تبلیغات
فیزیک - فناوری نانو و صنعت آب و فاضلاب(2)
فیزیک
دبیرستان دخترانه علامه محمدتقی جعفری استان کرمانشاه
گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من
درباره وبلاگ


وبلاگ جهاد علمی در آبان ماه 91 شروع به فعالیت در عرصه فیزیک کرده است و امید است بتواند مورد رضایت شما قرار گیرد.

مدیر سایت: مهسا احمدی

دبیر محترم: خانم تمله

مدیر وبلاگ : مهسا احمدی
نویسندگان
نظرسنجی
اطلاعات شما در مورد نانو در چه حد میباشد؟





برچسبها
 
افزایش جمعیت جهان و کاهش منابع آب آشامیدنی ، نگرانی هایی را در باره تامین آب آشامیدنی مورد نیاز کشورهای مختلف در سراسر جهان به وجود آورده است و کمبود آب که در نتیجه افزایش آلودگی های زیست محیطی شدت پیدا می کند ، سبب شده است تامین آب بهداشتی مورد نیاز مردم به یکی از مشکلات اساسی  جهان امروز تبدیل شود.

قسمت اول

فناوری نانو و صنعت آب و فاضلاب(2)

امراض ناشی از آلودگی منابع آب ، روزانه سبب کشته شدن هزاران و شاید ده ها هزار نفر از مردم جهان می شود . این در حالی است که امکان بازیافت آب دسترسی به یک منبع مناسب برای مصارف گوناگون را فراهم خواهد آورد . با ورود فناوری نانو، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب های صنعتی و کشاورزی معرفی شده است.

تصفیه آب به کمک نانوذرات

نانوذرات لانتانیوم ، فسفات را از محیط های آبی جذب می کند .کاربرد این نانوذرات درحوضچه ها و استخرهای شنا می تواند به طور موثری فسفات موجود را از میان برده و در نتیجه از رشد جلبک ها جلوگیری کند .

نانوپودرها نیز میتوانند به عنوان مواد مناسبی برای پاکسازی خاک های آلوده و آب های زیرزمینی به کار روند ؛ همچنین نانوذرات آهن سبب اکسید شدن و درهم شکستگی ترکیبات آلوده  کننده می شود و آنها را به ترکیبات کربنی با درجه سمیت بسیار پایین تبدیل می کند .

ارسنیک از آلاینده های بسیار سمی است که به طور طبیعی با پساب های انسانی سبب آلودگی آب می شود .مصرف این ماده سبب افزایش شیوع سرطان مثانه و روده می شود .آمار مسمومیت با ارسنیک در سطح جهان بسیار زیاد است و در بسیاری از کشورهای درحال توسعه که بیش از 10 تا20 درصد جمعیت آنها به مسمومیت ارسنیک مبتلا شده اند ، چنین اتفاقی یک فاجعه بهداشتی به شمار می آید. بیشتر آلایندگی های ناشی از ارسنیک در کشورهای جهان سوم گزارش شده است و به همین دلیل این کشورها بشدت نیازمند فناوری های نوین هستند تا به کمک آن بتوان آلاینده های فلزی سنگین مانند ارسنیک را از آب آشامیدنی حذف کرد .

فناوری نانو و صنعت آب و فاضلاب(2)

 در روش های جدید از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به عنوان هسته اصلی سیستم های تصفیه آب استفاده می شود. سطوح معدنی آهنی نه تنها تمایل شدیدی به جذب ارسنیک دارند، بلکه با انتخاب اندازه متناسب می توان براحتی این ذرات مغناطیسی را که به کمک روش های جداسازی مغناطیسی از آب جداکرد. درحقیقت نانوذرات درجذب ارسنیک همانندتوده آهنی عمل می کنند.نانو ذرات مغناطیسی اکسیدآهن ،آرسنیک موجود درآب را تا 99% به دام انداخته وسپس آن ها را با اعمال میدان مغناطیسی از آب خارج می کنند. درواقع نه تنها ظرفیت جذب ارسنیک در نانوذرات بالاتر است بلکه به محض قرار گرفتن ارسنیک در کنار نانوذرات، جداسازی آن از این ذرات بسختی انجام خواهد شد. با توجه به نتایج به دست آمده از بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه میتوان گفت نانوذرات مغناطیسی ، جاذب های بسیار خوبی برای آلاینده ارسنیک بویژه در آب های اسیدی هستند وخاصیت جذبی غیر قابل بازگشت این ذرات ، مخزن مناسبی برای جمع آوری آلاینده ها فراهم می کند .

