بایوساید» (Biocide) به‌طور کلی به هر ماده یا ترکیبی گفته می‌شود که توانایی از بین بردن یا مهار رشد میکروارگانیسم‌ها (مثل باکتری‌ها، قارچ‌ها، ویروس‌ها، جلبک‌ها و حتی برخی موجودات بزرگ‌تر) را دارد.
تعریف علمی
بایوسایدها موادی هستند که برای محافظت از انسان، حیوانات، مواد غذایی، یا تجهیزات در برابر اثرات زیان‌بار میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شوند. این واژه از دو بخش تشکیل شده:
Bio = زیست، موجود زنده
Cide = کُشنده
بنابراین معنی لغوی آن «کُشنده موجودات زنده» است (البته منظور موجودات میکروسکوپی است، نه انسان یا حیوان).
انواع بایوسایدها:
۱. دسته‌بندی بر اساس ماهیت شیمیایی (ترکیب اصلی)
این دسته‌بندی بر اساس گروه شیمیایی غالب در ترکیب فعال بایوساید است:
-بر پایه پراستیک اسید (Peracetic Acid): ترکیبات اکسیدکننده قوی.
-بر پایه دی متیل بنزو آلکونیوم کلراید (DMBAQ): یکی از ترکیبات آمونیوم چهارتایی (Quats) که خاصیت کاتیونی دارند.
-ایزوتیازولین‌ها (Isothiazolines): شامل موادی مانند CMIT/MIT (که در مواد آرایشی و صنعتی رایج است).
-گلوتارآلدئید (Glutaraldehyde): یک آلدئید فعال که خاصیت غیر اکسیدکننده دارد.
-دی برمو نیتریلوپروپیل آمید (DBNPA): یک بایوساید غیر اکسیدکننده با اثر سریع.
-تتراکیس هیدروکسی متیل فسفونیوم سولفات (THPS): ترکیبات فسفری که اغلب در صنایع نفت و گاز استفاده می‌شوند.
-آب ژاول (Bleach): که اساساً محلول هیپوکلریت سدیم است.
۲. دسته‌بندی بر اساس مکانیسم اثر
این روش، نحوه کشتن یا مهار میکروارگانیسم‌ها را مشخص می‌کند و اغلب با دسته‌بندی شیمیایی همپوشانی دارد:
الف) بایوسایدهای اکسیدکننده (Oxidizing Biocides)
این مواد با گرفتن الکترون از باکتری‌ها (اکسید کردن آن‌ها)، باعث از بین رفتن مواد مغذی و در نتیجه مرگ سلولی می‌شوند.
نمونه‌ها: هیپوکلریت سدیم (آب ژاول)، کلر، برم، ازن، پراکسید هیدروژن.
نکته: قدرت اکسیدکنندگی بالای آن‌ها ممکن است باعث خوردگی فلزات شود.
ب) بایوسایدهای غیر اکسیدکننده (Non-Oxidizing Biocides)
این مواد معمولاً با هدف قرار دادن ساختارهای سلولی خاص عمل می‌کنند و خاصیت اکسیدکنندگی قوی ندارند.
مکانیسم‌های رایج: حل کردن غشای سلولی چربی میکروارگانیسم‌ها، اتصال به ساختارهای خارجی یا داخلی سلول، یا اختلال در آنزیم‌های متابولیک.
نمونه‌ها: ایزوتیازولین‌ها، گلوتارآلدئید، ترکیبات آمونیوم چهارتایی (Quats)، DBNPA، THPS.
کاربردهای بایوسایدها:
در اینجا مهم‌ترین کاربردهای بایوسایدها در صنایع مختلف آمده است:
۱. صنایع نفت و گاز (Oil & Gas Industry)
این یکی از حیاتی‌ترین حوزه‌های استفاده از بایوسایدها است، زیرا میکروارگانیسم‌ها می‌توانند خسارات سنگینی ایجاد کنند:
-کنترل خوردگی میکروبی (MIC): سولفات ردوکتینگ باکتری‌ها (SRB) و سایر میکروارگانیسم‌ها می‌توانند باعث خوردگی شدید لوله‌ها، مخازن و تجهیزات تزریق آب شوند (همان موضوعی که در سوال قبلی شما درباره فرسایش گاز طبیعی مطرح شد).
