تصفیه آب بدون مواد شیمیایی: روش نوین دانشگاه گلاسکو برای حذف بیسفنول ای

دانشمندان دانشگاه گلاسکو با ابداع روشی نوین و بدون نیاز به مواد شیمیایی، گامی بزرگ در تصفیه آب برداشته‌اند. این فناوری پیشرفته قادر است تا ۹۴ درصد از آلاینده «بیسفنول ای» را از نمونه‌های آب آلوده حذف کند و راهکاری پایدار برای مقابله با یکی از رایج‌ترین آلاینده‌های جهانی ارائه دهد.

بیسفنول ای: آلاینده‌ای فراگیر و خطرناک

«بیسفنول ای» (BPA) ماده‌ای شیمیایی است که سالانه حدود ۱۰ میلیارد کیلوگرم از آن در ساخت پلاستیک تولید می‌شود. با وجود کاهش استفاده از آن در برخی محصولات مانند بسته‌بندی مواد غذایی و بطری‌های قابل استفاده مجدد، دهه‌ها تولید گسترده، این ماده را به یک آلاینده رایج در منابع آب سراسر جهان تبدیل کرده است.

ورود BPA به بدن انسان می‌تواند عواقب جدی برای سلامتی داشته باشد. این ماده به مرور زمان در اندام‌ها تجمع یافته، تولید هورمون را مختل می‌کند و به رشد جنین آسیب می‌رساند. همچنین، با مشکلات جدی سلامتی در بزرگسالان مرتبط است.

سونوشیمی: راهکاری نوین برای پاکسازی آب

گروه پژوهشی گلاسکو برای مقابله با این آلاینده، از فرآیندی به نام «سونوشیمی» بهره گرفته است. این روش شامل استفاده از امواج فراصوت برای ایجاد واکنش‌های شیمیایی است. در این سیستم:

• امواج فراصوت کنترل‌شده از طریق آب آلوده ارسال می‌شوند.
• میلیون‌ها حباب کوچک در آب ایجاد می‌شود.
• هنگامی که این حباب‌ها بزرگ شده و سپس متلاشی می‌شوند، برای مدت کوتاهی به دما و فشار بسیار بالایی می‌رسند که شرایطی مشابه سطح خورشید را ایجاد می‌کند.
• این «نقاط داغ» مولکول‌های بیسفنول را تجزیه کرده و آن‌ها را به مواد بی‌ضرری مانند دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کنند.

نتایج چشمگیر و کارایی بالا

دانشمندان در آزمایش‌های خود، به طور همزمان از دو فرکانس فراصوت مختلف (۲۰ کیلوهرتز و ۳۷ کیلوهرتز) استفاده کردند که تأثیر قوی‌تری نسبت به یک فرکانس واحد داشت. این ترکیب به بهترین شکل عمل کرد و نتایج زیر را به همراه داشت:

• حذف ۹۴ درصدی بیسفنول: در مدت زمان تنها ۴۰ دقیقه، ۹۴ درصد از بیسفنول موجود در آب حذف شد.
• کاهش ۶۷ درصدی آلودگی کلی: آلودگی کلی آب نیز به میزان ۶۷ درصد کاهش یافت.

این نتایج با استفاده از روش استاندارد «میزان اکسیژن‌خواهی شیمیایی» که برای بررسی کیفیت آب به کار می‌رود، تأیید شده است.

مزایای رویکرد گلاسکو نسبت به روش‌های سنتی

در حال حاضر، بسیاری از تصفیه‌خانه‌های آب از روش‌هایی مانند لجن فعال یا کربن فعال برای حذف بیسفنول استفاده می‌کنند. با این حال، این روش‌ها تنها آلاینده را جذب می‌کنند و بیسفنول در لجن یا کربن باقی می‌ماند که همچنان نیاز به دفع جداگانه دارد. رویکرد دانشمندان دانشگاه گلاسکو متفاوت است زیرا:

• بیسفنول را به طور کامل از بین می‌برد.
• نیاز به تصفیه اضافی یا دفع مواد آلوده را حذف می‌کند.
• بسیار ساده‌تر از تکنیک‌های قبلی فراصوت است که اغلب به کاتالیزورها یا مواد شیمیایی اضافی نیاز داشتند.

شان فلچر، دانشمند ارشد این پژوهش، اظهار داشت: «نیازی نیست چیزی که بعد از فرآیند اضافه کرده‌اید را حذف کنید، زیرا فراصوت به تنهایی کار خود را انجام می‌دهد.»

آینده‌ای پاک‌تر برای منابع آب

گروه پژوهشی معتقد است که این تکنیک می‌تواند برای مقابله با سایر آلاینده‌هایی که به سختی از آب حذف می‌شوند، از جمله «مواد شیمیایی همیشگی» مانند «پلی فلوئوروآلکوکسی‌ها» (PFA)، گسترش یابد. دانشمندان در حال حاضر با شرکت‌های آب در مورد چگونگی استفاده از این فناوری در سیستم‌های تصفیه در مقیاس بزرگ مذاکره می‌کنند.

مارک سایمز، رهبر این گروه پژوهشی، تأکید کرد: «فراصوت، جایگزین سیستم‌های تصفیه فاضلاب سنتی که برای اکثر زباله‌ها کارایی مطلوبی دارند، نخواهد شد. البته پتانسیل زیادی برای مقابله با آلاینده‌های خاص و خطرناکی پیش‌بینی می‌کند که سیستم‌های معمولی نمی‌توانند از عهده آن‌ها برآیند.»

دانشمندان در تلاشند تا مقیاس سیستم آزمایشگاهی خود را برای مدیریت حجم بیشتری از آب افزایش دهند و توانایی آن را در حذف طیف وسیع‌تری از آلاینده‌ها بررسی کنند. امید می‌رود که این راهکار به ایمن‌تر شدن منابع آب و کاهش خطرات سلامتی ناشی از بیسفنول و آلاینده‌های مشابه در آینده کمک کند.