به طور کلی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- حذف آرسنیک با نانو ذرات سریم

- حذف آرسنیک با نانو ذرات اکسید آهن

- حذف کروم با نانو ذرات آهن

- حذف مس، کبالت و نیکل با نانو ذرات آهن

- حذف ترکیبات آلی با نانو ذرات آهن

- حذف آلاینده ها با نانو ذرات آهن در محل

- کاهش نیترات با نانوذرات دوفلزی پالادیم- مس

- گندزدایی آب با نانو ذرات نقره

خط قرمزی برای گسترش آلاینده‌های بیولوژیکی

نانو ذرات مغناطیسی اکسیدآهن ،آرسنیک موجود درآب را تا 99% به دام انداخته وسپس آن ها را با اعمال میدان مغناطیسی از آب خارج می کنند

خط قرمزی برای گسترش آلاینده‌های بیولوژیکی

آشکار نمودن آلودگی‌ها و مواد آلاینده موجود در آب، هدفی است که دست یابی به آن در فرآیند تصفیه آب، مستلزم بهره گیری از فناوری‌های نوین است. امروزه حسگرها، نقش عمده‌های در تعیین میزان دما، مواد محلول در آب، شناسایی پاتوژن و فلزات سنگین ایفا می‌کنند. اگرچه حسگرها مختلفی برای آشکار نمودن آلودگی‌ها و مواد آلوده وجود دارند ولی فناوری نانو امکان ایجاد نسل‌های جدیدی از حسگرهای با توانایی بالا را فراهم می‌نماید که مواد آلاینده در مقادیر و غلظت‌های کم را آشکار می‌نمایند.

فناوری نانو و صنعت آب و فاضلاب(2)

با ظهور فناوری نانو، حساسیت حسگرها ارتقا یافته و سرعت عملکرد بالاتری پیدا کرده‌اند. تصور اینکه یک نانو حسگر می‌تواند با سرعتی باور نکردنی، حضور یک ذره ویروسی را قبل از تکثیر ویروس و بروز علائم بیماری، شناسایی کند شاید تا قبل از ظهور این فناوری ممکن نبوده اما اکنون نانوحسگرها انقلاب بزرگی در شناسایی آلاینده‌های آب، به وجود آورده‌اند.

ازویژگی نانوحسگرها می توان به موارد زیر اشاره کرد  كه به سرعت می‌تواند مواد خارجی و ویروس را شناسایی كنند، كوچك، قابل حمل، دارای عكس العمل سریع در مقدار كم، قابل اطمینان، دقیق، مقاوم و مستحكم هستند.

 

تصفیه فاضلاب

محققان به دنبال توسعه روش منحصر به فردی برای تصفیه فاضلاب هستند که بدون استفاده از مواد شیمیایی گران قیمت، کیفیت آب را در مقایسه با روش هایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند ، به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد . آخرین مرحله تصفیه آب ، حذف موجودات زنده بسیار ریز است در حال حاضر از کلر به عنوان ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود . اما در این صورت حتی پس از تصفیه نیز ترکیبات ارگانیک زیادی در آب وجود خواهد داشت . کلر موجودات زنده ریز را از آب حذف می کند . اما با آلاینده های ارگانیک واکنش می دهد و محصولات جانبی تجزیه ناپذیر و سمی تولید می کند که نمی توان آنها را از آب حذف کرد. انتقال این مواد به محیط زیست و استفاده از آنها در کشاورزی وصنایع دیگر میتواند مشکلات بهداشتی خطرناکی ایجاد کند .

تصفیه فاضلاب به کمک نانو کاتالیزور نوری می تواند جایگزین سومین مرحله تصفیه یعنی ضدعفونی با کلر شود تا موجودات زنده و ترکیبات آلی را به طور همزمان حذف و فاضلاب را به یک منبع آب مناسب تبدیل کند

فناوری نانو و صنعت آب و فاضلاب(2)

