رفتن به مطلب
mim-shimi

راهكاري نوين براي حفظ محيط زيست از سموم صنعتي

پست های پیشنهاد شده

نويسنده: مهندس سعيد صالحي

 

حفاظت از آب، خاك و هوا در مقابل عوامل آلوده كننده يكي از مهمترين موارد مورد توجه در كشورهاي جهان در قرن بيست و يكم است. انواع مواد شيميايي، كودها و ضد آفات گياهي و نباتي، ذرات مايع و يا جامد زيان آور متصاعد از صنايع و معادن، گازهاي مخرب حاصل از سوخت وسايط نقليه از جمله منابع مختلف آلودگي هاست. امروزه رديابي و خنثي سازي اين

آلوده كننده ها و جلوگيري از به وجود آمدن موارد جديد آلودگي، مبحث جديدي است كه به طور جدي پيگيري مي شود. مشكلات و محدوديت هاي مالي از جمله موارد بازدارنده حفاظت از محيط زيست و بهبود كيفيت آب، خاك و هوا به حساب مي آيد. در مقابل اين مشكلات و موانع بزرگ گوناگون، كاربرد ذراتي كوچك مي تواند راهكار بسيار موثري باشد.

 

 

علم جديدي بنام نانو تكنولوژي با دستكاري و تغييرات در اندازه ابعاد اتمها و ملكولهاي عناصر، از11 الي100 ميلياردم متر، انقلاب نويني را در شيمي، فيزيك، بيولوژي و مهندسي بوجود آورده است. اين تغييرات نه تنها در اندازه و ابعاد عناصر، بلكه در بوجود آوردن ويژگي هاي جديد و پراهميتي در آنها تاثير داشته است. نانو تكنولوژي با ايجاد مواد جديد، اميد جديدي براي مهندسين محيط زيست در بهبود آلودگي محيط زيست محسوب مي شود. ولي نبايد از نظر دور داشت كه اين تكنولوژي نيز مي تواند مواد جديد زيان آور ناشناخته اي را در محيط زيست وارد كند كه پيش از اين وجود نداشته است. محققان توانسته اند با آزمايش هاي گوناگون، ساختار تركيبي متفاوت بعضي از ذرات را شناسايي كنند.

برخي از اين مواد داراي قدرت خودسازي و يا تكثير مجدد هستند و اين ويژگي يكي از مهمترين خواص مواد نانو به شمار مي رود. در سال1991، كشف ويژگي هاي بسيار منحصر بفرد مكانيكي، الكترونيكي و شيميايي

لوله هاي كربني نانو كه توسط »سوميو ايجيما« صورت گرفت، توجه بسياري از دانشمندان را به خود جلب كرد. لوله هاي كربني نانو شامل شبكه هاي مارپيچ شش وجهي اتمهاي كربن است كه به صورت كريستالهاي بسيارمنظم قرار گرفته اند. قطر لوله هاي تك جداره، SWNTs ، در حدود1/4 نانومتر، چند جداره MWNTs ،شامل2-30 نانومتر و لوله متخلل در حدود50-30 نانومتر است. اين لوله ها از فولاد سخت تر و علي رغم سختي بسيار، انعطاف پذير و بسيار سبك هستند. لوله هاي نانو مي توانند از مواد ديگري به غير از كربن (مانند برون و نيتروژن) ساخته شوند و لوله هايي كه از اين مواد ساخته مي شوند، عايقهاي بسيار خوبي هستند. تاكنون بسياري از كشورهاي پيشرفته جهان موفق به ساخت اين لوله ها شده اند ولي قيمت بالاي آنها، كاربردشان را محدود كرده است.

مصرف و دورريزي مواد نانو كمترين زيان را به محيط زيست وارد

مي سازد و به همين دليل استفاده از آنها يكي از روشهاي موثر در جلوگيري از آلودگي است. براي مثال استفاده از سيستم هاي روشنايي كه از مواد نانو ساخته شده اند مي تواند باعث10 درصد صرفه جويي در مصرف برق به ارزش100 ميليارد دلار در سال و كاهش گازهاي زيان آور تركيبات كربن به ميزان200 ميليون تن در سال در آمريكا شود. استفاده از كاتاليزورهاي نانو كه در ساخت مواد شيميايي به كار مي روند موجب بهبود و تسريع در واكنشها شده و كمترين مواد زايد را توليد مي كند. با به كارگيري از علم نانو تكنولوژي ميتوان براي انواع مواد سمي يك جايگزين بي خطر توليد كرد. براي مثال مانيتورهاي جديد مي توانند جايگزين سيستم هاي نمايشگر CRT كه داراي مواد سمي بسياري هستند شوند. استفاده از لوله هاي كربن نانو در نمايشگرهاي كامپيوتر مي تواند از انتشار تركيبات فلزات سنگين سمي در محيط زيست جلوگيري كرده و كيفيت بسيار ممتاز تصويري را براي نمايشگر به ارمغان آورد. ساخت سيستم هاي جديد نمايشگرهاي FEDs با استفاده از لوله هاي كربني نانو، آخرين تكنولوژي ساخت نمايشگرهاست كه تا سال آينده توسط بسياري از شركتهاي سازنده به بازار عرضه خواهد شد. هر چند ميزان سمي بودن لوله هاي كربني نانو تاكنون مشخص نشده ولي ميزان مصرف آن در ساخت نمايشگرهاي FEDs در مقايسه با مدلهاي امروزي، نيم گرم به يك كيلوگرم سرب است.

