درحال مشاهده: راهكاري نوين براي حفظ محيط زيست از سموم صنعتي

,.


ادعونیاهدای خون
موسسه محک
اهداء عضو

راهكاري نوين براي حفظ محيط زيست از سموم صنعتي

۱۳۸۹/۱۱/۰۱
16:31
امیرحسین ستوده بیدختی
 | 
راهكاري نوين براي حفظ محيط زيست از سموم صنعتي

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.

نويسنده: مهندس سعيد صالحي

مطالب تصادفی:

ته نشینی مواد معلق وکلوییدی با استفاده از موادشیمیایی - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
رابطه ی بین EC و TDS و کارایی لجن فعال در مناطق ساحلی - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
اهمیت و کاربرد جلبک ها در زندگی بشر - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
مزاياي استفاده ازدستگاه هاي تصفيه آب خانگي - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
تاریخچه Ro - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
اهمیت آب سالم - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
آشنايي با كشش سطحي آب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
نیزار چیست؟ - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
مدیریت منابع آب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
چاه ها و انواع آن - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سرريز سيفوني - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سرريز ريزشي مجهز به بار شكن - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سرریز آبگذر - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سرريز نيلوفري ( لا له اي) - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سرريزهاي تونلي و مجرايي - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سریز شوت - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سرريز پلكاني - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سریز جانبی - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سریز اوجی - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سریز ریزشی - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سریز ها - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سدهای سنگریز - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
دانستنیها در مورد آب 3 - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سد خاکی - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سد قوسی - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سدها - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
ابیاری تحت فشار - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
انواع روشهای ابیاری - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
تاريخچه آبرساني - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
تونل انتقال آب گاوشان - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
تغذیه مصنوعی - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
تانسيومتر - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
آشنایی با سیستم جابجایی خطی - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
تحويل حجمي آب و مشكلات فرا روي شركت‌ هاي بهره‌برداري - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
سد سازي در ایران - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
هیدرولیک - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
زرنا در جلوگیری از تبخیر و اتلاف آب زراعي در روستاهای استان یزد - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
بهداشت آب - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
روشهاي سنتي حفاظت آب و خاك - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
قانون حفاظت دريا و رودخانه هاي مرزي از آلودگي با مواد نفتي - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
معرفي نرم افزارهاي مجموعه Desktop GIS - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
معرفی نرم افزار SEWER - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
حذف سولفات از آب - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
پمپ ها (Pumps) - سه شنبه هفدهم اسفند 1389
آلودگی های مرز گذر - دوشنبه شانزدهم اسفند 1389
پدیده کاویتاسیون (Cavitation) - دوشنبه شانزدهم اسفند 1389
نانوفیلتر‌ها به‌تصفیه آب درمناطق حادثه‌دیده کمک می‌کنند - دوشنبه شانزدهم اسفند 1389
معرفی برنامه طراحی شبکه های توزیع آب EpaNet 2.00 - دوشنبه شانزدهم اسفند 1389
روان آب - دوشنبه شانزدهم اسفند 1389
پس ماندهاي ناشي از تصفيه آب و روش هاي دفع - دوشنبه شانزدهم اسفند 1389

لایه آب دار - جمعه بیست و دوم بهمن 1389
آلودگی آب های زیر زمینی با فاضلاب - جمعه بیست و دوم بهمن 1389
فرسایش و رسوب گذاری توسط آب های زیر زمینی - جمعه بیست و دوم بهمن 1389
سه را برای بهداشتی کردن آب - جمعه بیست و دوم بهمن 1389
ضرورت مهار آب‌های‌جاری در بحران آب - جمعه بیست و دوم بهمن 1389


مرجع تخصصی آب و فاضلاب

برچسب‌ها: محیط زیست

لیست مطالب

سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...


امیرحسین ستوده بیدختی
تمامی حقوق این وب سایت متعلق به مرجع تخصصی آب و فاضلاب است. |طراحی و توسعه:امیرحسین ستوده بیدختی|