تصفیه فاضلاب به کمک نانو کاتالیزور نوری می تواند جایگزین سومین مرحله تصفیه یعنی ضدعفونی با کلر شود تا موجودات زنده و ترکیبات آلی را به طور همزمان حذف و فاضلاب را به یک منبع آب مناسب تبدیل کند. به طور طبیعی موجودات زنده ریز ، ترکیبات ارگانیک بزرگ را به ذرات کوچک تری تبدیل می کنند. اما از آنجاییکه این ترکیبات از نظر زیستی تجزیه ناپذیرند برای تجزیه آنها باید از نوع انرژی استفاده کنیم .این انرژی از اشعه فرابنفش نور خورشید تامین شده و به همراه کاتالیزورهای نوری مورد استفاده قرا رمی گیرد . انرژی آزاده شده از واکنش سلول کاتالیزور نوری می تواند موجودات زنده ریز را از میان برده و ترکیبات تجزیه ناپذیر را تجزیه کند . این فرآیند به دلیل امکان استفاده  مجدد از کاتالیزورهای نوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. ذرات کاتالیزوری یا بصورت همگن در محلول پراکنده می شوند یا به صورت ساختارهای غشایی رسوب داده شده هستندکه تجزیه شیمیایی آلاینده ها را امکان پذیر می کنند .

اثر افزودن فلزات مختلف در بهبود فعالیت کاتالیزوری شناخته شده است و دانشمندان از آن در حذف تری‌کلرواتیلن (TCE) از آب‌های زیرزمینی استفاده کرده‌اند. تحقیقات مرکز فناوری‌نانوی زیست‌محیطی (CBEN) دانشگاه‌ رایس نشان می‌دهد نانوذرات طلا و پالادیم، کاتالیست‌هایی بسیار مؤثر برای حذف آلودگی‌TCE از آب هستند.

فناوری نانو و صنعت آب و فاضلاب(2)

مزیت‌های حذف TCE با پالادیم به خوبی مشخص است ولی این روش تا حدودی پرهزینه است. با به کارگیری فناوری‌نانو می‌توان تعداد اتم‌های در تماس با مولکول‌های TCEو در نتیجه کارایی این کاتالیست را چندین برابر کاتالیست‌های رایج افزایش داد. TCE حلال رایج در روغن زدایی از فلزات و قطعات الکترونیکی، یکی از مواد آلی سمی رایج در منابع آب است و در 60 درصد پسماندهای صنعتی به عنوان آلودگی وجود دارد. تماس آن با بدن باعث صدمه زدن به کبد و بروز سرطان می‌شود. کاتالیست‌های شیمیایی نسبت به کاتالیست‌های زیستی بسیار سریع‌تر عمل می‌کنند ولی بسیار گران هستند. یکی از مزیت‌های کاتالیست‌های پالادیم برای تجزیه TCE این است که پالادیم، این ماده را مستقیماً به ماده غیرسمی اتان تبدیل می‌کند. در حالی که کاتالیست‌های رایج مانند آهن، آن را به برخی مواد واسطه سمی مانند وینیل‌کلراید تبدیل می‌کنند.





نوع مطلب : فناوری نانو، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
مهسا احمدی
چهارشنبه 22 آذر 1391
دوشنبه 13 شهریور 1396 01:49 ق.ظ
I like the valuable info you provide in your articles.
I will bookmark your blog and check again here frequently.
I am quite sure I'll learn many new stuff right here!
Best of luck for the next!
دوشنبه 9 مرداد 1396 09:10 ب.ظ
Hey very nice blog!
چهارشنبه 7 تیر 1396 07:45 ب.ظ
As the admin of this website is working, no question very shortly it
will be renowned, due to its quality contents.
یکشنبه 4 تیر 1396 10:26 ب.ظ
قلب از خود نوشتن در حالی که صدایی مناسب در
آیا نه کار بسیار خوب با من پس از برخی
از زمان. جایی در سراسر پاراگراف شما موفق به من مؤمن متاسفانه
تنها برای while. من هنوز کردم مشکل خود
را با فراز در مفروضات و شما ممکن
است را سادگی به کمک پر کسانی که شکاف.

که شما در واقع که می توانید
انجام من را بدون شک بود مجذوب.
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 12:57 ب.ظ
Excellent goods from you, man. I've take into accout your stuff prior to and you
are simply extremely magnificent. I actually like
what you have bought right here, certainly like what
you are saying and the way in which wherein you
assert it. You're making it enjoyable and you
still take care of to stay it wise. I cant wait to learn far more from you.
This is really a tremendous web site.
جمعه 22 اردیبهشت 1396 09:32 ق.ظ
Wow that was unusual. I just wrote an incredibly long comment but after I
clicked submit my comment didn't appear. Grrrr...
well I'm not writing all that over again. Regardless, just wanted to say
wonderful blog!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی