تلاش محققان برای تولید دانش فنی تصفیه آب و تولید سبز محصولات شیمیایی

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، کمبود آب، یکی از بزرگترین مشکلاتی است که نه تنها کشور ما بلکه سایر کشور‌ها نیز با آن مواجه هستند و محققان درصدد پیداکردن راهی برای جبران این کمبود هستند. بنیاد ملی علم ایران نیز به نوبه خود از طرح‌های مرتبط با محیط زیست، آب و منابع طبیعی حمایت می‌کند.

«اصلاح پساسنتزی چارچوب‌های فلز-آلی پایدار MIL و UiO و کاربرد فوتوکاتالیزی آن‌ها تحت نور مرئی» عنوان طرحی است که مهدیه سادات حسینی در قالب رساله دکتری و با راهنمایی علیرضا عباسی انجام داده و صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور نیز از این طرح حمایت کرده است.

حسینی درباره این طرح توضیح داد: فرآیند فوتوکاتالیزی یک فرآیند مؤثر و سبز است که طی آن بسیاری از واکنش‌های شیمیایی تحت نور خورشید که یک منبع تجدیدپذیر و پاک است، رخ می‌دهند. این فرآیند به دلیل مزایایی همچون مقرون‌به‌صرفه‌بودن، داشتن حداقل عوارض جانبی و دوستی با محیط زیست، از اهمیت فراوانی برخوردار است.

این محقق و پژوهشگر ادامه داد: تاکنون، چهار کاربرد اصلی فوتوکاتالیز سبز به منظور تبدیل انرژی خورشیدی برای تخریب آلاینده‌های آب، شکافت آب، تبدیل CO۲ و سنتز ترکیبات آلی مورد توجه و استفاده قرار گرفته است.

حسینی اضافه کرد: جداسازی و انتقال بار ایجاد شده توسط تابش نور، تا حد زیادی بر عملکرد فوتوکاتالیزی فوتوکاتالیزگر‌ها تأثیر می‌گذارد؛ اما یکی از کابرد‌های مهم فوتوکاتالیزگر‌ها، تخریب آلاینده‌های آب به منظور دست‌یابی به آب سالم و با کیفیت است.

وی تصریح کرد: با توجه به الگوی مصرف کنونی، این انتظار وجود دارد که تا سال ۲۰۲۵، تقاضای جهانی آب برای فعالیت‌هایی که به آب بیشتری نیاز دارند مانند کشاورزی و تولید انرژی، افزایش پیدا کند. علاوه بر این، رشد جمعیت جهان هم صعودی و فزاینده است.

این محقق در ادامه بیان کرد: حتی حالا هم ایران بر اساس شاخص سازمان ملل، در وضعیت بحران شدید آبی قرار دارد و ایران از جمله کشور‌هایی است که در سال ۲۰۲۵ با کمبود فیزیکی آب مواجه می‌شود. بنابراین حتی با بالاترین بهره‌وری ممکن در مصرف آب، آب کافی برای تأمین نیاز‌ها در اختیار نخواهد بود.

وی درباره علت کم آبی در ایران نیز توضیح داد: خشکسالی‌های پیاپی ناشی از بارش کم سالیانه باران و افزایش شدید دما و تبخیر آب‌های سطحی، آسیب‌های جدی به محیط زیست ایران زده است و در آینده شبکه برق ایران نیز با کمبود و یا حتی با قطع برق می‌شود. علاوه بر این، کیفیت آب‌های سطحی در برخی شهر‌ها نیز به خاطر آزادشدن مداوم مواد شیمیایی ناشی از تولید محصولات کشاورزی مانند آفت‌کش‌ها، به محیط زیست نیز صدمات زیادی زده است.

حسینی در ادامه گفت: بر همین اساس، دولت ناچار به بهره‌برداری بیشتر از منابع آب زیرزمینی به منظور تأمین آب کشاورزی و آب آشامیدنی شده است. علاوه بر این، گروهی از آلاینده‌های نوظهور شامل محصولات دارویی، سیانوتوکسین‌ها، استروئید‌ها و هورمون‌ها، پلاستیک‌ساز‌ها، کافئین، مواد شوینده، عطر‌ها، در دهه‌های اخیر در غلظت‌های کم در جریان آب شناسایی شده‌اند که البته منجر به بروز خطراتی برای سلامتی انسان ومحیط زیست و همچنین ایجاد اثرات منفی بر فعالیت‌های اقتصادی شده است.

وی ادامه داد: متأسفانه همه این آلاینده‌ها به طرق مختلف نظیر دفع صنایع، پساب‌های بیمارستانی، فاضلاب‌های خانگی، تصفیه خانه‌های فاضلاب و آب وارد محیط زیست می‌شوند. بنابراین، تصفیه کارآمد فاضلاب‌ها و آب‌های آلوده و حذف آلاینده‌های آن، یک راه کار مؤثر برای جلوگیری از کاهش شدید منابع آب و بحران‌های ناشی از آن است.

این محقق و پژوهشگر در ادامه افزود: تصفیه فاضلاب‌ها و آب‌های آلوده شامل حذف آلودگی‌ها با فرآیند‌های فیزیکی، بیولوژیکی یا شیمیایی می‌شود. لذا با توجه به نیاز روزافزون جهان و به ویژه کشور ما به منبع فراوان آب پاکیزه در مصارف خانگی، صنعت و کشاورزی و نیز تولید مواد خام اولیه صنایع شیمیایی، نتایج نهایی این طرح در تولید دانش فنی و نیز تولید مؤثر این فوتوکاتالیزگر‌های کارآمد در زمینه تصفیه آب و تولید سبز محصولات شیمیایی کمک‌کننده است.

حسینی در پایان خاطر نشان کرد: برای آنالیز داده‌ها مجبور بودم به دانشگاه‌های مختلف رجوع کنم تا بتوانم از امکانات آزمایشگاهی آن‌ها استفاده کنم چرا که این تجهیزات در دانشگاه خودم موجود نبود. همه‌گیری کرونا هم باعث وقفه یک ساله در روند انجام تحقیقات من شد چرا که امکان حضور در دانشگاه میسر نبود. با وجود همه این چالش‌ها، این طرح در زمان معین به اتمام رسید و نتایج خوبی نیز به همراه داشت.