يكي ديگر از كاربردهاي نانو تكنولوژي، ترميم آلودگي هاي مختلف است. براي مثال از مواد اكسيدانت، احيا كننده و يانيوترنت در اندازه نانو به دليل كوچك بودن و سطح تماس بيشتر و در نتيجه واكنش بيشتر آنها براي جلوگيري از انتقال و يا تحريك رشد ميكروبها استفاده مي كنند. اين مواد نسبت به نوع اندازه بزرگتر خود داراي خواص متفاوتي هستند و مي توانند واكنشهاي شيميايي كنترل شده مورد نياز را انجام دهند. براي مثال، روش عمومي اصلاح حلالهاي كلرينيتد اورگانيكي مانند تري كلراتيلن منجر به توليد مواد مضر جانبي مانند دي كلراتيلن و يا ونيل كلرايد مي شود. در مقابل، استفاده از ذرات بي متال نانو منجر به حذف تمامي مواد زايد جانبي آن

مي شود. مواد نانويي كه با نورهاي نيمه هادي مانند دي اكسيد تيتانيم TiO2 ، و اكسيد روي ZnO فعال مي شوند در بسياري از موارد براي برداشتن مواد سمي مورد استفاده قرار گرفته اند. اين مواد در حال حاضر با قيمت مناسب به صورت تجاري توليد مي شوند و داراي كمترين ميزان مسموميت هستند. تحقيقات نشان داده است تركيب ذرات بي متال با چند فلز در اندازه نانو مانند آهن- پالاديوم، آهن- نقره، روي- پالاديوم مي تواند به عنوان مواد بسيار خوب براي حذف آلودگي هايي مانند PBCs ، ضد آفات آور گانوكلرين و حلالهاي اورگانيكي هالوژنيت شده مورد استفاده قرار گيرند. استفاده از اين تركيبات منجر به كاهش ميزان قابل توجهي از هيدروكربورهاي كلرينيتد و تبديل آنها به هيدروكربورهاي بي خطر مي شود. لوله هاي نانو به عنوان يكي از جذب كنندگان بسيار قوي براي ديواكسين ها معرفي شده اند. قدرت جذب لوله هاي كربني نانو سه برابر قدرت جذب كربن فعال شده است. لوله هاي كربني نانو مي توانند براي كنترل آلودگي هاي آب و هوا به صورت بسيار موثر مورد استفاده قرار گيرند. اما قيمت بالاي اين لوله ها مي تواند يكي از عوامل عدم استفاده اين مواد در آينده باشد.

رديابي مواد زايد در اكوسيستم، با استفاده از روش هاي نوين رديابي امكان دستيابي به يك محيط سالم را آسان و كم هزينه مي سازد. كنترل مواد زايد و جمع آوري اطلاعات در مورد آنها و رديابي مداوم مقدار آلودگي يكي از روش هاي موثر در اين زمينه است. به تازگي با استفاده از لوله هاي تك لايه نانوسنسورهايي ساخته شده است كه در مقايسه با حسگرهاي جامد متداول توانسته اند عكس العمل سريعي در مقابل گازها (در دماي اتاق) از خود نشان دهند.

امروزه با استفاده از نانو سيمهاي سيليكوني بورون (SiNWs) امكان ساخت سنسورهاي بسيار حساس الكتريكي براي رديابي انواع گونه هاي بيولوژيك و شيميايي بوجود آمده است. اين مواد براي كاربردهاي بسيار متفاوتي ساخته شده اند. براي مثال نانو سيمهاي آمونياك و اكسايد براي رديابي تغييرات در PH ، مورد استفاده قرار گرفته اند. از اين روش ها مي توان براي رديابي حلالهاي پاتولوژي، شيميايي و بيولوژيك در آب، هوا و غذا استفاده كرد. نانو باركدها به عنوان حس گرهاي بسيار قوي براي رديابي منابع، ميزان قدرت، ريشه، مكانيزم و در دسترس بودن مواد بيولوژيك

آلوده كننده مورد استفاده قرار گرفته و امكان تشخيص و حذف آنها را بوجود آورده اند.

بديهي است هر پديده جديد مي تواند مانند شمشيري دولبه عمل كند. هم اكنون تحقيقاتي در مورد مشكلات زيست محيطي و آثار اين مواد شروع شده است. ويژگي هايي مانند اندازه كوچك، سطح تماس بسيار، ساختار كريستالي و در نتيجه واكنشهاي سريع مي توانند موجب حمل مواد سمي به محيط زيست شده و سبب ايجاد واكنش ضايعات بيولوژيكي و شيميايي با ساير عناصر در محيط زيست شود. در اينجا مسئله مهمي كه مطرح مي شود اين است كه مواد در آزمايشگاهها داراي قدرت خودتكثيري هستند. اما آيا در محيط زيست نيز قادر به اين كار خواهند بود؟ آيا بازيافت مجدد اين مواد براي كاربردهاي مجدد امكان پذير است؟

تاكنون تعداد اندكي از دانشمندان و ‌آزمايشگاههاي تحقيقاتي در مورد آثار منفي اين مواد به محيط زيست تحقيق و بررسي كرده اند و مي توان گفت عليرغم كاربردهاي بسيار موثر اين مواد، تاثير آنها بر محيط زيست، هنوز نامشخص است.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.


×
×
  • جدید...