استفاده از نانوذرات آهن برای تصفیه پساب‌های نظامی حاوی مواد منفجره

می متالز - نانوذرات آهن صفر ظرفیتی برای از بین بردن مواد قابل‌انفجار در پساب مورد استفاده قرار گرفته است که با این کار می‌توان در عین کاهش هزینه، به حفظ محیط‌زیست نیز کمک کرد.

به گزارش می متالز، تصفیه موثر انواع فاضلاب‌ها به ویژه فاضلاب‌های صنعتی به منظور حفظ محیط زیست از اهمیت زیادی برخوردار است. امروزه به دلیل گسترش روزافزون صنایع شیمیایی به خصوص بر پایه مواد نفتی، پالایش نفت خام و تولید فرآورده‌های مربوط و نیاز گسترده به آب در فرایند تولید، انواع پساب‌های خطرناک حاوی ترکیباتی نظیر رنگ ها، ترکیبات فنولی و ... به طبیعت وارد می‌شوند. حضور نیتروفنول‌ها در جریان فاضلاب، مشکلی زیست محیطی است و نیتروفنول‌ها عمدتا در فاضلاب‌های صنایع استخراجی، صنایع نساجی، صنایع نظامی و در سموم گیاهی دیده می‌شوند.

فیلتر‌های کربن فعال که در سیستم‌های تصفیه خانگی استفاده می‌شوند قادر به تصفیه پساب‌های نظامی حاوی مواد منفجره، نیستند. برای تصفیه این نوع پساب‌ها، محققان دانشگاه دلوار روشی ارائه کردند که در آن از نانوذرات آهن استفاده شده است.

در این روش که با گرنت وزارت دفاع آمریکا انجام شده است، پی چیو و دانیل چاو نشان دادند که نانوذرات آهن می‌تواند برای شکستن مواد منفجره در پساب استفاده شود. با پیاده‌سازی این سامانه در بخش نظامی، پساب‌های این بخش تصفیه شده و در کنار کاهش هزینه، آسیب کمتری به محیط‌زیست وارد می‌شود.

در حال حاضر، به جای مهماتی نظیر TNT از موادی که حساسیت انفجاری کمتری دارد استفاده می‌شود تا ایمنی بیشتری داشته باشد، اما این مواد در آب حل می‌شوند.

چیو می‌گوید: «روش‌های فعلی تصفیه نظیر کربن فعال برای از بین بردن ترکیبات این نوع مهمات‌ها مناسب نیستند. فرایند‌های تولید همیشه با ایجاد پساب همراه هستند، اما اگر بتوان این پساب را مجددا مورد استفاده قرار داد، علاوه‌بر صرفه‌جویی در مصرف آب، خطرات احتمالی نیز کاسته می شود.»

در این پروژه، محققان از نانوذرات آهن صفر ظرفیتی استفاده کردند، این نانوذرات به جای آن که با اکسیژن موجود در آب دچار زنگ‌زدگی شوند، توسط مواد منفجره موجود در پساب، خورده می‌شوند. نانوذرات با دادن الکترون به مواد منفجره، آن‌ها را می‌شکنند. پیش از این از نانوذرات آهن برای تصفیه آب استفاده شده‌ است، اما این اولین باری است که برای تصفیه مواد منفجره از پساب، از این نانوذرات استفاده می‌شود.

این تیم، پساب خارج شده از کارخانه ارتش را با کروماتوگرافی بررسی کردند، سپس با استفاده از نانوذرات آهن، مواد منفجره موجود در آن را از بین بردند، در ادامه با افزودن پراکسیدهیدروژن به آب، مواد باقیمانده را نیز اکسید کرده و به محصولات بی‌خطر تبدیل می شوند.

در واقع، ابتدا نانوذرات صفر ظرفیتی برای از بین بردن مواد منفجره استفاده و سپس آهن دو ظرفیتی موجب فعال شدن پراکسید هیدروژن شده و خود به آهن سه ظرفیتی تبدیل می‌شود. این آهن سه ظرفیتی نیز ماده‌ای مهم در تصفیه آب بوده که موجب حذف باقیمانده مواد در پساب می‌شود.

منبع: باشگاه خبرنگاران جوان

پساب‌های نظامی حاوی موادمنفجره فاضلاب‌های صنعتی نانوذرات آهن