راهی برای کاهش آلودگی‌های زیست‌ محیطی‌

در طبیعت، تنها انسان‌ها سبب آلودگی آب نمی‌شوند، بلکه حیوانات نیز با تولید فاضلاب یا پساب باعث آلودگی آب‌ها می‌شوند. با توجه به این که حدود 70 درصد آب معدنی در سطح جهان صرف کشاورزی و آبیاری گیاهان می‌شود و 23 درصد آن نیز در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌توان به این نتیجه رسید که در کشورهای در حال توسعه و توسعه‌یافته، کشاورزی و صنعت در مقایسه با این که مصارف خانگی تنها 7 درصد از آب معدنی را به خود اختصاص می‌دهد، بیشترین تاثیر را در آلودگی آب‌ها داشته باشند.

فاضلاب‌های صنعتی، فاضلاب‌هایی هستند که ترکیب شیمیایی آنها به نوع فعالیت صنعتی ایجادکننده این نوع فاضلاب‌ها بستگی دارد. ورود فاضلاب‌های صنعتی به دریاها سبب آلودگی آب و در نتیجه مرگ آبزیان خواهد شد. کارخانه‌ها و فرآورده‌های تولیدی آنها سبب آلودگی شیمیایی پساب‌های صنعتی می‌شود. آرسنیک، جیوه و سرب از مهم‌ترین ترکیبات شیمیایی موجود در پساب کارخانه‌های تولید کاغذ، پلاستیک و مواد شیمیایی دفع آفات گیاهی هستند که سبب آلودگی محیط‌ زیست و آب‌های جاری و سطحی می‌شوند. در سال‌های گذشته بسیاری از رودخانه‌ها با ترکیبات شیمیایی که در کارخانه‌های پلاستیک‌سازی به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می‌گرفتند، آلوده شدند که بر اثر آن افراد ساکن در مناطق اطراف این رودخانه‌ها به علت تجمع جیوه در بافت‌های بدنشان به بیماری‌های مختلفی مبتلا شدند و علاوه بر این به علت آلودگی آب آشامیدنی با مواد شیمیایی موجود در پساب این کارخانه‌ها، هزاران نفر جان خود را از دست داده‌ و یا هزاران کودک، زندگی در این کره خاکی را با بیماری‌ها و نواقص مادرزادی آغاز کردند. یکی از مهم‌ترین پیامدهای نامطلوب ناشی از تخلیه فاضلاب‌های صنعتی در آب‌های سطحی، مرگ‌ومیر حیوانات آبزی بخصوص ماهی‌هاست که متلاشی شدن اجساد و بقایای این موجودات نیز سبب افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی در آن منطقه خواهد شد.

ورود فاضلاب‌های صنعتی به آب‌های سطحی، زمینه مناسبی را برای فعالیت باکتری‌های موجود در آب در محیط‌ بی‌هوازی و بدون نیاز به مصرف اکسیژن فراهم می‌کند که علاوه بر ایجاد بوی نامطبوع در آب‌ها، مواد سمی و قابل اشتعالی را نیز در آب به وجود خواهد آورد و بنابراین محیط نامناسبی را برای زندگی موجودات آبزی ایجاد خواهد کرد.

فاضلاب‌های صنعتی و پیامدهای آن‌

به گفته مهندس یزدان رضازاده، از محققان حوزه نانوفناوری و مجری این طرح تحقیقاتی، شوینده‌ها یکی از مهم‌ترین و شناخته‌شده‌ترین مواد شیمیایی موجود در فاضلاب‌های صنعتی هستند که با توجه به افزایش مصرف آنها، آلودگی آب‌ها را در ابعاد و زمینه‌های مختلفی تحت تاثیر خود قرار خواهند داد.

عدم تجزیه شوینده‌های مصنوعی مورد استفاده در صنایع مختلف به وسیله میکروارگانیسم‌ها و همچنین ایجاد کف فراوان در آب‌های سطحی مشکلات بسیاری را در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی به‌وجود می‌آورد و به همین علت، در بسیاری از کشورها برای مصرف این نوع شوینده‌ها ممنوعیت‌هایی در نظر گرفته شده است. ترکیباتی حاوی ازت که به علت افزایش مصرف کودهای شیمیایی در بخش کشاورزی به مقدار فراوان در آب‌های سطحی یافت می‌شوند، از دیگر مواد شیمیایی موجود در پساب‌های صنعتی و کشاورزی هستند که نه‌تنها با ایجاد گل و لای در بستر رودخانه‌ها سبب کاهش عمق دریاچه‌ها می‌شوند که در نتیجه کاهش شدید اکسیژن موجود در آب‌ها، باکتری‌های هوازی را به باکتری‌های بی‌هوازی تبدیل می‌کنند.

