فناوري نانو و برخي كاربردهاي آن در صنعت آب

استفاده از فناوريهاي نوين به خصوص فناوري نانو در راستاي كاهش اثرات سوء آلودگيهاي زيست محيطي، بعنوان يكي از راهكارهاي مديريتي مطرح مي‌باشد. يكي از مواردي كه اين فناوري كاربرد خود را متبلور مي‌نمايد در ارتباط با منابع آب مي‌باشد كه در نظر گرفتن چالشهاي پيش رو ضرورت استفاده از آن را پر رنگ تر نموده است. در اين مطلب برخي كاربرد‌هاي فناوري نانو در صنعت آب اشاره شده است.

مقدمه

آب يكي از ضروري ترين عناصر حيات بر روي زمين است و اگر چه بيش از 70 درصد از سطح كرة زمين با آب پوشيده شده است اما كمتر از 3 درصد از آن آب شيرين مي‌باشد. از اين مقدار 79 درصد به قله‌هاي يخي تعلق دارد، 20 درصد آن آبهاي زير زميني است كه به راحتي قابل دسترسي نمي باشد و فقط 1 درصد آن شامل درياچه ها و رودخانه ها و چاهها مي‌باشد كه به راحتي به دست مي آيد. در مجموع در هر زمان تنها يك ده هزارم از كل آبهاي كره زمين به سادگي در دسترس انسان قرار دارد.
در دسترس بودن آب سالم و پاك يكي از مهمترين مسائل پيش روي بشر مي‌باشد و به تدريج كه مقدار مصرف آب بيشتر مي‌شود مواد آلاينده نيز به طرق مختلف باعث آلوده كردن منابع آبي مي‌گردند و اين مسأله در آينده بحراني تر خواهد شد. مجمع عمومي سازمان ملل متحد به منظور افزايش آگاهي و ترغيب، جهت اداره بهتر امور مربوط به آب و حراست بهتر از اين منبع حياتي، سال 2003 را سال بين المللي آب شيرين اعلام نمود. پذيرش حق برخورداري از آب بعنوان يك حق براي بشر ممكن است مهمترين گام در بر طرف كردن دشواري تأمين اين بنيادي ترين عنصر زندگي مردم باشد.

اهميت كاربرد فناوري نانو در صنعت آب

فناوري نانو طي مدت كوتاهي كه از ظهور آن مي گذرد كاربردهاي مختلفي در صنايع گوناگون يافته است. در نتيجه صنعت آب، بعنوان يكي از پايه‌هاي حيات از اين مسئله مستثني نيست و در بخشهاي مختلف آن، شامل ساخت سدها، حفاظت خطوط لوله انتقال آب، تصفيه آب و پساب، شيرين سازي آب و غيره، فناوري نانو كاربرد يافته است.
امروزه در جهان بسياري از مردم به دلايل بلاهاي طبيعي، جنگ و زير ساختهاي ضعيف خالص سازي آب، به آب بهداشتي دسترسي ندارند. حدود يك ميليارد نفر به منابع آبي دسترسي ندارند. روزانه‌5000 كودك به علت مبتلا شدن به امراض ناشي از مصرف آب غير بهداشتي مي‌ميرند.
تمام تلاش محققين اين است كه با كمك روشها و فناوريهاي جديد بتوانند اين مشكلات را كاهش دهند. يكي از اين فناوريها، فناوري نانو است.

در مجموع كاربردهاي متعددي را مي‌توان در زمينه استفاده از فناوري نانو متصور بود كه اهم آنها در ذيل آمده است:

1-استفاده از ذرات نانو ساختار در تصفيه آلاينده ها
2-رنگ زدايي از آب آشاميدني
3-نمك زدايي از آب
4-نانو پوشش ها
5-نانو لوله‌هاي جاذب گازهاي سمي
6-نانو پليمرهاي متخلخل
7-استفاده از نانو ذرات در تصفيه پسابها
8-نانو فيلترها
9-حذف آرسنيك موجود در آب با استفاده از فناوري نانو

در ادامه نگاهي به كاربرد‌هاي اين فناوري در صنعت آب خواهيم داشت.

برخي كابردهاي فناوري نانو درعرصه صنعت آب

فناوري نانو با روشهاي زير مي‌تواند در تهيه آب تميز كمك كند :

1. غشاهاي فيلتر اسيون نانو متري به منظور افزايش بازيابي آب
2. روشهاي سازگار با محيط زيست جهت تصفيه آبهاي زير زميني به وسيله اجزاي معدني و آلي
3. نانو مواد براي بهبود كارايي فرايندهاي فتو كاتاليستي و شيميايي
4. نانو حسگرهاي زيستي جهت تشخيص سريع آلودگي آب

در ادامه برخي موارد فوق توضيح داده مي‌شود.

