غشاهای کربنی؛ امید تازه برای تصفیه پایدار پساب‌های آبزی‌پروری
احسان شیرخانلو در میز خبری معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه تهران:
پژوهشگران دانشگاه تهران با بهره‌گیری از فناوری پیشرفته غشاهای کربنی در سیستم‌های اسمز معکوس، به دستاوردی چشمگیر در تصفیه پساب‌های آبزی‌پروری دست یافته‌اند. این مطالعه که به سرپرستی دکتر آرش جوانشیر، دانشیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران انجام شده است، نشان می‌دهد که می‌توان با راندمانی بیش از ۹۵ درصد، آلاینده‌های خطرناک موجود در پساب مزارع پرورش ماهی را حذف کرد؛ گامی مهم در جهت بازچرخانی آب و توسعه پایدار صنعت آبزی‌پروری ایران.
به گفته دکتر جوانشیر، ایران در آستانه بحرانی کم‌سابقه در منابع آبی قرار دارد و تصفیه و باز استفاده از آب، از ضروری‌ترین اولویت‌های کشور است:
«ما این پژوهش را با هدف یافتن راهی علمی و بومی برای کاهش مصرف آب در صنایع آبزی‌پروری آغاز کردیم. با استفاده از غشاهای کربنی به‌عنوان پیش‌تصفیه سیستم‌های اسمز معکوس، توانستیم تا بیش از ۹۵ درصد از آلاینده‌های پساب را حذف و آب را برای ورود به چرخه مجدد آماده کنیم.»
جزئیات فنی پژوهش
در این طرح، انواع مختلف غشاهای کربنی از جمله غربال‌های مولکولی کربنی، غشاهای کربن فعال، نانولوله‌های کربنی و غشاهای اکسید گرافن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ساختار متخلخل و خاصیت جذب بالای این مواد، آن‌ها را به گزینه‌هایی ایده‌آل برای فیلتراسیون آلاینده‌هایی نظیر نیترات، فسفات، آمونیاک و شوری تبدیل کرده است.
«غشاهای سیستم‌های اسمز معکوس بسیار حساس‌اند و کوچک‌ترین ذره‌ای می‌تواند باعث گرفتگی و کاهش راندمان آن‌ها شود. ما با استفاده از غشاهای کربنی به‌عنوان مرحله پیش تصفیه توانستیم تا حد زیادی این مشکل را برطرف کنیم و بازده کلی فرایند را افزایش دهیم.»
به گفته دکتر جوانشیر، نتایج اولیه این پژوهش در مقیاس آزمایشگاهی و بر روی آب مزارع پرورش ماهیانی همچون کپور و قزل‌آلا به دست آمده است.
ایشان همچنین اشاره کردند: «در این مرحله، راندمان بالایی مشاهده کردیم و هدف بعدی ما توسعه صنعتی این فناوری و رساندن بازده پیش تصفیه به مرز صد درصد است.»
نوآوری‌های مکمل و آینده پژوهش
این مطالعه، علاوه بر آزمون غشاهای کربنی کلاسیک، بر توسعه غشاهای هیبریدی و نانوکامپوزیت‌ها نیز تأکید دارد. این نسل جدید از غشاها با ترکیب مزایای چندین ماده، کارایی بالاتری ارائه می‌دهند و امکان طراحی راه‌حل‌های اختصاصی برای انواع مختلف پساب را فراهم می‌کنند.
دکتر جوانشیر همچنین به اهمیت شرایط عملیاتی در عملکرد غشاها اشاره کرد:
«پارامترهایی مانند pH، دما و ترکیب آب ورودی، تأثیر مستقیم بر بازده غشا دارند. ما در این پژوهش استفاده از سیستم‌های پایش لحظه‌ای (Real-Time Monitoring) را پیشنهاد داده‌ایم تا اپراتور بتواند با دریافت داده‌های فوری، فرایند تصفیه را بهینه کند.»
هم‌افزایی میان‌رشته‌ای و گام به‌سوی تجاری‌سازی
به گفته این استاد دانشگاه، این تحقیق با همکاری نزدیک میان متخصصان حوزه‌های مهندسی شیمی، محیط زیست، و بیوفیزیک انجام شده و می‌تواند مبنایی برای حرکت به سمت تصفیه‌خانه‌های هوشمند و بازیافت آب در مقیاس صنعتی باشد.
«این پروژه نشان داد که تلفیق دانش میان رشته‌ای، می‌تواند پاسخی علمی و عملی برای یکی از بزرگ‌ترین دغدغه‌های زیست‌محیطی کشور باشد. امیدوارم با حمایت نهادهای مرتبط، بتوانیم این فناوری را از مقیاس آزمایشگاه به صنعت منتقل کنیم.»
جمع‌بندی
به‌کارگیری غشاهای کربنی در سیستم‌های اسمز معکوس، دستاوردی است که می‌تواند مسیر جدیدی برای پایداری منابع آبی ایران بگشاید. پژوهش دکتر آرش جوانشیر و تیم او، نمونه‌ای برجسته از نقش دانشگاه تهران در پیوند علم و صنعت و گامی مؤثر برای آینده‌ای پایدار در مدیریت آب به‌شمار می‌رود.
نویسندگان: سیدعلی معزی، سعیده رستگار، منیره فغانی، زهرا غیاثوند و آرش جوانشیر خویی
نظر شما :