پژوهشگران مهندسی محیط زیست کشور، کارایی نانوذرات اکسید روی را در گندزدایی فتوکاتالیستی آلودگی‌های میکروبی از محیط‌های آبی مورد بررسی قرار دادند.

 شهرنشینی و رشد سریع صنعتی شدن به همراه تخلیه فاضلاب حاوی مواد آلی، میکروارگانیسم‌ها و عناصر فلزی علت آلودگی بسیاری از منابع آبی است. از جمله باکتری‌های فرصت‌طلب و شاخص آلودگی آب که در اکثر محیط‌های آبی وجود دارد، اشریشیاکلی است که برای انسان و محیط زیست ایجاد خطر کرده است.

روش‌های گندزدایی معمول با وجود تأثیرگذاری در تصفیه عوامل بیماری‌زا، نیازمند صرف هزینه‌های بالایی است. فرایند اکسیداسیون پیشرفته که شامل رادیکال‌های هیدروکسیل (OH) هستند، به دلیل کاهش هزینه‌ها نسبت به تصفیه با کلر از توجه خاصی برخوردار شده است. این رادیکال توسط ترکیبات مختلفی از جمله اکسیدهای فلزی در آب تولید می‌شود.

به نوشته سایت نانو، یکی از فتوکاتالیست‌های مورد استفاده در تصفیه آب، اکسیدروی است که علاوه بر توانایی آزادسازی رادیکال، میل ترکیبی بالایی با اکسیژن داشته و به اشعه UV بسیار حساس است. از این رو در این پژوهش، محققان به بررسی کارایی نانوذرات اکسید روی سنتز شده و مقایسه کارایی آن با اشعه UV در تصفیه فتوکاتالیستی اشریشیاکلی از محیط‌های آبی و در یک سیستم ناپیوسته پرداختند.

دکتر محمدیوسف علیخانی، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی همدان، در رابطه با این تحقیق عنوان کرد: در این تحقیق که یک نوع مطالعه تجربی-آزمایشگاهی بود، ابتدا طراحی و ساخت راکتور صورت گرفت. در ادامه پس از تولید نانوذرات اکسید روی در شرایط اتمسفری، جهت بررسی کارایی نانوذرات سنتز شده در حذف باکتری مورد نظر از محیط‌های آبی و در حضور اشعه UV، اثر پارامترهای مختلفی از جمله غلظت نانوذرات، زمان تماس، غلظت اولیه باکتری و نیز pH محیط مورد مطالعه قرار گرفت.

وی در ادامه افزود: مهم‌ترین هدف این تحقیق بررسی سینتیک واکنش مربوط به فرایند حذف باکتری اشریشیاکلی، در راکتور طراحی شده بود که طبق آزمایش‌های انجام شده، واکنش این فرایند درجه یک تخمین زده شد.

وی تصریح کرد: نتایج این پژوهش حاکی از این بود که میزان بازده این روش با افزایش غلظت نانوذرات، روندی افزایشی داشت. این امر به دلیل افزایش سطح موجود کاتالیست و نیز الکترون‌های آزاد تولید شده توسط نانوذرات است. همچنین نتایج مشابهی برای زمان تماس و نیز غلظت اولیه باکتری حاصل شد. از طرفی بهترین شرایط pH محیط، pH خنثی گزارش شد؛ چرا که کارایی فتوکاتالیست به کار رفته در محیط‌های اسیدی یا قلیایی کاهش می‌یابد.

طبق گفته‌های علیخانی در مقایسه با فرایند تصفیه با استفاده از اشعه UV، کارایی فرآیندUV/ اکسید روی در حذف اشریشیاکلی به علت اندازه کوچک‌تر و مساحت سطح ویژه بزرگ‌تر نانوذرات بهبود قابل ملاحظه‌ای داشت. بنابراین می‌توان از فرآیند استفاده همزمان این نانوذرات و اشعه UV که در صنایع غذایی، دارویی، آب قابل شرب و نیز صنایع زیست محیطی قابل کاربرد است، به عنوان یک روش مؤثر در گندزدایی میکروارگانسیم‌ها از محیط‌های آبی استفاده کرد.

نتایج این تحقیق که حاصل کار دکتر علیخانی و همکاران وی است، در مجله Water Science & Technology منتشر شده است.