فاضلاب‌های صنعتی برای استفاده مجدد و بازگشت به طبیعت به تصفیه نیاز دارند و عموما از روش‌های مختلفی با توجه به مصرف آب و آلودگی آن برای تصفیه پساب‌ها استفاده می‌شود. بسیاری از پساب‌های صنعتی و بخصوص پساب‌های ایجاد شده در مجتمع‌های پتروشیمی آلودگی بسیار بالایی از فلز جیوه دارند که سبب اختلال در رشد موجودات آبزی و دیگر موجودات زنده خواهد شد.

با توجه به پیامدهای آلایندگی فلزات سنگین، از روش‌های مختلفی برای تصفیه پساب‌های صنعتی استفاده می‌شود که از بین آنها می‌توان به استفاده از جاذب‌های مختلف برای جذب جیوه موجود در پساب‌های صنعتی اشاره کرد. عبور پساب‌های صنعتی از ستون‌های جاذب سبب جذب سطحی آلاینده‌ها می‌شود تا پس از اشباع مواد جاذب، ستون‌های جاذب در معرض فرآیند دفع قرار گیرند و یا مواد جاذب جدیدی جایگزین آنها شود. علاوه بر این برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی می‌توان از روش‌های بیولوژیکی نیز استفاده کرد که هریک از این روش‌ها دارای معایب و مزایایی هستند. از مهم‌ترین معایب روش‌های متداول در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی می‌توان به هزینه بالای آنها اشاره کرد؛ چرا که در بسیاری از روش‌های موجود ملزم به استفاده از نوعی ماده بخصوص با توجه به نوع آلودگی شیمیایی ایجاد شده در پساب‌های صنعتی هستیم که موانع و مشکلات بسیاری را به همراه خواهد داشت.

اما محققان بر این باورند که استفاده از فناوری نانو می‌تواند بسیاری از این موانع را از میان برداشته و به عنوان روشی مناسب در صنعت آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های فناوری نانو مقرون به صرفه‌ بودن این روش در مقایسه با روش‌های دیگر مانند استفاده از سیستم‌های آب‌شیرین‌کن است. علاوه بر این نبود پسماند و شیرابه‌های ناشی از تصفیه آب و فاضلاب در روش‌های مبتنی بر فناوری نانو سبب شده است این روش‌ها به‌عنوان روش‌های سبز دوستدار محیط‌زیست مورد توجه قرار گیرد.

خطر در کمین است‌

به گفته رضازاده، اگرچه فاضلاب‌های صنعتی و پساب ناشی از فعالیت کارخانه‌ها با توجه به نوع فرآورده‌های تولیدی در کارخانه‌های مختلف متفاوت است، اما افزایش ترکیبات شیمیایی سمی در فاضلاب کارخانه‌ها در مقایسه با فاضلاب‌های خانگی و همچنین برخورداری از ویژگی‌های قلیایی و اسیدی بیشتر که محیط نامناسبی را برای وجود موجودات زنده به وجود می‌آورد، باعث شده است ضرورت عدم تخلیه فاضلاب‌های صنعتی به آب‌های سطحی و منابع آب زیرزمینی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در فاضلاب برخی از کارخانه‌ها مانند کارخانه‌های بهره‌برداری از معادن و کارخانه‌های تولید مواد شیمیایی، مواد معدنی بیشترین مواد آلاینده را به خود اختصاص می‌دهند و این در حالی است که در کارخانه‌های تهیه مواد غذایی، مواد آلی بیشترین آلاینده موجود در پساب کارخانه‌ها هستند. با توجه به وجود مواد آلی و معدنی مختلف در پساب‌های صنعتی می‌توان گفت این نوع پساب‌ها در مقایسه با فاضلاب‌های کشاورزی و خانگی بیشترین تاثیر را در آلودگی آب‌ها و سلامت موجودات زنده خواهند داشت.

سمی بودن بسیار بالای جیوه موجود در پساب‌های صنعتی یکی از بزرگ‌ترین نگرانی‌های زیست‌محیطی است. پیوند جیوه با گروه‌های سولفید ریل آنزیم‌ها و پروتئین منجر به غیرفعال‌سازی سلول‌های حیاتی خواهد شد و پیامدهای نامعلومی در شیوع بیماری‌های مزمن و حتی مرگ موجودات زنده به همراه خواهد داشت. وجود جیوه در آب خطرات قابل توجهی را به وجود می‌آورد، به عنوان مثال جیوه موجب تشکیل ترکیبات ارگانومتالیک یا آلی فلزی مانند متیل جیوه می‌شود که این ترکیبات می‌تواند به مدت طولانی در بدن موجودات زنده تجمع‌یافته و باقی بماند. به علت بالا بودن فشار بخار جیوه، این ماده بسرعت در محیط پراکنده و با حرکت مناسب هوا جذب گیاهان و جانوران می‌شود.

