جذب فلزات سنگین موجود در فاضلاب‌ها توسط کربن فعال حاصل از پر مرغ و پوست تخم‌مرغ

یک محقق دکتری درباره پژوهشی که پیرامون به دست آوردن کربن فعال از پوست‌ تخم‌مرغ و پر مرغ انجام شده، گفت: نتایج این پژوهش نشان می‌دهد کربن فعال به دست آمده از پر مرغ و پوست تخم‌مرغ می‌تواند فلزات سنگین موجود در فاضلاب‌ها را جذب کند.

به گزارش حکیم مهر به نقل از ایسنا، «احمد حسینی بنده‌قرائی» با بیان این که فلزات سنگین و بسیاری از ترکیبات آنها به لحاظ اثرات سوء و زیانبارشان بر سلامت انسان و محیط زیست از سموم پرخطر پیرامون ما محسوب می‌شوند، گفت: اگر چه راه‌های مختلفی برای ورود فلزات سنگین به محیط و غذای انسان وجود دارد، ولی عمده ترین راه ورود آنها به وسیله فاضلاب های آلوده است.

وی افزود: حضور این فلزات در بعضی پساب های صنعتی و ورود آنها به محیط زیست می تواند به مرور زمان محصولات کشاورزی، آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی را آلوده کرده و از طریق آنها این سموم خطرناک وارد بدن انسان می‌شوند. بنابراین بشر ناچار است که از ورود پساب های صنعتی آلوده به فلزات سنگین،  به محیط زیست جلوگیری کرده و قبل از استفاده مجدد از این پسابها، آنها را تصفیه کند.

حسینی ادامه داد: حذف این فلزات از آب‌های شرب آلوده با این فلز قبل از مصرف ضروری است. یکی از راه‌های حل این مشکل استفاده از کربن فعال جهت تصفیه آب و فاضلاب‌های آلوده است.

این پژوهشگر با بیان این که با در نظر گرفتن مشکلات زیست محیطی موجود در عصر حاضر، استفاده از ضایعات صنایع برای حل مشکلات زیست محیطی، اهمیت زیادی پیدا کرده است، افزود: پر مرغ و پوست تخم­‌مرغ دو ماده ضایعاتی هستند که در صنایع پرورش طیور و یا مواد غذایی ایجاد می­‌شوند. ساخت کربن فعال از پر مرغ و فعالسازی آن با یک ماده ضایعاتی دیگر ایده‌ای است که توسط محققان دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی سبزوار به واقعیت تبدیل شده است.

وی درباره پژوهش خود و همکارانش گفت: این ایده ابتدا به صورت یک پروژه تحقیقاتی در دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی سبزوار به تصویب رسید. در این پروژه، برای تهیه کربن فعالِ ارزان از یک محصول جانبی صنعت مرغداری یعنی پر مرغ استفاده شد و فعالسازی آن با استفاده از یک زباله دیگر از همان صنعت یعنی پوسته تخم‌مرغ (بعد از هضم اسیدی) انجام گرفت.

حسینی ادامه داد: کربن فعال تهیه شده مغناطیسی شد و برای حذف برخی از یون‌های فلزی سنگین و سمی از آب مورد بهره‌برداری قرار گرفت. مطالعات و انجام آزمایشات حدودا یک سال به طول انجامید و یافته­‌ها نشان داد که جاذب جدید از ظرفیت جذب بالایی برای یون‌های فلزی موردمطالعه برخوردار است و فرایند جذب سریع و خودبه‌خودی بود. به‌طور خلاصه، جاذب جدید ویژگی‌های مفیدی را در عمل نشان داد که می‌تواند در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب‌های آلوده به یونهای فلز سنگین مورد استفاده قرار گیرد.

