حذف فلزات سنگین از آب پس از ۳ سال تلاش محققان

یک گروه از محققان کشور پس از سه سال تلاش با استفاده از فناوری «نانوسلول‌های گالوانیک» موفق شدند آلوده‌ترین پساب‌های شهری و به خصوص شهرک‌های صنعتی را هم تصفیه کنند. به دلیل بازدهی بالای این نانوذرات در حذف آلاینده، می‌توان از آن‌ها در تصفیه و تأمین آب‌های غیرقابل شرب مناطق دور افتاده هم استفاده کرد.
کمبود منابع آب به ویژه در مناطق دور افتاده و محروم کشور موجب‌شده تلاش زیادی برای تأمین آب این مناطق انجام شود. به همین دلیل تاکنون با استفاده از فناوری نانو چندین ثبت اختراع در حوزه تصفیه آب و فاضلاب صورت گرفته، اما هیچکدام موفق به تصفیه پساب‌های سنگین صنایع برای تبدیل به آب شرب نبوده‌اند. ۱۰۰ شهر در وضعیت قرمز تأمین آب
بر اساس آمار‌های شرکت مهندسی آب و فاضلاب با توجه به طرح همکاری مشترک این نهاد و سپاه در زمینه آبرسانی به مناطق محروم، تابستان امسال تعداد شهر‌های دارای تنش آبی به بیش از ۲۱۰ شهر رسید که از این تعداد ۱۰۰ شهر در وضعیت قرمز تأمین آب قرار داشتند. بر همین اساس، منابع آبی برخی روستا‌ها هر سال کمتر می‌شود و ۷ هزار روستا امسال با تانکر‌های سیار آبرسانی شدند. بارش‌های هر ساله هم بیشتر نیمه شمالی و غربی کشور را پوشش می‌دهد و مناطق مرکزی و شرقی کشور هر سال با مشکلات آبی دست به گریبان هستند.
جالب اینکه تعداد قابل‌توجهی از صنایع بزرگ کشور در مناطق مرکزی هستند و پساب این صنایع هم در نهایت به هدر می‌رود. از آنجایی که پساب تولیدی صنایع مس کرمان، فولاد یزد، ذوب آهن اصفهان و صنایعی از این دست دارای فلزات سنگین هستند نه تنها برای آب شرب که برای کشاورزی هم چندان به صرفه نیستند. این پساب‌ها در بسیاری از استان‌ها راهی زمین‌های بیابانی می‌شوند که حتی در طولانی‌مدت می‌توانند قنات‌ها را هم آلوده کنند. ضرورت تصفیه فاضلاب‌های صنعتی


اکنون پژوهشگران دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارائه روشی جدید برای تصفیه پساب‌های دارای فلزات سنگین شده‌اند. این پژوهشگران قرار است فناوری خود را با سایر فرایند‌های تصفیه هم ترکیب و آزمایش کنند تا امکان حذف مؤثرتر و مقرون به صرفه‌تر فلزات سنگین در مقیاس‌های بزرگ فراهم شود. از این طریق می‌توان حتی پساب صنایع برخی استان‌ها را به استان‌های همجوار برای حل مشکل آب منتقل کرد.
مجری طرح «تولید نانوسلول‌های گالوانیک برای تصفیه آب و فاضلاب» در این خصوص به خبرگزاری صداو سیما گفت: محدودیت منابع آبی، روند افزایشی جمعیت و رشد سریع صنایع در کشور، ضرورت تصفیه فاضلاب‌ها را بیشتر از هر زمان دیگری نمایان کرده‌است.
دکتر میترا بیات‌دانش افزود: با افزایش هر چه بیشتر ملاحظات محیط‌زیستی، فناوری‌های نوین از جمله فرایند‌های بر پایه نانو توجهات بیشتری را به خود جلب کرده‌اند و تیم ما هم فناوری نانوسلول‌های گالوانیک را تنها راه حذف فلزات سنگین شناخته‌است.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: در میان روش‌های مختلف تصفیه، نانوذرات آهن با داشتن ویژگی‌هایی، چون مساحت سطحی زیاد، واکنش‌پذیری بالا در برابر تعداد زیادی از آلاینده‌ها و ظرفیت جذب فراوان به همراه پایداری مناسب به عنوان یک راهکار نوین و مؤثر معرفی شده‌اند. با کسب عملکرد مناسب از نانوذرات آهن، مطالعات برای گسترش کاربرد آن را ادامه می‌دهیم. طرحی بدون هیچ مشابه داخلی و خارجی
بیات خاطر نشان کرد: رشد صنایع در کشور موجب تولید حجم بالایی از فاضلاب‌های صنعتی شده‌است که تصفیه آن‌ها نیازمند توجه و اقدامات جدی و عملی است. فلزات سنگین که یکی از خطرناک‌ترین آلاینده‌های موجود در فاضلاب‌های صنعتی هستند، به عنوان آلاینده هدف در این طرح انتخاب شدند تا حذف مؤثر آن‌ها توسط نانوذرات، گامی در جهت محافظت از آب و خاک و سلامت انسان و سایر جانداران باشد.
وی با اشاره به طرح خود در دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: در این طرح نانوسلول‌های گالوانیک بر پایه نانوذرات آهن تولید و ارتقا داده شده و در نهایت قادر به حذف کامل فلزات سنگین بوده‌اند.
بیات با بیان اینکه روشی که برای بهبود نانوساختار‌های در این طرح استفاده شده‌است، ترکیبی کاملاً جدید و فاقد مشابه داخلی و خارجی است، اضافه کرد: در این پروژه، در ابتدا مطالعات جامعی روی نانوساختار‌های بر پایه آهن و روش‌های بهبود آن‌ها صورت گرفت. از آنجایی که این نانو ساختار بهبود یافته، عملکرد موفقیت‌آمیزی را در حذف کامل فلز سنگین و ترکیب دی نیتروتولوئن از خود نشان داده در ادامه قصد داریم تا به بررسی پتانسیل حذف سایر آلاینده‌های اساسی در فاضلاب‌های کشور بپردازیم. قابل استفاده در تمام صنایع
به گفته بیات، همچنین ترکیب این نانوذرات با سایر فرایند‌های تصفیه نیز بررسی می‌شوند تا امکان حذف مؤثرتر و مقرون به صرفه‌تر این نانوذرات در مقیاس‌های صنعتی فراهم شود.
وی با اشاره به معرفی ویژگی‌های طرح گفت: زمان صرف شده برای اجرای طرح حدوداً سه سال زمان برای مطالعات و بررسی روش بهبود نانوساختار و همچنین آنالیز ساختار و بررسی عملکرد آن در حذف آلاینده‌ها بوده‌است. البته بررسی حذف برخی از آلاینده‌های سنگین بر پساب‌های صنعتی هم در سال‌های آینده و با همکاری گروهی از دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشکده مهندسی شیمی برنامه‌ریزی شده‌است. دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: نتایج حاصل از این پروژه نشان داده که این فناوری می‌تواند به منظور تصفیه آب و فاضلاب در تمامی صنایع استفاده شود. همچنین به دلیل بازدهی بالای این نانوذرات در حذف آلاینده، می‌توان از آن‌ها در تصفیه و تأمین آب شرب برای مناطق دور افتاده نیز استفاده کرد. ترکیبات و دیدگاه به کار رفته در این نانوساختار منحصر به فرد بوده و این نانوذرات بهبود یافته، فاقد نمونه مشابه است.
گفتنی است این دستاورد جدید مزیت‌های رقابتی زیادی دارد. پتانسیل بالا در حذف فلز سنگین، نیترات، ترکیب دی نیتروتولوئن و طول عمر بسیار بالای ذرات از مزیت‌های مهم این پروژه به شمار می‌رود.