بررسی‌ها و آزمایش‌ها، آلودگی منطقه‌ای و جهانی جیوه و مسمومیت ناشی از آن را در این مناطق تایید کرده است. با توجه به این موضوع در سال‌های اخیر استفاده از مواد جدید به منظور حذف فلزات سنگین از پساب‌ها مورد توجه قرار گرفته است که در این میان، نانوذرات به عنوان یکی از مناسب‌ترین جاذب‌ها برای حذف فلزات سنگین شناخته شده‌اند. با توجه به این که نانوذرات ارزان و غیرسمی بوده و به میزان قابل توجهی در دسترس هستند، فرآیند جذب آلاینده‌ها با استفاده از این ذرات، جایگزین جدید و مناسبی برای عمل تصفیه پساب خواهد بود. بعلاوه نانوذرات نه به علت مقدار بالای مصرف، بلکه به علت داشتن اشکال کریستالی منحصربفرد و داشتن آرایش شبکه‌ای از واکنش‌پذیری بسیار بالایی برخوردارند.

جیوه فلزی است که در ساخت بسیاری از لوازم خانگی مانند فشارسنج، دماسنج و لامپ‌های فلورسنت از آن استفاده می‌شود. جیوه موجود در این لوازم، در فضایی محصور شده است، بنابراین عارضه‌ای ایجاد نخواهد کرد. اما اگر دماسنج بشکند، مقدار زیادی از جیوه موجود در این فضا از طریق تنفس و در مدت زمان کوتاهی از طریق تبخیر وارد بدن خواهد شد که آثار مضر بسیاری در بدن ایجاد خواهد کرد.

جیوه به اعصاب مغز و کلیه‌‌‌ها آسیب می‌رساند و سبب سوزش چشم و ریه و همچنین تحریک پوست بدن و اسهال و استفراغ خواهد شد. اگرچه جیوه به طور طبیعی در مواد غذایی یافت نمی‌شود، اما می‌تواند از طریق جانوران کوچک مانند ماهی‌ها که بخشی از مواد غذایی مصرفی انسان‌ها هستند، وارد زنجیره غذایی ما شود. معمولا غلظت جیوه موجود در ماهی‌ها از غلظت جیوه موجود در آبی که ماهی‌ها در آن زندگی می‌کنند، بیشتر خواهد بود. افزایش تجمع جیوه در بدن ماهی‌ها سبب افزایش قرمزی رنگ بدن آنها خواهد شد. جیوه بر تمرکز اعصاب اثر نامطلوبی داشته و سبب کاهش بینایی و ایجاد اختلال در هماهنگی حرکات ماهیچه‌های بدن می‌شود که ناشی از تغییرات ایجاد شده در مغز و نخاع است.

آزمایش‌های انجام شده روی نمونه‌های پساب جیوه ساختگی و پساب‌های جمع‌آوری شده از مجتمع پتروشیمی بندر امام نشان می‌دهد استفاده از نانومواد قابلیت حذف این فلز را تا 97/99 درصد افزایش می‌دهد که در نهایت، به استانداردهای آب آشامیدنی می‌رسد.

در حال حاضر، در کشور ما مشکلات زیادی برای تصفیه این پساب‌ها وجود دارد. خورموسی یک محیط نیمه‌بسته است که به صورت یک شبکه از بسترهای گلی در بندر امام و بندر ماهشهر شکل گرفته است. این منطقه یکی از باارزش‌ترین اکوسیستم‌های دنیاست که به صورت یک شاخه مثلثی‌شکل در منتهی‌الیه شمال غربی خلیج‌فارس قرار دارد. وجود گونه‌های مختلف آبزی از یک طرف و عمق زیاد خور که در برخی نقاط به بیش از 70 متر می‌رسد، از سوی دیگر، آن را به یکی از شگفتی‌های طبیعت تبدیل کرده است. اما متاسفانه این منطقه با ارزش یکی از آلوده‌ترین مناطق خلیج فارس است. جاری شدن فاضلاب سمی چند مجتمع پتروشیمی از یک طرف و گذر کشتی‌های نفتکش از سوی دیگر، مشکلات زیست‌محیطی بسیاری را برای مردم و آبزیان ایجاد کرده است. ورود آلاینده‌هایی مثل جیوه در این منطقه، بسیار خطرناک است و با توجه به این که برخی واحدهای صنعتی از جیوه به عنوان کاتالیزور استفاده می‌کنند، می‌توان گفت خطرات زیادی در این منطقه وجود دارد که استفاده از فناوری نانو می‌تواند تاثیر قابل توجهی در از بین بردن آنها داشته باشد.

فرانک فراهانی‌جم‌