به گزارش ایسنا و به نقل از ادونسد ساینس نیوز، تراکم آرسنیک غیرآلی در آب های زیرزمینی، به نگرانی بزرگی در حوزه سلامت عمومی در سراسر جهان تبدیل شده است. آز آن جا که آرسنیک در پوسته زمین وجود دارد ، سفره های آب زیرزمینی هم به واسطه تماس با سنگ های حاوی آرسنیک، در تعامل با آن قرار می گیرند. یکی از سمی ترین ترکیبات حاصل از این تعامل که به آب راه پیدا می کند،" آرسنیت"( Arsenite) نام دارد.
تخمین زده می شود که حدود ۲۰۰ میلیون انسان ساکن در ۷۰ کشور دنیا، آب دارای آرسنیت و ديگر ترکیبات غیرآلی را می نوشند که" سازمان جهانی بهداشت"( WHO) میزان آن را ۱۰ میکروگرم در هر لیتر تشخیص داده است.
بنگلادش بطور خاص، از مشکل بزرگ وجود آرسنیک غیرآلی در آب رنج می برد و حدود ۶۰ درصد از جمعیت این کشور، تحت‌تأثیر آب الوده به آرسنیک قرار دارند.
این آمار نشان می‌دهند که نیاز به کشف روش هایی برای تصفیه مؤثر آب، موضوعی بسیار ضروری به شمار می رود؛ به خصوص برای افرادی که در مناطقی با بالاترین سطح آرسنیک در آب ساکن هستند و یا در اطراف این مناطق زندگی می کنند.
وجود آرسنیک در آب، مشکل جدیدی نیست و در حال حاضر هم مقادیری از این ماده در آب وجود دارند. مشکل اینجاست که بسياري از روش های تصفیه آب، به گذراندن مراحلی نیاز دارند که انرژی بالایی می طلبد و در این روند، ضایعات شیمیایی به جا می گذارند.
چاره این مشکل، یافتن روشی است که امکان پاک سازی آب از آرسنیک با کمترین اثرات محیطی فراهم شود. گروهی از محققان" دانشگاه ایلینوی در اربانا- شمپین"( U of I) در بررسی جدید خود، سعی کردند تا گامی بسوی تحقق یافتن این روش بردارند.
محققان، ابزاری ابداع کرده اند که می تواند میزان تراکم آرسنیک در آب را تا ۹۰ درصد کاهش دهد. میزان انرژی مورد استفاده این ابزار برای انجام دادن کار خود، ۱۰ برابر کمتر از میزان انرژی مورد نیاز برای کار با روش های کنونی استخراج آرسنیک از آب است.
نکته مهم افزایش تاثیر این ابزار، در استفاده از الکترودهای پلیمری خاصی نهفته است که آرسنیت را اکسید می کنند. میزان سم آرسنیت، بسیار بالا است در حالی که " آرسنات"( Arsenate)، سم کمتری را در بر دارد؛ در نتیجه تبدیل آرسنیک غیرآلی از مرحله اکسیداسیون به مرحله دیگر می تواند میزان سمی بودن آب را به صورت قابل توجهی کاهش دهد.
این ایده، جدید نیست ولی تلاش های پیشین برای اکسید کردن آرسنیت، مسئله ساز بوده و مشکلات روش های متداول الکتروشیمیایی موسوم به" دیونیزاسیون خازنی"( CDI) را برای پاک سازی آب را به همراه داشته است.
پژوهشگران دانشگاه ایلی نوی توانستند با ابداع الکترودهایی که برای آرسنیت انتخاب می شوند ، بر محدودیت روش دیونیزاسیون خازنی غلبه کنند. آب آلوده، از میان این ابزار عبور می کند تا آرسنیت را اکسید و به آرسنات تبدیل کند و نهایتا آب تصفیه شده ارائه دهد.
" ژیائو سو"( Xiao Su)، محقق دانشگاه ایلی نوی و سرپرست این پروژه خاطرنشان کرد:نیروی لازم برای طی کردن این فرآیند، از واکنش های الکتروشیمیایی تامین می شود؛ در نتیجه این ابزار جدید برای راه اندازی، به الکتریسیته زيادي نیاز ندارد و الکترودها را براساس ظرفیت الکتروشیمیایی آن ها مورد استفاده مجدد قرار می دهد.
این ابزار میتواند با استفاده از پنل های خورشیدی نیز کار کند و همین موضوع، پیشرفتی برای مناطقی مانند بنگلادش خواهد بود که آب آن ها الوده به آرسنیک است و ذخیره نیروی محدودی نیز دارند.
سو ادامه داد:اختراع این ابزار، پیشرفتی برای فناوری تصفیه آب به شمار میرود اما هنوز چالش هایی وجود دارند که باید بر آن ها غلبه شود. هدف ما این است تا دوام الکترودها را افزایش دهیم زیرا این ابزار هنگام استفاده باید بارها بچرخد. ما باید مطمئن شویم که این ابزار نه تنها برای کاهش آرسنیک مناسب است بلکه دوام بالایی دارد و میتواند جایگزین خوبی برای روش های کنونی تصفیه آب باشد.
سو و گروهش امیدوارند که بتوانند در آینده نزدیک، بر این تحولات شیمیایی غلبه کنند و فناوری مناسبی برای پیشبرد تلاش های جهانی در راستای پاکسازی آب ارائه دهند.
این پژوهش، در مجله" Advanced Materials" به چاپ رسید.
- 19
- 4
