پاكسازی آب با چاقوی ارتش سوئیس

پاكسازی آب با چاقوی ارتش سوئیس خراسان رضوی آلودگی فسفات در رودخانه ها، دریاچه ها و دیگر آبراهه ها به سطوح خطرناکی رسیده و موجب توده ای از جلبک هایی شده است که نتیجه آن محرومیت ماهی ها و گیاهان آبزی از اکسیژن خواهد بود. بنا بر این کشاورزان در سراسر جهان با کاهش میزان ذخیره کودهای فسفاته که نیمی از مواد غذایی جهان را تامین می کنند، موافقت کردند.


به نقل از یورکالرت، یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی دانشگاه نورث وسترن امریکا با الهام از خیلی از آب های مجاور شیکاگو، راهی برای زدودن و استفاده مکرر فسفات از آب های آلوده ایجاد کردند. پژوهشگران این تولید را به «چاقوی ارتش سوئیس» (یک نمانام برای نوعی چاقوی جیبیی چندکاره یا چندابزاره است که توسط ویکتورینوکس و ونگر تولید می شود) برای پاک سازی و حذف ترکیبات زیان بار آلودگی تشبیه می کنند برای اینکه غشاء خودرا برای جذب و انتشار سایر آلاینده ها تنظیم می کند.
فسفر، هم زیربنای سیستم غذایی جهان و هم زندگی روی زمین است. هر موجود زنده روی کره زمین به فسفر نیاز دارد. این عنصر در غشای سلول، داربست DNA و در اسکلت ما وجود دارد. بااینکه عناصر اصلی دیگری مانند اکسیژن و نیتروژن را می توان در اتمسفر یافت اما فسفر هیچ مشابهی ندارد. بخش کوچکی از فسفر قابل استفاده از پوسته زمین حاصل می شود که هزاران یا حتی میلیونها سال به طول می انجامد تا در معرض هوا قرار بگیرد و معادن فسفر نیز رو به پایان است.
باتوجه به کمبود این منبع طبیعی تجدیدناپذیر، متاسفانه طنزآمیز است که خیلی از دریاچه های ما مبتلا به فرآیندی معروف به مردابی شدن (اوتریفیکاسیون) هستند، این امر هنگامی اتفاق می افتد که مقدار زیادی مواد مغذی به منبع طبیعی آب وارد شود. با جمع شدن فسفات و سایر مواد معدنی، پوشش گیاهی و جلبک های آب بیش از اندازه متراکم می شوند و اکسیژن آب را تخلیه می کنند و در نهایت زندگی آبزیان را از بین می برند.
استفانی ریبت، محقق ارشد این تحقیق اظهار داشت: «ما قبل از این، بیشتر از فسفات استفاده مجدد می کردیم. حالا ما فقط آنرا از زمین بیرون می کشیم، یک دفعه استفاده می نماییم و بعد از استفاده آنرا به منابع آبی بازمی گردانیم. بنابراین، این یک مشکل آلودگی، پایداری و یک اقتصاد دورانی است.»
بوم شناسان و مهندسان بطور سنتی روش هایی برای رفع نگرانی های فزاینده بهداشت عمومی و محیطی در مورد فسفات با حذف فسفات از منابع آب به وجود آورده اند. بتازگی تاکیدها از زدودن به سمت بازیافت فسفات تغییر یافته است.
وینایاک دراوید، محقق دیگر تحقیق اظهار داشت: «همیشه می توان کارهای خاصی را در محیط آزمایشگاه انجام داد. اما وقتی صحبت از افزایش مقیاس بندی است، یک نمودار ون (Venn) وجود دارد، جایی که لازم است شما بتوانید این فناوری را مقیاس بندی کنید و می خواهید آن کارآمد و مقرون به صرفه باشد. از قبل اشتراکی در این سه مورد (کارآمد و مقرون به صرفه بودن و مقیاس بندی) وجود نداشت، اما بنظر می رسد اسفنج ما سکویی است که همه این معیارها را دارد.»حذف و بازیابی غشای سبک فسفات (PEARL)، لایه متخلخل و انعطاف پذیر (مانند اسفنج، پارچه یا الیاف روکش دار) که بطور انتخابی حداکثر تا ۹۹ درصد از یون های فسفات را از آب آلوده جدا می کند با نانو ساختارهایی که به فسفات متصل می شوند، پوشیده شده است که می توان حذف و بازیابی غشای سبک فسفات را با کنترل pH تنظیم کرد تا مواد مغذی را جذب یا آزاد کند و با این روش امکان بازیافت فسفات و استفاده مجدد از غشاء در خیلی از چرخه ها فراهم می شود.


روش های فعلی برای حذف فسفات برمبنای روش های پیچیده، طولانی و چند مرحله ای است. بیشتر آنها حین حذف، فسفات را بازیابی نکرده و درنهایت مقدار زیادی زباله فیزیکی ایجاد می کنند. حذف و بازیابی غشای سبک فسفات (PEARL) یک پروسه ساده یک مرحله ای برای زدودن فسفات فراهم و آنرا بطور موثر بازیابی می کند. همین طور قابل استفاده مجدد است و هیچ نوع زباله فیزیکی ایجاد نمی کند.
پژوهشگران با بهره گیری از نمونه هایی از ناحیه احیای آب شیکاگو، نظریه خودرا با پیچیدگی بیشتر از نمونه های آب واقعی آزمایش کردند.
دراوید اظهار داشت: «ما اغلب این مورد را «راه حل مقیاس نانو برای مسئله قدرت انفجاری یک میلیارد» می نامیم. از بسیاری جهات فعل وانفعالات در مقیاس نانو که ما مطالعه می نماییم برای پاکسازی و حذف ترکیبات زیان بار سطح کلان تاثیراتی دارد.»
این گروه نشان داده است که روش مبتنی بر اسفنج در مقیاس ها، از میلی گرم تا کیلوگرم موثر است که نویدبخش در مقیاس گذاری حتی بیشتر است.
این تحقیق برمبنای پیشرفت قبلی از همان گروه تحقیقاتی است. ویکاس ناندوانا، عضو گروه دراوید و یکی از پژوهشگران مطالعه حاضر اسفنج چند منظوره آبگریز اولئوفیلیک (OHM) را نام گذاری و از همان بستر اسفنجی بهره برد تا روغن حاصل از آلودگی روغن در آب را بطور انتخابی حذف و بازیابی کند. با اصلاح پوشش مواد نانو در غشاء، گروه تحقیقاتی می خواهد بعدها از چارچوب مشابه «اتصال و اجرا» استفاده نماید تا به دنبال فلزات سنگین برود.
ریبت اضافه کرد: می توان با بهره گیری از چندین ماده با پیوستگی متناسب، چندین آلاینده را یک باره برطرف کرد.
نتایج این تحقیق در مجله the National Academy of Science انتشار یافته است.



1400/03/11
22:52:56
5.0 / 5
241
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۱ بعلاوه ۲
خرید و فروش حیوان خانگی خرید و فروش حیوان خانگی
petfind.ir - حقوق مادی و معنوی سایت خرید و فروش حیوان خانگی محفوظ است

خرید و فروش حیوان خانگی

انواع حیوانات خانگی و لوازم و خوراک