها به سرعت اشباع شده و قابلیت خود را از دست می دهند. اکثر جاذب ها موادی بسیار متخلخل هستند و جذب سطحی عمدتاً روی دیواره حفره ها یا مکان های مشخص در داخل ذره صورت می گیرد. از آنجایی که حفره ها عموما بسیار کوچکند، مساحت سطح داخلی چندین مرتبه بزرگتر از مساحت سطح خارجی بوده و تقریبا بین 500 تا 1000 متر مربع بر گرم می رسد. اختلاف در جرم مولکولی، شکل و یا قطبیت، باعث می شود برخی مولکول ها محکمتر روی سطح حفظ شوند. همچنین ممکن است حفره ها کوچکتر از آن باشند که مولکول های درشت تر را بپذیرند، در نتیجه مواد از هم جدا می شوند. در بسیاری از موارد، جزء جذب شونده به اندازه کافی محکم نگه داشته شده و جدا سازی کامل آن جز از سیال همراه با جذب بسیار کم سایر اجزا ممکن می­ باشد. در این صورت می توان با احیا جاذب، ماده جذب شده را به صورت غلیظ یا تقریبا خالص فراوری کرد.
كاربردهای جذب سطحی در فاز بخار شامل بازیافت حلال های آلی به كار رفته در رنگها، مركب چاپ و محلولهای مورد مصرف برای چدن ریزی است.
از جذب سطحی روی كربن برای جدا كردن مواد آلوده كننده ای مانند CO2،N2O و دیگر تركیبات بدبو از هوا استفاده می­شود به طوریکه در اكثر اتومبیل های جدید از قوطی های زغالی استفاده می شود تا مانع ورود بنزین به هوای داخل ماشین شود. خشك كردن گازها اغلب با جذب سطحی آب روی سیلیكاژل، آلومینا یا دیگر جامدات متخلخل معدنی صورت می­گیرد. زئولیت ها یا غربالهای مولكولی، آلومینا و سیلیكاتهای طبیعی یا مصنوعی هستند كه در تهیه گازهای با نقطه شبنم پایین مؤثرند. از جذب سطحی روی غربالهای مولكولی برای تفكیك اكسیژن و نیتروژن، تهیه هیدروژن خالص به منظور تفكیك پارافین های معمولی از پارافین های شاخه دار و تركیبات آروماتیك نیز استفاده می شود.
جهت انتقال جرم در این فرآیند، از فاز سیال به فاز جامد است و عكس آن، به فرآیند دفع سطحی مشهور است. به منظور بازیابی برخی مواد ارزشمند (نظیر فلزات گرانقیمت) از سطوح جاذب، فرآیند دفع با راندمان مناسب كاربرد فراوان دارد.
سرعت جریان گاز و زمان مورد نیاز برای چرخه مطلوب، اندازه بستر جاذب را تعیین می کند. با استفاده از بسترهای طویل تر، چرخه جذب را می توان به چند روز افزایش داد ولی افزایش افت فشار و سرمایه گذاری اولیه بالاتر ستون جذب، آن را غیر اقتصادی خواهند کرد.
فرایندهای جداسازی از طریق جذب سطحی تقریباً مشابه هستند، به این ترتیب كه مخلوطی كه باید جدا شود در تماس با یك فاز غیرقابل

 حل (جاذب) قرار گرفته و توزیع ناهماهنگی از اجزاء اصلی بین فاز جذب شده روی سطح جامد و تودة سیال اتفاق افتاده و جداسازی انجام می شود. دو نوع جداسازی در جذب سطحی مطرح است:

-1 جذب سطحی فیزیكی یا واندروالس
-2 جذب سطحی شیمیایی

1-1-1-1-    جذب سطحی فیزیكی یا واندروالس

این نوع جذب مربوط به فرایند برگشت پذیری است که نتیجة جذب از طریق نیروهای بین مولكولی بین جامد و مواد جذب سطحی شده حاصل می شود. به عنوان مثال، زمانیكه نیروهای بین مولكولی بین یك جامد و یك گاز بزرگتر از نیروهای بین مولكولی گاز به تنهایی باشد، حتی اگر فشار گاز پایین تر از فشار بخار در دمای جامد باشد، مولکول های گاز روی سطح جامد جذب می شوند. این جذب شدن معمولاً با گرما همراه بوده و کمی بزرگتر از گرمای نهان تبخیر است. مادة جذب شده در ساختمان كریستالی جامد جایگزین نشده و در آن حل نمی شود بلکه به طور كامل روی سطح جامد باقی می ماند.
در بیشتر مواقع در حالت تعادل، فشار جزئی ماده جذب شده مساوی با فشار فاز گاز در حال تماس بوده و با پایین آوردن فشار گاز یا با افزایش دما، گاز جذب شده به راحتی دفع می­شود. جذب فیزیکی اختصاصی نمی­باشد و مانند چگالش بطور کلی با هر سامانه گاز جامد اتفاق می افتد و به نوع جاذب یا جذب شونده بستگی ندارد به شرطی که ترکیب دما و فشار مناسب باشد. جذب سطحی برگشت پذیر (فیزیکی)، به گازها محدود نمی شود بلکه در مایعات نیز مشاهده شده است.

1-1-1-2-   جذب شیمیایی

جذب سطحی شیمیایی یا جذب سطحی فعال شده، نتیجه پیوند شیمیایی بین جامد و مادة جذب شده است. قدرت پیوندهای شیمیایی متفاوت بوده و ممکن است تركیبات شیمیایی تشكیل نشوند، اما در هر صورت نیروی چسبندگی در این نوع جذب از جذب فیزیكی بیشتر است. به دلیل واكنش شیمیایی، گرمای آزاد شده در طی جذب شیمیایی معمولاً بزرگتر از جذب فیزیكی است. این فرآیند غالباً برگشت ناپذیر بوده و در مرحله دفع، مواد اصلی اغلب دچار تغییر شیمیایی می شوند. جذب شیمیایی بیشتر در كاتالیزورها مشاهده می شود.
مقدار گرمای جذب فیزیکی با مقدار گرما برای مایع شدن گاز جذب شده برابر است در حالی که گرمای جذب شیمیایی تقریبا با گرمای واکنش شیمیایی برابر است. از سوی دیگر فرایند جذب شیمیایی معمولا توسط مقاومت واکنش سطحی کنترل می شود و سرعت جذب با افزایش درجه حرارت افزایش می یابد.
در جداسازی و خالص سازی مواد، جزء مورد نظر توسط جاذب، جذب می گردد و در نزدیکی نقطه اشباع بستر دیگر کارایی لازم را جهت جداسازی مطلوب نخواهد داشت در این مرحله بستر بایستی توسط روشهای دفع سطحی احیاء گردیده و سپس جاذب مورد استفاده قرار گیرد.

1-1-2-              مقایسه کلی انواع جذب سطحی

مقایسه خصوصیات جذب فیزیکی و شیمیایی ما را به تفاوت های زیر بین این دو نوع سازوکار رهنمون می سازد.
جذب فیزیکی پدیده ای برگشت پذیر است در صورتی که جذب شیمیایی برگشت پذیر نمی­باشد.
در جذب فیزیکی تمام سطوح جامد در عمل جذب دخالت می کنند.
گرمای جذب فیزیکی کمتر از گرمای جذب شیمیایی است.
جذب فیزیکی می تواند در دماهای پایین صورت گیرد زیرا انرژی فعالسازی جذب فیزیکی کم می باشد.
جذب فیزیکی به نوع جاذب و نوع جذب شونده بستگی ندارد و در هر حالتی ممکن است انفاق بیافتد ولی جذب شیمیایی هم به نوع ماده و هم به نوع جاذب بستگی دارد. در جذب فیزیکی همیشه می توان جاذب را بازیابی کرده و دوباره استفاده کرد.

