پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری

آب ناسالم، حاوی نمک‌ها و فلزات زیاد آور بوده که متابولیسم سلولی و سوخت و ساز سلول‌های بدن انسان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این اتفاق در رسیدن غذا و اکسیژن کافی به نسوج و بافت‌های بدن اختلال ایجاد می‌کند. این اختلال به صورت خستگی مفرط، ناراحتی‌های پوستی، ضعف در عضلات بدن، سردرد و غیره ظاهر می‌شود.

مواد زائد آب در سیستم گردش خون به صورت رسوباتی در جداره رگ‌ها باقی می‌مانند و موجب تصلب شرائین، فشار خون، کاهش کارایی کلیه‌ها و کاهش ترشحات مفید غدد بدن و نهایتاً سکته‌های قلبی، مغزی و سایر عوارض خطرناک می‌شوند.

بر اثر استفاده نامتعارف از سفره‌های آب زیرزمینی و کاهش سطح آب در چاه‌ها، حجم عناصر، به ویژه فلزات سنگین در آنها به شدت افزایش یافته است. این امر سبب شده تا بسیاری از آب‌های مورد استفاده در کشور دچار آلودگی ناشی از فلزات سنگین و سایر عناصر مضر شود.

آرسنیک یکی از این عناصر است که از طریق حل شدن کانی‌ها و مواد معدنی، در اثر تخلیه پساب‌های صنعتی و انباشت اتمسفری وارد منابع آب می‌شود.

حداکثر آرسنیک مجاز در آب آشامیدنی طبق استاندارد WHO و استاندارد ملی شماره 1052، 10 میکروگرم در لیتر است. که متاسفانه در بسیاری از چاه های آب کشور این عدد به چندین برابر حد مجاز رسیده و هزینه های زیادی را جهت تصفیه آرسنیک از آب به سازمان های مربوطه تحمیل می کند.

بر اساس تقسیم بندی مرکز بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) ترکیبات غیر عالی آرسنیک در گروه سرطان زا برای انسان‌ها قرار دارد. مطالعات مختلف ارتباط پر معنی بین غلظت بالای آرسنیک در آب آشامیدنی و سرطان‌های کبد، حفره بینی، شش، پوست، مثانه، کلیه و پروستات را نشان می‌دهد.

از جمله بیماری‌های دیگری که از وجود آرسنیک از آب ایجاد می‌شود می‌توان به انواع گوناگونی از بیماری‌های گوارشی، خونی و کلیوی، جراحات پوستی، معلولیت ذهنی، فشار خون بالا، بیماری‌های قلبی و عروقی، بیماری‌های تنفسی، دیابت، و همچنین قانقاریا اشاره کرد.

حذف آرسنیک از آب آشامیدنی با استفاده از فناوری نانوکاویتاسیون، توسط یکی از شرکتهای فعال در زمینه توسعه فناوری ساخت نانومواد در مقیاس صنعتی توسعه پیدا کرده است. این فناوری می‌تواند میزان جذب را در جاذب‌های مورد استفاده افزایش داده و موجب کاهش دو تا سه برابری هزینه عملیاتی واحد تصفیه شود.

در دنیا روش‌های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب وجود دارد که هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند؛ ضمن آنکه ماهیت مواد دیگر موجود در آب برای انتخاب بهترین روش مهم است. روش اسمز معکوس، رزین‌های تبادل یونی، جاذب آلومینای روش تعلیقی به صورت صنعتی مورد استفاده صنایع مختلف قرار گرفته است. برخی از آن‌ها همچون روش اسمز معکوس در عین کارآمدی، بسیار حساس به کیفیت آب و پرهزینه هستند. برخی دیگر مانند روش رزین تبادل یونی نیز به دلیل وجود عناصر و یون‌های دیگر همچون سولفات، برای بسیاری از مناطق کشور (به دلیل غلظت یون سولفات) نامناسب هستند.

با توجه به عناصر و فلزات موجود در آب، استفاده از مواد جاذب آلومینایی برای بسیاری از مناطق کشور مناسب است. در این روش می‌توان ماده جاذب را بازیابی کرده و مجدداً مورد استفاده قرار داد. این‌کار توسط مواد اسیدی و بازی انجام می‌شود. افزایش تعداد بازیابی جاذب‌ها، حجم زیادی از پساب آلوده به آرسنیک و مواد معلق را ایجاد می‌کند که خود می‌تواند باعث افزایش هزینه عملیاتی در پروژه شود.

استفاده از فناوری نانوکاویتاسیون موجب اکسید شدن آرسنیک سه ظرفیتی (AS III) و تبدیل آن به آرسنیک پنج ظرفیتی (AS V) می‌شود. این ماده قابلیت جذب بسیار بالایی توسط جاذب‌های آلومینایی دارد. عدم کاربرد مواد اکسید کننده شیمیایی موجب افزایش دو تا سه برابری طول عمر جاذب‌ها و در نتیجه کاهش هزینه عملیاتی در این فرایند می‌شود. مواد اکسید کننده شیمیایی موجب کاهش کارایی جاذب‌ها می‌شوند.

به همین منظور، طرحی با عنوان «تصفیه آب آشامیدنی از آرسنیک با استفاده از فناوری نانو کاویتاسیون و آلومینای اکتیو با ظرفیت 40 لیتر در ثانیه (3450 متر مکعب در شبانه روز)» در شهریور 1393 در استان اردبیل اجرا شد.

سرانه مصرف شهری آب شرب هر فرد به طور میانگین، روزانه 190 لیتر است که. با این حساب 18157 نفر از آب تصفیه شده و سالم بهره‌مند می شوند.

ستاد توسعه فناوری نانو معاونت علمی، در طول هر ماه چندین طرح و مقاله ارائه شده در این حوزه را مورد حمایت قرار می دهد که طرح تصفیه آب آشامیدنی از آرسنیک با استفاده از فناوری نانو کاویتاسیون از جمله آنهاست.