نانوفيلتراسيون

روش نانوفيلتراسيون طي چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانو فيلتراسيون جدا سازي براساس اندازه مولكول صورت مي‌گيرد و فرآيندي فشاري است. اساساً اين روش جهت حذف اجزاي آلي نظير آلوده كننده‌هاي ميكروني و يونهاي چند ظرفيتي مي‌باشد. از ديگر كاربردهاي نانو فيلتراسيون مي‌توان به حذف مواد شيميايي كه به منظور كشتن موجودات مضر به آب اضافه شده اند، حذف فلزات سنگين، تصفيه آبهاي مصرفي، رنگ زدايي و حذف آلوده كننده ها و حذف نيترات ها اشاره كرد.
نانو فيلتراسيون مي‌تواند تقريباً از هر منبع آبي، آب پاك به وجود آورد و تمام باكتري‌هاي موجود در آب را حذف كند. در ضمن امكان استفاده آسان از روشهاي تصفيه را براي عموم فراهم مي كند و بدون عمل شيميايي تصفيه را انجام مي‌دهد.

نانو حسگرها

اگر چه حسگرهاي مختلفي براي آشكار نمودن آلودگي‌ها و مواد آلوده وجود دارند ولي فناوري نانو امكان ايجاد نسل‌هاي جديدي از حسگرهاي با توانايي بالا را فراهم مي‌نمايد كه مواد آلاينده در مقادير و غلظت‌هاي كم را آشكار مي‌نمايند.

جمع بندي

در آينده ايران جزء كشورهايي خواهد بود كه بحران مصرف بالا و كم آبي را به دليل افزايش جمعيت شهر نشين و ارتقاي سطح صنعت و كشاورزي ، پيش رو خواهد داشت. مهندس افراسياب باباكوهى كارشناس كنترل كيفيت و منابع طبيعى مى گويد: «در خشكسالى سال هاى گذشته حدود ۲۰۰ هكتار از باغ ها، بيش از ۱۰ هزار هكتار از محصول چاى و ۲ هزار هكتار از باغ هاى موز سيستان و بلوچستان و باغ هاى كوهپايه آسيب جدى ديد. استخراج بى رويه از آب هاى زيرزمينى و سفره هاى آبدار زيرزمين در شرايط كنونى يك موقعيت بحرانى دارد. درحال حاضر از ۶۱۲ دشت كشور، ۱۵۰ دشت جزو مناطق ممنوعه و بحرانى است.
با قبول اين وضعيت، بخش بزرگى از مزارع در محدوده كوير قرار مى گيرد و مشخص مى شود خشكسالى يك واقعيت طبيعى و اقليمى در كشور است. جمعيت كشور ما حدود يك درصد جمعيت جهان است ولى سهم ما از كل منابع آب شيرين در دنيا۳۶صدم درصد است. كشورهاى ديگر دنيا از ۴۵ درصد منابع آب مطلوب خود استفاده مى كنند. در كشور ما ۶۶ درصد آب مصرف مى شود. بيش از ۵۰ درصد ذخاير آب شيرين كشور، وابسته به منابع آب هاى زيرزمينى است كه درحقيقت ما بايد اين منابع زيرزمينى را براى سال هاى خشكسالى نگهدارى مى كرديم.
كارشناسان يكى از دلايل اين بحران را ايجاد شهرك ها و گسترش بى رويه و برنامه ريزى نشده شهرها مى دانند. از سويى ما در اقليم خشك و كم آب قرار داريم. از سويى هم كره زمين درحال گرم شدن است و پديده ال نينو به گرم شدن هوا در اين نقطه از جهان كمك كرده است.
بنابراين با نگاهي به مشكلات تأمين آب در ايران و نياز مبرم كشور به منابع جديد، مي‌توان از فناوريهاي نوين در اين راه بهره جست. اين مهم در سايه انجام نياز سنجي و مطالعه دقيق اوليه تحقق مي‌يابد. با توجه به اينكه در سالهاي اخير، ايران در حال اوج گيري در زمينه تحقيقات نانو است، عقلاني به نظر مي‌رسد كه در سمت و سودهي برنامه‌هاي كلان آب در كشور از فناوري نانو به عنوان يك پشتيبان قوي استفاده گردد.

مآخذ

1- مجموعه مطالعات تطبيقي محيط زيست ايران با ديگر كشورهاي جهان، بخش آب، مركز پژوهشهاي مجلس شوراي اسلامي.
2- http://www.google.com/nanotechnology in the world.
3- http://www.nsf.gov/igert
4- http://www.nano.ir

[28 Aug 2007]   [ مژگان جندقي] – سايت آينده نگر

1,596 total views, 2 views today

Share

1 فکر می‌کنند “فناوري نانو و برخي كاربردهاي آن در صنعت آب”

  1. باسمه تعالي با عرض سلام از تمام كساني كه اين مقاله درباره نانو را تهيه كرده اند تشكر ميكنم مقاله بسيار جالبي است. الم يعلم بان الله يري آيا انسان نميداند كه خداوند او را ميبيند

    [پاسخ]

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *