مطالعه ماده جدیدی تولید کرده است که می تواند هوا را جذب کند آب آلاینده ها و می تواند یک جایگزین پایدار کم هزینه برای کربن فعال فعلی باشد
آلودگی ما را می سازد سیاره زمین، آب، هوا و سایر اجزای تشکیل دهنده محیط کثیف، ناایمن و نامناسب برای استفاده. آلودگی در اثر ورود یا ورود مصنوعی یک آلاینده (ها) به محیط طبیعی ایجاد می شود. آلودگی انواع مختلفی دارد؛ زمین نمونه آلودگی بیشتر ناشی از زباله های خانگی یا زباله ها و زباله های صنعتی توسط شرکت های تجاری است. آب آلودگی زمانی ایجاد می شود که مواد خارجی وارد آن شوند آب شامل مواد شیمیایی، فاضلاب آبآفت کش ها و کودها یا فلزاتی مانند جیوه. آلودگی هوا به دلیل ذرات موجود در هوا ناشی از سوختن سوخت، مانند دوده، حاوی میلیون ها ذره ریز در هوا است. یکی دیگر از انواع رایج آلودگی هوا گازهای خطرناک مانند دی اکسید گوگرد، مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و بخارات شیمیایی است. آلودگی هوا همچنین می تواند به شکل گازهای گلخانه ای (مانند دی اکسید کربن یا دی اکسید گوگرد) باشد و به گرم شدن بدن ما کمک کند. سیاره از طریق اثر گلخانه ای نوع دیگر آلودگی آلودگی صوتی است که صدایی که از هواپیما، صنعت یا منابع دیگر می رسد به سطوح مضر می رسد.
علی‌رغم تلاش‌های عمده‌ای که در سال‌های اخیر برای پاکسازی محیط‌زیست انجام شده است، آلودگی همچنان یک مشکل بزرگ است و خطرات مداومی برای سلامتی به همراه دارد و 200 میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مشکلات بدون شک در کشورهای در حال توسعه، جایی که منابع سنتی آلودگی مانند انتشار گازهای گلخانه‌ای صنعتی، بهداشت ضعیف، مدیریت ناکافی زباله، آلوده هستند، بزرگ‌تر هستند. آب منابع و قرار گرفتن در معرض آلودگی هوای داخلی ناشی از سوخت های زیست توده بر تعداد زیادی از مردم تأثیر می گذارد. با این حال، حتی در کشورهای توسعه یافته، آلودگی محیط زیست، به ویژه در میان بخش های فقیرتر جامعه، همچنان ادامه دارد. اگرچه خطرات معمولاً در کشورهای در حال توسعه بیشتر است، جایی که فقر، محدودیت‌های اقتصادی برای پذیرش فناوری و قوانین ضعیف زیست‌محیطی با هم ترکیب می‌شوند و باعث ایجاد سطوح بالای آلودگی می‌شوند. این خطر با ناامن بودن بیشتر می شود آب، بهداشت نامناسب، بهداشت نامناسب و آلودگی هوای داخل ساختمان. آلودگی اثرات مضری بر روی کودکان متولد نشده و در حال رشد دارد و امید به زندگی ممکن است به دلیل سرطان ها و سایر بیماری ها به 45 سال برسد. آلودگی هوا و آب یک قاتل خاموش است و تصور می شود بر ما تأثیر منفی می گذارد سیاره و به نوبه خود بشر هوایی که ما تنفس می کنیم ترکیب شیمیایی بسیار مشخصی دارد که 99 درصد از نیتروژن، اکسیژن، بخار آب و گازهای بی اثر است. آلودگی هوا زمانی رخ می دهد که چیزهایی که به طور معمول به هوا اضافه نمی شوند. ذرات معلق - ذرات جامد و قطرات مایع که در هوا یافت می شوند و از نیروگاه ها، صنعت، خودروها و آتش سوزی ها ساطع می شوند - اکنون در شهرها و حتی مناطق حومه شهر همه جا وجود دارند. همچنین میلیون ها تن پساب صنعتی در جهان رها می شود آب هر سال. هم ذرات معلق و هم رنگ ها برای محیط زیست، اکوسیستم و بشریت بسیار سمی هستند.
