باحثون صينيون يقدمون حلاً جديداً لمعالجة مياه الصرف الصحي

معالجة مياه الصرف الصحي

تعتمد معظم طرق إزالة الأصباغ الاصطناعية من الماء على الامتصاص، وهي ظاهرة يصبح فيها جزيء كيميائي مرتبطاً بسطح ركيزة تسمى مادة الامتصاص، ويتم اعتماد الأنظمة القائمة على الكربون بشكل شائع كمواد ماصة، ولكنها محدودة بالحاجة إلى مسار آمن للتخلص من المواد الماصة المستخدمة وعدم القدرة على إعادة استخدام المادة، كما تم أيضاً فحص العديد من البوليمرات كمواد ماصة، لكنها تظهر ضعف قابلية الذوبان في الماء والاستقرار.

باحثون صينيون يقدمون حلاً جديداً لمعالجة مياه الصرف الصحي

في الآونة الأخيرة، طور فريق دولي من الباحثين، بما في ذلك البروفيسور وي هسين تشين من جامعة تشينغ كونغ الوطنية في تايوان، حلًا جديداً صديقاً للبيئة وقابل لإعادة الاستخدام قائم على مركبات نانوية لإزالة الأصباغ السامة من مياه الصرف الصحي، وتم توفير الورقة التي تصف الدراسة عبر الإنترنت في 31 تموز 2021 وتم نشرها في المجلد 421 من مجلة المواد الخطرة في 5 كانون الثاني 2022.

وقال البروفيسور تشين: "كاربوكسي ميثيل السليلوز CMC هو مشتق من السليلوز غير مكلف يسهل إنتاجه وصديق للبيئة ومتوافق حيوياً، لكن له خصائص حرارية وميكانيكية ضعيفة نسبياً، وفي دراستنا، نجحنا في تحسين CMC من خلال دمجه مع حمض البولي أكريليك PAA، ويمكن أن تكون المواد المحضرة مواد ماصة فعالة للملوثات الأيونية في معالجة مياه الصرف الصحي".

كاربوكسي ميثيل السليلوز هو عبارة عن بوليمر جيد المواصفات وغير مكلف مشتق من السليلوز الطبيعي، وهو بوليمر وفير موجود في النباتات والطحالب الدقيقة، وفي هذه الدراسة، قام الباحثون بدمج CMC مع PAA، ليشكلوا بوليمر محب للماء وغير سام وآمن، وقاموا بتحميل الهلاميات المائية الناتجة بأكسيد الغرافين.

وأخيراً، ومن خلال تعريض هذه الهلاميات المائية لدورات متكررة من الغسيل والتجفيف بالتجميد، قاموا بتحويل الهلاميات المائية إلى "أيروجيل"، وهي عبارة عن شبكات صلبة مسامية تحتوي على جيوب هوائية ذات قدرات امتصاص عالية.

إزالة الأصباغ من مياه الصرف الصحي

قام فريق البحث بعد ذلك بتمييز الهوائيات باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني والتقنيات المعملية ووجدوا أن مستويات مختلفة من أكسيد الغرافين خلقت مسام مختلفة الحجم داخل الهلام الهوائي، ووجدوا أن إضافة أكسيد الغرافين يزيد من مساحة السطح المحددة والاستقرار الحراري للهيدروجيلات النانوية المركبة، ورأوا أيضاً أن حجم مسام الهلاميات المائية يتناقص مع زيادة تركيزات أكسيد الجرافين.

هذا وتوفر الهلاميات المائية المركبة النانوية المصنعة في هذه الدراسة مادة ماصة صديقة للبيئة ومستقرة وفعالة وقابلة لإعادة الاستخدام لإزالة الأصباغ الاصطناعية من مياه الصرف الصحي وتوفير تحسينات لكل من البيئة وصحة الإنسان.