1-1-3-             معیار انتخاب فرآیندهای جذب سطحی

مقایسه بین فرآیندهای مختلف جداسازی در جهت انتخاب مناسب ترین فرآیند، از اهمیت خاصی برخوردار است. سهولت جداسازی توسط تقطیر بوسیله ضریب فراریت α مشخص می شود كه برای یك مخلوط دوتایی ایده آل نسبت بین فشار بخارهای دو جزء می باشد. علی رغم فواید تقطیر، اساساً این فرآیند انرژی زیادی مصرف می كند.
مواردی که فرآیند جذب نسبت به تقطیر دارای ارجحیت است مشتمل بر موارد زیر می باشد:
1- جداسازی ترکیباتی که ضریب فراریت اجزای كلیدی آنها در حدود 5/1 یا كمتر باشد. مانند جداسازی ایزومرهای مختلف یك تركیب.
2- در صورتی که جریان خوراك ارزش كمی داشته باشد. در این موارد مقدار جزء غیرفرار بالا بوده و غلظت محصول موردنظر نسبتاً كم است، بنابراین جریان برگشتی از نسبت بالایی برخوردار است و در نتیجه نیاز به انرژی زیاد خواهد بود.
3- برای جداسازی دو گروه از اجزاء كه محدودة جوش آنها دارای محدودة هم پوشانی باشد. در این موقع حتی اگر ضریب فراریت نیز بزرگ باشد به چندین ستون تقطیر نیاز داریم.
4- جداسازی در دمای پایین و فشار بالا كه در عملیات تبدیل گاز به مایع مورد نیاز است.
5- موارد خاص جداسازی كه در آنها هزینه فرآیند جذب به مراتب كمتر از هزینه فرآیند تقطیر خواهد بود.

1-1-4-             پارامترهای مؤثر بر جذب

بر طبق تئوریهای موجود، ظرفیت جذب تعادلی به عوامل زیر بستگی دارد:
نوع جاذب
نوع جذب شونده
شرایط فرآیند

1-1-4-1-  تأثیر نوع جاذب

جاذبها مواد جامد خلل و فرج داری هستند كه بدلیل خاصیت جذبی كه روی سطح خود دارند اجازه می دهند مولكولهای برخی مواد روی آنها مجتمع شده و جذب گردند. این خلل و فرج به شكل ها و اندازه های متفاوتی بوده و به شدت در میزان جذب و نوع ماده ای كه می تواند جذب كند تاثیر دارد.
نوع جاذب به دو صورت بر ظرفیت جذب مؤثر است:
1-حجم كل حفره جاذب
هرچه حجم حفره بیشتر باشد جذب شونده بیشتر جذب می شود و اگر جریان گاز (یا هوا) به طور كامل با جذب شونده اشباع باشد، ظرفیت جذب تعادلی ماكزیمم حاصل می شود.
2-توزیع اندازه حفره
مطابق تقسیم بندی IUPAC كه بر اساس سایز حفره ها می باشد حفره ها را براساس قطر به سه گروه زیر تقسیم كرده اند:
– میکروپور: حفره های ریز با قطر كمتر از 2 نانو متر
– مزوپور: حفره های متوسط با قطر بین 2 تا 50 نانو متر
– ماکروپور: حفره های بزرگ با قطر بیشتر از 50 نانو متر
جذب واقعی تقریباً فقط در حفره های ریز اتفاق می افتد. حفره های متوسط وظیفه انتقال جذب شونده را از فاز گاز به حفره های ریز بر عهده داشته و حفره های بزرگ قابلیت دسترسی جاذب را تعیین می كنند. در غلظتهای پایین جذب شونده، جذب تقریباً فقط در كوچكترین حفره های ریز اتفاق می افتد كه بالاترین انرژی جذب را دارا هستند.
جامدهای جاذب معمولا به شكل گرانول مصرف می شوند و قطر آنها از ۱۲میلی متر تا ۵۰ میكرومتر متغیر است. جاذب ها بر اساس كاربرد و موقعیت مصرف دارای ویژگی متفاوتی می باشند. مثلا اگر از آنها در یك بستر ثابت با جریان گاز یا مایع استفاده می شود، نباید اختلاف فشار زیادی ایجاد كنند و همچنین نباید توسط جریان سیال به خارج حمل شوند. آنها باید از مقاومت و سختی خوبی برخوردار باشند تا در اثر حمل و نقل و همچنین در اثر وزن خود در بستر خرد نشوند. در صورتی كه بخواهیم آنها را از ظروف نگهداری به داخل و خارج انتقال دهیم باید به راحتی جریان پیدا كنند. این ویزگی به راحتی قابل شناسایی هستند.
جذب یك پدیده عمومی است و تمام جامدها مقداری از گازها و بخارات را جذب می كنند ولی در اهداف صنعتی تنها بعضی جامدات ظرفیت جذب لازم را دارند. در جامداتی كه دارای خاصیت جذب بسیار ویژه ای هستند و به مقدار زیاد جذب انجام می دهند، طبیعت شیمیایی آنها با ویژگی جذب رابطه دارد ولی صرف شناسایی شیمیایی برای بیان مفید بودن آنها كافی نیست. وجود سطح زیاد در واحد جرم، برای جاذب های مفید ضروری است. در جذب گازی، سطح واقعی، سطح ذرات گرانول نیست بلكه سطح بزرگتری است كه داخل سوراخها و شكافها را شامل می شود. سوراخها خیلی كوچك بوده و معمولا در حدود چند مولكول قطر دارند ولی تعداد زیاد آنها باعث تولید سطح بزرگتری برای جذب می­شود. ویژگی دیگری وجود دارد كه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد ولی همه آنها شناخته شده نیستند و برای بررسی قابلیت جذب باید به مشاهده و تجربه اتكا كرد.
فشار بخار یك مایع یا گاز در حفره های موئینه با فشار بخار آن در شرایط عادی متفاوت است. اگر لوله موئینه داشته باشیم فشار بخار كمتر از فشار بخار در سطح آزاد است. به عبارت دیگر نقطه جوش آن در فشار ثابت بالاتر است. یعنی اینكه در لوله های موئینه بخار زودتر میعان می شود. هر چه سوراخهای یك جاذب ریزتر باشد فشار بخار در آن كمتر بوده و عمل میعان زودتر صورت می گیرد بنابراین در جاذبهای میكروپور و مزوپور علاوه بر اینكه روی سطح جامد عمل جذب صورت می گیرد، بدلیل وجود خلل و فرج ریزتر، كندانس شدن گاز نیز صورت می گیرد. هرچند در جاذبهای میكروپور عمل دفع نیز سخت صورت می گیرد.