روش ها و روش های مختلفی به طور معمول برای مقابله با هوا استفاده می شود آب آلودگی، از جمله فیلتراسیون، تبادل یونی، انعقاد، تجزیه، جذب و غیره و هر یک از این روش ها میزان موفقیت متفاوتی را نشان می دهند. در مقایسه، جذب به دلیل ساده بودن، کارکرد آسان، راندمان بالا، سهولت در استفاده و غیره در بین جاذب های مختلف، در کاهش آلودگی هوا و ضایعات بسیار امکان پذیر است. آب، کربن فعال رایج ترین جاذب مورد استفاده است. زغال فعال نیز نامیده می شود، نوعی کربن است که برای داشتن منافذ کوچک و کم حجم فرآوری شده است که سطح موجود برای جذب یا واکنش های شیمیایی را افزایش می دهد. در واقع کربن فعال استاندارد طلایی در جاذب ها است. کربن میل طبیعی به سازمانی آلاینده هایی مانند بنزن که به سطح آن می چسبند. اگر کربن را "فعال" کنید، یعنی آن را در دمای 1,800 درجه بخار کنید، منافذ و حفره های کوچکی تشکیل می شود که سطح آن را افزایش می دهد. آفت‌کش‌ها، کلروفرم و سایر آلاینده‌ها به داخل سوراخ‌های این لانه زنبوری می‌لغزند و محکم می‌مانند. همچنین، پس از تصفیه کامل آب، هیچ کربنی در آب باقی نمی‌ماند. تصفیه‌خانه‌های آب در کشورهای در حال توسعه مانند چین و هند به طور معمول از کربن فعال استفاده می‌کنند. به طور مشابه، کربن فعال دارای خواص ویژه ای است که به حذف ترکیبات فرار، بوها و سایر آلاینده های گازی از هوا کمک می کند. روش کار کاملاً ساده است. کربن فعال چند جنبه منفی دارد، اولاً بسیار گران است و ماندگاری بسیار کوتاهی دارد زیرا فقط تا زمانی که منافذ آن پر شود قابل استفاده است - به همین دلیل است که باید هر از چند گاهی فیلتر را عوض کنید. کربن فعال نیز به سختی احیا می شود و اثربخشی آن به مرور زمان کاهش می یابد. آنها در حذف آن دسته از آلاینده هایی که جذب کربن یا باکتری ها و ویروس های بیماری زا نمی شوند، موثر نیستند.
یک جایگزین اقتصادی و پایدار
در مطالعه اخیر منتشر شده در مرزها در شیمیمحققان یک ماده مقرون به صرفه کم هزینه و پایدار برای مقابله با آلودگی هوا و آب ایجاد کرده اند. این ماده متخلخل جدید "سبز" از مواد زائد جامد تولید شده و فراوان است سازمانی پلیمرهای طبیعی در مقایسه با کربن فعال از نظر جذب آلاینده ها در فاضلاب و هوا بسیار امیدوارکننده به نظر می رسند و به عنوان یک جایگزین اقتصادی برچسب گذاری می شوند. این جاذب جدید "سبز" ترکیبی از یک ماده خام طبیعی فراوان - پلی ساکاریدی به نام آلژینات سدیم است که می تواند از جلبک دریایی و جلبک ها استخراج شود - با یک محصول صنعتی - دود سیلیس (توسط محصول پردازش آلیاژ فلز سیلیکون). این بسیار آسان سنتز شد و با خواص ژل آلژینات و با تجزیه تخلخل کنترل شده بی کربنات سدیم در دماهای پایین در طول های مقیاس مختلف، تثبیت شد. برای آزمایش آلودگی فاضلاب، از رنگ آبی به عنوان آلاینده مدل استفاده شد. مشاهده شد که ماده هیبریدی جدید با بازدهی حدود 94 درصد رنگ را جذب و حذف کرد که بسیار دلگرم کننده بود. حتی غلظت های بسیار بالایی از این رنگ حذف شد. این ماده قابلیت های دلگرم کننده ای را برای به دام انداختن ذرات معلق از دود اگزوز دیزل نشان می دهد. مطالعه ای که توسط دکتر ElzaBontempi از دانشگاه برشا، ایتالیا انجام شد، به این نتیجه رسید که این ماده توانسته است به طور بسیار موثری جایگزین کربن فعال در توانایی خود در جذب ذرات ریز موجود در هوا و همچنین جذب شود. سازمانی آلاینده های موجود در فاضلاب و در نتیجه کاهش آلودگی.
این کار هیجان انگیز است، زیرا این ماده جدید به روشی بسیار خلاقانه و ارزان از پلیمرهای فراوان طبیعی و محصولات جانبی زباله های صنعتی که به هر حال همیشه دور ریخته می شوند، تولید می شود. این ماده جدید به عنوان یک "سازمانیهیبرید غیر ارگانیک نه تنها کم هزینه است، بلکه پایدار و قابل بازسازی است و در واقع می تواند کربن فعال را جابجا کرده و به یک انتخاب ارجح تبدیل شود. حتی در هنگام تولید انرژی کمتری مصرف می‌کند (انرژی «تجسم‌شده») و بنابراین ردپای کربن بسیار کمتری بر جای می‌گذارد. این ماده همچنین خود تثبیت می شود و نیازی به عملیات حرارتی در دماهای بالا ندارد و همچنین می تواند برای آزمایش های مختلف بزرگ شود. آزمایش‌های در حال انجام بیشتر نشان می‌دهد که می‌توان آن را در شرایط محیطی ذخیره کرد و تنها در طول زمان پایدارتر می‌شود در حالی که اصلاً تخریب نمی‌شود. بنابراین، بسیار همه کاره است و می تواند طیف گسترده ای از کاربردها در فیلتر هوا و آب داشته باشد. این امر امید زیادی را برای مبارزه با آلودگی هوا و آب و حفاظت از مادر زمین و همچنین بشر ایجاد می کند.
***
{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}
منبع (ها)
Zanoletti A و همکاران. 2019. یک ماده هیبریدی متخلخل جدید مشتق شده از دوده سیلیس و آلژینات برای کاهش پایدار آلاینده ها. مرزها در شیمی. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
