حذف فلزات سنگین از پساب‌ها به کمک نانوجاذب مغناطیسی

پژوهشگران دانشگاه مازندران جهت دستیابی به تصفیه‌ی آب‌های آلوده به فلزات سنگین، اقدام به ساخت آزمایشگاهی نانوجاذبی مغناطیسی نمودند. این نانوجاذب به روشی ساده و مقرون به صرفه تهیه شده و عملکرد مناسبی دارد. نانوجاذب ساخته شده همچنین پس از استفاده و حذف فلزات سنگین، تنها با اعمال یک میدان مغناطیسی از چرخه تصفیه‌ی جدا شده و قابل استفاده‌ی مجدد است.

به گزارش مرکز روابط عمومی و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری؛ امروزه آلودگی فلزات سنگین یکی از مشکلات جدی در حوزه‌ی حفظ محیط زیست است و بسیاری از آن‌ها سمی و یا سرطان‌زا هستند. توسعه‌ی صنایعی از قبیل فولاد، کودهای شیمیایی، چرم سازی، صنایع کاغذسازی و حشره کش‌ها باعث ورود فلزات سنگین به فاضلاب و سپس محیط زیست شده که خطرات جبران ناپذیری را برای انسان و محیط زیست به دنبال دارد. به گفته‌ی دکتر مسلم منصور لکورج، برخلاف ترکیبات آلی، فلزات سنگین زیست تخریب پذیر نبوده و تمایل به انباشته شدن در بافت‌های بدن موجود زنده را دارند. لذا حذف فلزات سنگین به سبب سرسختی و ماندگاری طولانی مدت آن‌ها در محیط زیست اهمیت ویژه‌ای دارد. از طرفی با توجه به اینکه کشور ما در کمربند خشک کره زمین واقع شده است، اهمیت تبدیل آب‌های آلوده به آب سالم، جهت استفاده در منازل و کشاورزی دوچندان شده است. در این تحقیق ساخت آزمایشگاهی نانو‌کامپوزیت‌های سوپر جاذب الکترومغناطیسی که زیست سازگار با محیط زیست است، پرداخته شده و از آن برای حذف آلاینده‌هایی چون سرب، کادمیوم و کبالت از آب آشامیدنی استفاده شده است. این محقق در اشاره به روش‌های مختلف تصفیه‌ی پساب‌ها عنوان کرد: «تا کنون روش‌های زیادی از قبیل رسوب شیمیایی، تبادل یون، جذب سطحی و شناورسازی برای حذف یون‌های فلزات سنگین از آب پیشنهاد شده است. در این میان جذب سطحی به عنوان یک روش ساده و اقتصادی شناخته شده است. در این راستا استفاده از پلیمرهای رسانا به عنوان یک جاذب خوب برای حذف فلزات سنگین و رنگ‌ها از آب اهمیت دارد.» ساخت این نانوکامپوزیت به روشی بسیار ارزان و با بازده بالا صورت گرفته است. همچنین با توجه به اینکه کلیه‌ی آزمایش‌های بیولوژیکی نمونه های تهیه شده دارای نتایج قابل قبولی است، هیچ خطر و آلودگی برای محیط ندارد. لذا به کمک این نانوجاذب می‌توان به حذف فلزات سنگین و کاهش آلودگی‌های زیست محیطی امیدوار بود. منصور لکورج معتقد است در صورت تکمیل بررسی‌ها، نتایج این طرح می‌تواند در تصفیه‌ی فاضلاب‌های شهری و صنعتی برای دستیابی به آب قابل شرب مفید باشد. در این طرح نانوکامپوزیت‌های الکترومغناطیسی از کوپلیمر (آنیلین-کو-متا فنیلین دی آمین) و اکسیدآهن با روش هم‌رسوبی درجا و با استفاده از امواج فراصوت در مقیاس نانو سنتز شدند. محصول به دست آمده به عنوان یک سوپرجاذب الکترومغناطیسی برای جذب کاتیون‌های فلزات سنگین از آب استفاده شد. سپس با استفاده از معادلات ایزوترم و سینتیک موجود در این زمینه میزان ظرفیت جذب و همچنین مکانیسم جذب مورد بررسی قرار گرفت. در پایان میزان رسانایی الکتریکی نانوکامپوزیت‌ها قبل و بعد از جذب کاتیون‌های فلزی مورد بررسی قرارگرفت. منصور لکورج در پایان عنوان کرد: طبق نتایج این نانوجاذب جذب فوق العاده خوب کاتیون‌های فلزی را از خود نشان داده است. از طرفی به دلیل خاصیت مغناطیسی جداسازی جاذب پس از جذب به راحتی و با یک اعمال میدان مغناطیسی خارجی امکان پذیر است. ضمن اینکه رسانایی الکتریکی جاذب با گرفتن کاتیون‌های فلزی افزایش می‌یابد. لذا این نانوکامپوزیت می‌تواند به عنوان یک منبع خوب برای عبور جریان الکتریکی نیز باشد. این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مسلم منصور لکورج، عضو هیأت علمی دانشگاه مازندران، دکتر احسان نظرزاده زارع، محقق دوره‌ی پسادکتری، و عاطفه رمضانی، فارغ التحصیل کارشناسی ارشد شیمی پلیمر دانشگاه مازندران، است. نتایج این کار در مجله‌ی (Advances in Polymer Technology )جلد 34، شماره 3، سال 2015، صفحات1 تا 11 منتشر شده است.