-جلوگیری از گرفتگی (Biofouling): تشکیل بیوفیلم‌ها که منجر به کاهش جریان سیالات، انسداد فیلترها و کاهش راندمان استخراج می‌شود.
-حفاظت از سیالات حفاری و شکاف‌دهی: جلوگیری از تجزیه مواد شیمیایی مورد استفاده در عملیات حفاری توسط میکروب‌ها.
۲. تصفیه و مدیریت آب (Water Treatment)
-آب آشامیدنی: ضدعفونی کردن آب برای حذف پاتوژن‌ها و اطمینان از ایمنی مصرف.
-آب برج‌های خنک‌کننده (Cooling Towers): کنترل رشد لژیونلا (عامل بیماری لژیونر) و جلوگیری از بیوفولینگ که راندمان انتقال حرارت را کاهش می‌دهد.
-آب‌های فرآیندی صنعتی: ضدعفونی آب مورد استفاده در فرآیندهای تولیدی مختلف.
۳. محصولات چوبی و ساختمانی
-نگهداری چوب: استفاده از مواد نگهدارنده چوب برای محافظت در برابر قارچ‌ها و حشرات که باعث پوسیدگی می‌شوند.
-رنگ‌ها و پوشش‌ها (Paints & Coatings): بایوسایدهای “درون قوطی” (In-can biocides) از فساد محصول در حالت مایع جلوگیری می‌کنند، و بایوسایدهای “فیلم خشک” (Dry-film biocides) از رشد کپک و جلبک روی سطح رنگ شده جلوگیری می‌کنند.
۴. صنایع کاغذ و خمیر کاغذ
-کنترل لزجی (Slime Control): تشکیل بیوفیلم‌ها در ماشین‌آلات کاغذسازی باعث پارگی ورق کاغذ و افت کیفیت محصول نهایی می‌شود. بایوسایدها برای تمیز نگه داشتن سیستم استفاده می‌شوند.
۵. نگهداری محصولات صنعتی
-مایعات برش و روان‌کننده‌های فلزکاری: این امولسیون‌ها محیط غنی از آب و مواد آلی هستند که به سرعت میزبان رشد باکتری‌ها می‌شوند و باعث ایجاد بوی نامطبوع، خوردگی و کاهش عملکرد سیال می‌شوند.
-چسب‌ها، درزگیرها و سیلانت‌ها: برای جلوگیری از تجزیه این مواد در حین نگهداری و استفاده.
۶. مواد مصرفی و بهداشتی
-محصولات آرایشی و مراقبت شخصی: به عنوان نگهدارنده (Preservative) برای جلوگیری از رشد میکروبی در کرم‌ها، لوسیون‌ها، شامپوها و سایر محصولات حاوی آب برای تضمین ایمنی مصرف‌کننده در طول عمر مفید محصول.
به طور خلاصه، هر جا که آب، مواد آلی، یا شرایط محیطی مناسب برای رشد میکروارگانیسم‌ها وجود داشته باشد و این رشد منجر به آسیب، آلودگی، یا کاهش کیفیت شود، استفاده از بایوسایدها برای حفظ عملکرد و ایمنی ضروری است.
نکات ایمنی
بایوسایدها ممکن است برای انسان و محیط زیست خطرناک باشند اگر به‌درستی استفاده نشوند. برخی می‌توانند:
- باعث تحریک پوست و چشم شوند،
- آلوده‌کننده آب یا خاک باشند،
- باعث مقاومت میکروبی در اثر مصرف نادرست شوند.
به همین دلیل، در بسیاری کشورها مصرف و فروش آن‌ها با مقررات ایمنی و زیست‌محیطی سختگیرانه کنترل می‌شود.