1-1-4-2- تأثیر نوع جذب شونده

روشن است كه جذب شونده باید به اندازه كافی كوچك باشد تا در حفره های جاذب جای گیرد و دانسیته نیز روی ماكزیمم جرم جذب شونده مؤثر است. دو پارامتر اول روی میزان جذب شده مؤثرند، در حالیكه نقطه جوش و ساختار جذب شونده روی توان جذب مؤثر هستند. اساساً یك جذب شونده با نقطه جوش بالاتر بیشتر از یك جذب شونده با نقطه جوش پائین تر جذب می شود. شكل جذب شونده نیز تأثیر زیادی دارد. مثلاً بنزن نسبت به هگزان بهتر به درون حفره ها نفوذ می كند.

1-1-4-3-                        اثر شرایط فرآیند

شرایط موثر بر ظرفیت جذب تعادلی عبارتند از:
1-غلظت جذب شونده
2- دمای جذب
در غلظتهای پایین، جذب فقط در كوچكترین حفره های ریز اتفاق می افتد در حالیكه در غلظتهای بالا، حفره های بزرگتر نیز در جذب شركت می كنند كه در نتیجه ظرفیت جذب تعادلی بالاتر می رود.
دمای جذب روی مقدار انرژی جذب شونده موثراست. به عبارت دیگر دمای جذب بالاتر، معادل ظرفیت جذب پائین تری است. پارامترها و شرایط دیگر فرآیند روی ظرفیت جذب اثری نداشته و روی زمان مورد نیاز برای رسیدن به تعادل موثرند.
[1] Adsorption
 

آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدار هر معرف اعم از شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود. آلودگی آب‌ها بوسیله ضایعات کارخانجات تولید پارچه، کاغذ، چرم و صنایع داروسازی بوجود می‌آیند که این پساب‌ها درصد حذف مواد آلی ( COD ) و رنگ بالایی داشته و محیط زیست را شدیدا آلوده می‌کنند]1[.
رنگ‌ها مهم ترین آلوده‌کننده‌ها هستند و علت بوجود آمدن مشکلات زیستی، بهداشتی و سلامتی برای انسان‌ها و سایر موجودات زنده می‌باشند. مصرف این آب‌های آلوده تهدیدی جدی برای محیط زیست است ]3،2[. برای مثال، صنایع نساجی باعث تولید آلودگی آب‌ها می‌شوند. پساب خروجی‌ صنایع نساجی شامل مواد رنگی، جامدات سوسپانسه، ترکیبات آلی کلردار و برخی فلزات سنگین است که دارای pH و دمای گوناگونی هستند]4[.
در طی فرآیند رنگ‌سازی %15-1 آلودگی رنگ وارد محیط زیست می‌شود. تصفیه این آب‌های آلودگی رنگی یک مسأله‌ی مهم برای صنایع می‌باشد. همچنین ترکیبات سمی بطور قابل توجهی از طریق فاضلاب‌های صنایع مختلف وارد محیط زیست می‌شود. این ترکیبات عمدتا قابلیت تجزیه حیاتی پایینی دارند و باعث آلودگی شدید محیط زیست می‌گردند]2،5،6[.
3 نوع روش تصفیه آب‌های آلوده شناخته شده‌اند: فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی]7[ .
اغلب ترکیبات آلی آروماتیک نسبت به تخریب بیولوژیکی مقاوم هستد و روش‌های بیولوژیکی تصفیه مانند جذب سطحی توسط کربن فعال و یا روش انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی و تکنیک اسمز معکوس بدین منظور چندان موثر نیستند چرا که این روش‌ها عمدتا آلودگی را از فاز آبی به پساب جامد انتقال می‌دهند و پسماند ثانویه‌ای تولید می‌شود که نیاز به تصفیه بیشتر دارد]8،9،6[ .
در دو دهه‌ی گذشته تلاش‌های زیادی برای حذف این ترکیبات آلاینده از محیط‌های آبی صورت گرفته است. از جمله‌ی این روش‌ها می‌توان به فرآیند‌های اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) و استفاده از روش امواج التراسونیک اشاره نمود]10 [.
سونوشیمی زیست‌محیطی به عنوان یک شاخه علمی رو به رشد می‌باشد که به بحث در مورد تخریب ترکیبات آلی در محلول‌های آبی توسط

 امواج ماورای صورت می‌پردازد، این روش به عنوان یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته طبقه‌بندی می‌شود]11[. کارایی امواج ماورای صوت (US) در حذف ترکیبات آلی به تنهایی قابل توجه نمی‌باشد، بنابراین تلاش‌های زیادی برای افزایش سرعت فرایند صورت گرفته است]12 [.

 
1-2- آلودگی آب‌ها
با توجه به مطالب فوق جلوگیری از آلودگی آب‌ها و تصفیه آب‌های آلوده به عنوان یک ضرورت حیاتی مطرح است که در قدم نخست باید عوامل آلوده‌کننده را شناخت که این عوامل در سه گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند:

• فاضلاب‌ها و پساب‌ها
• آلودگی‌های کشاورزی
• سایر آلوده‌کننده‌ها

 
1-3- روش‌های نوین تصفیه آب‌های آلوده
1-3-1- استفاده از فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته
محققین متعددی فعالیت خود را بر روی دسته‌ای از روش‌های اکسیداسیون تحت عنوان فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته متمرکز نموده‌اند. ویژگی عمده این فرآیند‌ها این است که در دما و فشار محیط قابل انجام هستند. اگرچه فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته به دستجات متعددی مانند: UV/O3، UV/H2O2، UV/TiO2، US و فتولیز مستقیم توسط اشعه UV تقسیم می‌شوند، ولی ویژگی مشابه عمده آن‌ها تولید حد واسط‌های فعال با عمر کوتاه حاوی اکسیژن مانند رادیکال هیدروکسیل می‌باشد. رادیکال‌های هیدروکسیل گونه‌های اکسیدکننده بسیار فعالی هستند که با ثابت سرعت بالا (106-109M-1s-1) به ترکیبات آلی حمله نموده و آن‌ها را تخریب می‌نمایند. (جدول1-1).
 
