با استفاده از فناوری نانو؛

نانومواد، آب آلوده به آفت‌کش‌ها را تمیز می‌کند

محققان در تلاشند تا با استفاده از فناوری نانو، آب‌های آغشته به آفت‌کش‌هایی که در مزارع از آن استفاده می‌شود را تصفیه و به آب سالم تبدیل کنند.

کد خبر: ۸۲۳۷۳۲

جمعه - ۱۱ بهمن ۱۳۹۸ / January 31, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، آترازین یکی از رایج‌ترین سموم دفع آفاتی است که به ویژه در آمریکای شمالی از آن استفاده می‌کنند. از این رو محققان موسسه ملی تحقیقات علمی کانادا روش جدیدی را برای تخریب این سموم در آب ابداع کرده‌اند که ترکیبی از مواد نانوساختار جدید و نور خورشید است.

آترازین در سرتاسر محیط زیست و حتی در آب آشامیدنی میلیون‌ها نفر در آمریکا یافت می‌شود. تصفیه آب معمولی در تخریب این سموم دفع آفات موثر نیست. روش‌های جدید تا حدودی موثرترند، اما متاسفانه در خود این روش‌ها از مواد شیمیایی استفاده می‌شود که فرآورده‌های سمی را در محیط زیست باقی می‌گذارند.

محققان موسسه ملی تحقیقات علمی کانادا توانستند فرآیند تصفیه آبی را توسعه دهند که در آن اثری از آترازیم در آب باقی نمی‌ماند. آن‌ها برای این کار از فرآیندی به نام فتوالکترو کاتالیز یا PEC استفاده کرده‌اند که در آن تخریب آترازین به حداکثر خود می‌رسد. در این فرآیند دو فتوالکترود یعنی الکترود‌های حساس به نور به کار رفته است که بار‌های مخالف هم دارند.

این الکترود‌ها تحت تاثیر نور و همچنین پتانسیل الکتریکی، رادیکال‌های آزادی را در سطح فتوالکترود‌ها تولید می‌کنند. این رادیکال‌ها با مولکول‌های آترازین برخورد و آن‌ها را تخریب می‌کنند.

به گفته محققان، استفاده از این رادیکال‌های آزاد مزیت‌های بسیاری دارد، زیرا هیچ محصول سمی‌ای که کلر ایجاد می‌کند را ندارد. علاوه بر این، بسیار واکنش‌پذیر و ناپایدار هستند و از آنجا که عمر کوتاهی دارند، به سرعت از بین می‌روند و اثری از آن‌ها در محیط زیست باقی نمی‌ماند.

آن‌ها برای اولین بار این روش را روی آب بدون املاحی امتحان کردند که به آن آترازین اضافه شده بود. با این روش پس از ۳۰۰ دقیقه حدود ۶۰ درصد از این سم دفع آفات از بین رفت.

محققان سپس روی نمونه‌های واقعی آب جمع‌آوری شده از رودخانه نیکولت در نزدیکی مناطقی از مزارع فشرده ذرت و سویا که اغلب از علف‌کش‌ها استفاه می‌کنند، آزمایش کردند. در این مرحله فقط ۸ درصد از آترازین موجود در آب تخریب شد. با تحقیقات بیشتر محققان به این نتیجه رسیدند که دلیل این درصد کم وجود ذرات معلقی است که مانع رسیدن نور بیشتر به الکترود می‌شود. علاوه بر این، گونه‌های موجود در آب نیز روی الکترود می‌نشینند و منطقه فعال آن را کاهش می‌دهند.

به همین دلیل محققان با بهره‌گیری از تخصص خود در زمینه تصفیه آب، روش‌هایی را ابتدا برای تصفیه گونه‌های خاص و قبل از استفاده از فتوالکترو کاتالیزور اعمال کردند. در این روش موفق به تخریب ۳۸ تا ۴۰ درصد آترازین در نمونه‌های واقعی شدند.

به طور کلی راندمان تصفیه نمونه آب واقعی نسبت به آب مصنوعی بسیار پایین بود، زیرا آب واقعی حاوی بی‌کربنات و فسفات‌هایی است که رادیکال‌های آزاد را به دام می‌اندازد و از واکنش آن‌ها با آترازین جلوگیری می‌کند.