مهسا زارعی، دکترای رشته عمران محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر با راهنمایی دکتر تقی عبادی، استاد دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر بهمن رماوندی استاد علوم پزشکی بوشهر طرح تحقیقاتی با عنوان «بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر بر فرایند جذب/تخریب فتوکاتالیستی در حذف رنگزای منتخب با استفاده از کامپوزیت‌های هیدروکسیدهای دوتایی لایه‌ای (LDH) – کربن حاصل از ضایعات کشاورزی» را اجرایی کردند.

زارعی، آلودگی منابع آب‌های سطحی و زیر زمینی در اثر تخلیه پساب‌های صنایع را یکی از مشکلات زیست محیطی جوامع دانست و گفت: رنگزاها که در صنایع کاغذ، نساجی، رنگ، غذا، پلاستیک و نوشیدنی به کار می‌روند، یکی از آلاینده‌های اصلی آب به شمار می‌روند، به گونه‌ای که طبق تخمین‌های صورت گرفته حدود ۱۰ هزار نوع ماده رنگزای صنعتی وجود دارد و سالانه بیش از ۷۰۰ هزار تن آلاینده ناشی از این مواد در جهان تولید می‌شود.

وی با بیان اینکه مقادیر دقیق رنگزاهای تخلیه شده از فرایندهای مختلف به محیط زیست نامعلوم است، ادامه داد: با این حال، بدون تصفیه مناسب تخلیه پساب آنها به منابع آبی خطرات جدی را برای انسان و محیط زیست به وجود می‌آورد، زیرا اغلب آنها برای مدت طولانی بدون تغییر در محیط باقی می‌مانند.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تاکید بر اینکه حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد رنگزاهای حاصل از صنایع بدون هیچ گونه تصفیه‌ای وارد محیط‌های آبی می‌شوند، یادآور شد: رنگزاها و محصولات رنگی، سمی و دارای اثرات سرطان زایی، جهش زایی و حساسیت زایی هستند. همچنین رنگزاها موجب رنگی شدن نامطلوب منابع آبی، مقاومت فتوشیمیایی و بیولوژیکی، کاهش نفوذ نور خورشید و اختلال در فرایند فتوسنتز و بالا رفتن مقادیر BOD و COD منابع آبی می‌شوند.

وی حذف مواد رنگزا از فاضلاب‌های صنعتی را امری ضروری دانست و گفت: از میان روش‌های ارائه شده در این زمینه، روش‌های جذب سطحی و تخریب فتوکاتالیستی به علت سادگی، اقتصادی بودن و کارایی بالا مورد توجه هستند. از آنجایی که جاذب‌های تجاری چون کربن فعال هزینه بالایی دارند، تلاش‌های فراوانی جهت یافتن جاذب‌های ارزان قیمت با ظرفیت جذب بالا صورت گرفته‌است.

زارعی اظهار کرد: در میان موادی که برای حذف مواد رنگزا پیشنهاد شده است، برخی نانومواد مانند هیدروکسیدهای دوتایی لایه‌ای (LDH) دارای ویژگی‌هایی چون هزینه پایین، پایداری بالا، سمیت پایین، مساحت سطح بالا، قابلیت استفاده مجدد و سنتز آسان هستند که قابلیت استفاده از آنها را به عنوان جاذب مطرح کرده‌ است. همچنین این مواد به عنوان فتوکاتالیست نیز در حذف آلاینده‌های رنگی به علت ساختار لایه‌ای، باند گپ قابل تنظیم، ظرفیت تبادل آنیونی بالا، محدوده وسیع جذب نور به کار رفته‌اند.

وی ایران را از اصلی‌ترین تولید کننده‌های پسته در جهان توصیف کرد و ادامه داد: میزان تولید پسته در ایران در سال ۲۰۱۹ حدود ۳۱۵۰۰۰ تن اعلام شد و بررسی‌ها نشان می‌دهد پوست پسته قابل تبدیل شدن به مواد ارزشمندی چون روغن زیستی است؛ اما مدیریت اصولی و کلی پسماندهای آن کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

به گفته این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، پوست سخت پسته تقریبا کاربرد صنعتی مهمی ندارد و عموما در لندفیل‌ها دفن و یا در فضای آزاد سوزانده می‌شود، در حالی که می‌تواند به مواد ارزشمندی تبدیل شود و مورد استفاده قرار گیرد.

زارعی ادامه داد: در این مطالعه دو کامپوزیت جدید و سازگار با محیط زیست با هدف حذف مواد رنگزا از پساب سنتز شدند که از مواد ارزان و ضایعات کشاورزی تشکیل شده‌اند که نتایج به دست آمده حکایت از عملکرد بالا در حذف آلاینده‌های رنگی از پساب دارند.