جدول1-1: ثابت سرعت درجه دوم رادیکال‌های هیدروکسیل با ترکیبات آلی متعدد

 
انتخاب‌گری رادیکال‌های هیدروکسیل در حمله به آلاینده‌های آلی خیلی کم است، این ویژگی در واقع یک خاصیت مفید برای یک اکسیدکننده است است که در تصفیه پساب و به منظور حل مسایل و مشکلات آلاینده‌ها استفاده می‌شود. از آنجا که فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته از واکنشگر‌های گران‌قیمتی نظیر H2O2 و یا O3 استفاده می‌کنند، بنابراین در مواقعی که از فرایند‌های اقتصادی‌تری نظیر تخریب بیولوژیکی نتوان برای حذف آلاینده‌ها بهره برد، می‌توان فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته را جایگزین فرایند‌های مذکور نمود.
همانطوریکه در شکل 1-1 نشان داده شده است فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته به سه دسته فرایند‌های اکسیداسیونی، فتوکسیداسیونی و فتوکاتالیستی تقسیم‌بندی می‌شوند. در فرایند‌های فتواکسیداسیونی از ترکیب اشعه فرابنفش با یک اکسیدکننده نظیر H2O2 و یا O3 استفاده می‌شود و در فرایند های فوتوکاتالیستی از ترکیبات اشعه فرابنفش و یک فتوکاتالیزور نیمه‌رسانا نظیر ZnO، TiO2 و… استفاده می‌شود. بطور کلی فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته بر واکنش‌های تخریبی اکسیداسیونی متکی هستند که در طی این فرایندها رادیکال‌های آلی در اثر فتولیز آلاینده آلی و یا از طریق واکنش با رادیکال هیدروکسیل تولید می‌گردند. در مرحله بعد این حد واسط‌های رادیکالی توسط اکسیژن محلول به دام افتاده و از طریق رادیکال‌های پراکسیل منجر به پیشرفت و در نهایت کامل شدن فرایند معدنی‌سازی می‌شوند]13،14[.
شکل 1-1: فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته
 
1-3-2- کاربرد امواج التراسونیک در تصفیه آب
در دهه‌های اخیر التراسوند در یک جایگاه مهمی در فرآیند‌های مختلف صنایع مثل تصفیه آب های آلوده ،پزشکی و … جای گرفته است و در حفاظت محیطی شروع به یک انقلاب جدیدی کرده است.
1-4- قوانین التراسوند
اثرات شیمیایی و بیولوژیکی التراسوند برای اولین بار در سال 1927 توسط لومیس ارائه شد. بطور معمول برای یک شیمیدان، صوت به عنوان اولین صورت از انرژی برای فعال کردن یک واکنش شیمیایی مورد توجه قرار نمی‌گیرد. امروزه دانشمندان زیادی به یک موضوع تحقیقاتی جدید به نام سونوشیمی[1] علاقمند شده اند. این اصطلاح اساساً برای توصیف تأثیر امواج ماورای صوت بر واکنش‌های شیمیایی، همچنین به فرایندهایی که انرژی ماورای صوت در آن‌ها مورد استفاده است، به کار می‌رود. این اسم از یک پیشوند به نام سونو که نشان‌دهنده‌ی صوت است مشتق شده است، مانند تکنیک‌های قدیمی‌تری نظیر فوتوشیمی و الکتروشیمی که نور و الکتریسیته را برای رسیدن به فعالیت شیمیایی مورد استفاده قرار می‌دهند. در هر حال برخلاف بسیاری از تکنولوژی‌های شیمیایی که نیاز به برخی خاصیت‌های خاص سیستم است تا مورد استفاده قرار گیرند، مانند استفاده از ماکروویو (گونه‌های دوقطبی)، الکتروشیمی (محیط هادی) و فوتوشیمی (حضور کورموفور: گروهی است که قادر است توسط تابش نور فعال شود)، در امواج ماورای صوت تنها نیاز به حضور یک مایع برای انتقال انرژی آن است. از این نظر سونوشیمی می‌تواند به عنوان یک روش عمومی فعالسازی مانند ترموشیمی (گرما) و پیزوشیمی (فشار) مورد توجه قرار گیرد]15[.
[1] Sonochemistry