 این دانشجوی دکترای شیمی تجزیه با بیان این که نتایج این مطالعه در نشریه‌ی  Bioresource Technology چاپ شده است، درباره به صرفه بودن استفاده از کربن فعال پر مرغ و پوست تخم‌مرغ گفت: بطور معمول کربن فعال از زغال سنگ، پوسته نارگیل، زغال قهوه ای، تراشه های چوبی، خاک اره، پوسته شالی و ... تهیه شده و به دو روش شیمیایی و فیزیکی قابل فعال سازی است. در اغلب موارد کارایی و ظرفیت کربن تولیدی در حذف ناخالصی های آلی و معدنی از آب و فاضلاب نسبت به ماده خام استفاده شده بسیار بالا بوده و قابل مقایسه با آن نیست. در میان کربن های فعال مورد استفاده جهت حذف آلاینده ها از محلول‌های آبی، کربن‌هایی که از ضایعات صنعتی، کشاورزی و یا حیوانی ساخته می شوند اهمیت ویژه ای دارند زیرا در کنار ظرفیت بالا کاملا در دسترس بوده و دارای قیمت ناچیزی هستند.

حسینی درباره ویژگی‌های کربن به دست آمده از پر مرغ گفت: کربن تولیدی از پر مرغ شبکه میکرو متخلخل بهم پیوسته و سطح بالایی دارد و می‌­تواند به عنوان جاذب مورد استفاده قرار گیرد. ساخت کربن فعال از پر مرغ و اصلاح آن با یک ماده ارزان مانند پوست تخم مرغ می تواند کارایی ضعیف پر مرغ در حذف ناخالصی های معدنی را رفع کرده و کارایی آن را در جذب فلزات سنگین به خصوص کادمیم بالا ببرد.

وی افزود: از طرفی تبدیل پر مرغ به کربن توزیع مناسبی از خلل و فرج ، سطح زیاد، درجـه یکنواختـی بـالا، دوام و پـایـداری شیمیایی زیـاد در مقابـل اسیـدها، بازها و عوامل اکسنده را بوجود می‌آورد که همگی از خواص مناسب برای یک جاذب هستند؛ همچنین اصلاح کربن فعال پر مرغ با پوسته تخم مرغ با وجود آن که حاوی مزیت ها و خاصیت های جذبی گروه‌های عاملی پوسته تخم مرغ است، عیوب مرتبط با انحلال پذیری پوسته تخم مرغ را نخواهد داشت.  بطور کلی می‌توان از این جاذب ارزان برای تصفیه منابع آبی آلوده مانند فاضلاب فرآیند های صنعتی مثل آبکاری، تولید پلاستیک، استخراج و ذوب فلزات، رنگ سازی و تولید باطری‌ها، کاغذسازی و ... استفاده کرد.

این محقق دکتری در پاسخ به سوالی درباره پژوهش‌های مشابه گفت: در سالهای گذشته مطالعات زیادی برای استفاده از پر مرغ در حذف آلودگی­‌های آلی مانند رنگ­‌ها انجام شده است. همچنین چندین مطالعه نیز در زمینه استفاده از پر مرغ جهت حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب انجام شده است که متأسفانه کارایی کم این جاذب در جذب فلزات سنگین (کمتر از ۱۰ میلی­‌گرم بر گرم) مهمترین مشکل بر سر راه استفاده از این جاذبِ ارزان برای حذف فلزات سنگین از محلول‌های آبی است.

حسینی افزود:  تا قبل از انجام مطالعه حاضر، کربن‌های فعالی با منشا پر مرغ ساخته شده و برای ساخت سوپرخازن‌های الکتریکی و ذخیره‌ی گازها مورد مطالعه قرار گرفته بود. با این وجود برای فعال‌سازی کربن تولید­شده از مواد شیمیایی استفاده می‌شده که علاوه بر ایجاد مشکلات زیست محیطی قیمت بالایی را بر محصول تولیدی تحمیل می‌کنند. امیدوارم در آینده نیز با انجام تحقیقات این چنینی ضمن پاکسازی محیط‌زیست از زباله های کشاورزی و حیوانی، محصولاتی تولید شوند که هم ارزان بوده و هم کارایی بالایی در محافظت از محیط زیست دارند.

مقاله این مطالعه در شماره‌ ۲۹۷ نشریه‌ی Bioresource Technology منتشر شده است.