کشف قدرت تفاله قهوه: حذف مؤثر ۹۸ درصدی فلزات سنگین از آب

بحران پسماند ناشی از مصرف جهانی قهوه

قهوه به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین نوشیدنی‌های جهان، مسئول تولید حجم عظیمی از ضایعات است. این پسماندها، که بخش عمده آن شامل تفاله قهوه مصرف‌شده است، سرشار از ترکیبات آلی هستند و به دلیل ساختار متخلخل و منشأ گیاهی، ظرفیت بالایی برای جذب آلاینده‌ها دارند.

• در سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۲، مصرف جهانی قهوه از مرز ۱۷۶ میلیون کیسه (هر کیسه ۶۰ کیلوگرم) فراتر رفت.
• این میزان، افزایش قابل توجهی نسبت به ۱۶۷ میلیون کیسه مصرف شده در سال قبل از آن را نشان می‌دهد.

تفاله‌های قهوه به دلیل ساختار متخلخل، می‌توانند به عنوان جاذب‌هایی مؤثر، مانع از هدررفت این پسماند شوند. پیش از این نیز مواد جاذب طبیعی دیگری مانند رزین‌ها، خاک رس، پوسته برنج، پوست موز و برگ چای برای تصفیه آب و حذف یون‌های فلزی مورد آزمایش قرار گرفته بودند.

نتایج خیره‌کننده پژوهش‌های دانشگاه لافبورو

تیمی تحقیقاتی از دانشگاه لافبورو با همکاری دانشگاه هندو بنارس هند، در دو مطالعه جداگانه، کارایی تفاله قهوه را در حذف آلاینده‌ها بررسی کردند:

تولید بیوچار و حذف ۹۸ درصدی سرب

در یکی از این پژوهش‌ها، تفاله‌های قهوه جمع‌آوری شده حرارت داده شدند تا «بیوچار» بسیار متخلخل تولید شود. بیوچار یک ماده غنی از کربن است که معمولاً برای بهبود کیفیت خاک استفاده می‌شود. با بهینه‌سازی دما و مدت زمان حرارت‌دهی، نتایج زیر به دست آمد:

پژوهشگران موفق شدند تا ۹۸ درصد سرب موجود در آب را حذف کنند. کارایی این جاذب به حدی بود که هر گرم بیوچار توانست ۴.۹ میلی‌گرم سرب را جذب کند.

استفاده مستقیم و ترکیب با مواد دیگر

مطالعه دیگری از همین دانشگاه نشان داد که تفاله خام قهوه، بدون نیاز به هیچ‌گونه فرآوری اضافی، نیز می‌تواند به طور مستقیم برای حذف فلزات سنگین مانند مس و روی از آب، به‌ویژه در غلظت‌های پایین، مورد استفاده قرار گیرد.

همچنین این تحقیقات نشان دادند که ترکیب تفاله قهوه با مواد دیگری مانند پوسته برنج می‌تواند بازده حذف فلزات سنگین را به طور چشمگیری افزایش دهد. با بررسی عوامل مختلف، محققان دریافتند که در این حالت، بیش از ۹۶ درصد از فلزات سنگین قابل حذف هستند.

کاهش بار زیست‌محیطی و صرفه اقتصادی

دکتر بسما بُشرا، یکی از محققان اصلی این مطالعات، بر اهمیت این کشف در حوزه مدیریت پسماند و محیط زیست تأکید کرد:

«مطالعات ما نشان می‌دهد موادی که اغلب آنها را زباله می‌دانیم، مانند تفاله قهوه، در واقع می‌توانند ابزارهای قدرتمندی برای مقابله با آلودگی محیط زیست باشند. با تبدیل پسماند به ماده جاذب، نه‌تنها می‌توان بار دفن زباله را کاهش داد، بلکه مواد مقرون ‌به ‌صرفه‌ای برای پاک‌سازی آلاینده‌ها ایجاد کرد.»

این رویکرد، علاوه بر کاهش حجم پسماند و کمک به محیط زیست، راهکاری اقتصادی برای تصفیه آب در مقیاس‌های مختلف ارائه می‌دهد.