در یک پژوهش تازه، گروهی از محققان به سراغ یکی از چالشهای مهم و دیرپا در حوزه صنعت رفته و تلاش کردهاند نگاهی جامع و قابلفهم به سازوکار روشهای مبتنی بر پرتوتابی در تصفیه فاضلاب ارائه دهند. هدف اصلی این مطالعه، بررسی امکان استفاده از پرتوهای مختلف برای کاهش آلودگیهای پایدار است؛ آلودگیهایی که معمولاً با روشهای سنتی بهسختی حذف میشوند. افزایش جمعیت، توسعه فعالیتهای صنعتی و مصرف روبهرشد آب شیرین باعث شده آلودگی منابع آب در بسیاری از کشورهای جهان به یک بحران جدی محیطزیستی تبدیل شود. ورود پسابهای صنعتی و کشاورزی به رودخانهها و سفرههای زیرزمینی نه تنها کیفیت آب را کاهش میدهد بلکه زیستمندان وابسته به این منابع را نیز با تهدید جدی مواجه میکند. به همین دلیل، بررسی راهکارهای جدید برای پاکسازی این ترکیبات پیچیده اهمیت ویژهای یافته است.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، در فاضلابهای صنعتی طیف گستردهای از مواد حضور دارد؛ از هیدروکربنها و روغنها گرفته تا ذرات معلق و ترکیبات شیمیایی پیچیده. همین تنوع و پایداری بالا باعث میشود روشهای معمول تصفیه در بسیاری از مواقع کارایی کافی نداشته باشند و نتوانند آلودگی را به سطح ایمن برسانند. برای رفع این خلأ، در دهههای اخیر فناوریهای نوین مانند اکسیداسیون پیشرفته و سامانههای غشایی مطرح شدهاند که تلاش میکنند از طریق واکنشهای شیمیایی قدرتمند یا فیلترهای پیشرفته، مواد سختتجزیه و حتی سمی را به مواد سادهتر و کمخطر تبدیل کنند. در میان این فناوریها، روش پرتوتابی توجه ویژهای جلب کرده است؛ روشی که با استفاده از پرتوهای یونساز و غیر یونساز، رادیکالهای بسیار واکنشپذیری تولید میکند و امکان تخریب سریع پیوندهای شیمیایی آلایندهها را فراهم میسازد.
در چنین بستری، فاطمه مرتضیزاده، پژوهشگر مهندسی بهداشت محیط در دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران، با همکاری دانشگاه علوم پزشکی مازندران، یک مطالعه مروری انجام داده است. این تحقیق با هدف ارائه تصویری روشن و کاربردی از روشهای مختلف پرتوتابی در تصفیه فاضلاب طراحی شده و بررسی میکند که این فناوری در چه شرایطی میتواند بیشترین بازده را داشته باشد. پژوهشگران در مرحله نخست، مجموعه بزرگی از مقالات علمی منتشرشده بین سالهای ۲۰۰۰ تا مارس ۲۰۲۳ را گردآوری کردند. این منابع به زبانهای انگلیسی و فارسی بوده و از پایگاههایی مانند ScienceDirect، Google Scholar، Web of Science، Scopus، PubMed و پایگاه استنادی علوم جهان اسلام استخراج شدهاند؛ مجموعهای که امکان تحلیل جامع روندهای علمی این حوزه را فراهم کرده است.
پس از جمعآوری منابع، تیم تحقیقاتی با دستهبندی و تحلیل محتوای موجود، گزارشی منسجم از پیشرفتها، روشها و کاربردهای پرتوتابی در تصفیه فاضلاب ارائه کرده است. نتایج نشان میدهد پرتوتابی یکی از مؤثرترین ابزارها در کاهش آلایندههای پایدار محسوب میشود و به دلیل بهرهگیری از واکنشهای فیزیکی و شیمیایی بدون تولید پساب ثانویه، اثرات زیستمحیطی کمتری نسبت به بسیاری از روشهای سنتی دارد. پژوهشگران تأکید کردهاند که ترکیب فناوری پرتوتابی با سایر روشهای تصفیه مانند فرآیندهای بیولوژیک یا اکسیداسیون پیشرفته میتواند ضمن افزایش کارایی، هزینهها را کاهش دهد. بررسیها همچنین نشان میدهد پرتوتابی قادر است بسیاری از ترکیبات پیچیده را به مواد سادهتر و کمخطر تبدیل کند و بنابراین گزینهای مناسب برای صنایع با بار آلودگی بالا است.
بر اساس نتایج این مطالعه، پرتوهای یونساز از طریق تولید رادیکالهای آزاد و پرتوهای غیر یونساز با تخریب DNA میکروارگانیسمها نقش مهمی در گندزدایی و تصفیه آب ایفا میکنند. پرتوهای الکترونی، گاما و حتی امواج ماکروویو در حذف آلایندهها و کاهش حجم و آلودگی لجن توانایی بالایی دارند. برای نمونه، پرتو گاما بهطور گسترده در گندزدایی لجن فاضلاب استفاده میشود و پرتو الکترونی به دلیل سرعت بالا و نفوذ مناسب، یکی از گزینههای کارآمد برای تصفیه فاضلابهای صنعتی به شمار میرود. با وجود این مزایا، چالشهایی مانند هزینه اولیه بالای تجهیزات و مسائل مربوط به ایمنی پرتو مطرح است که به گفته متخصصان، با ترکیب این فناوری با روشهای دیگر میتوان بخشی از هزینهها را کاهش داد و کارایی کلی سیستم را افزایش داد.
اطلاعات تکمیلی این پژوهش نشان میدهد که پرتوتابی با انواع پرتوها از جمله گاما، فرابنفش و پرتو الکترونی میتواند بهطور چشمگیری کیفیت آب خروجی را بهبود دهد. این فناوری بدون نیاز به افزودن مواد شیمیایی اضافی عمل میکند و قادر است تنها در یک مرحله سطح بالایی از پاکسازی را فراهم کند که این موضوع آن را برای صنایع بزرگ و تأسیسات تصفیه جذاب کرده است. با این حال، هزینههای نگهداری تجهیزات پرتویی همچنان یکی از موانع توسعه این فناوری محسوب میشود. از این رو پژوهشگران پیشنهاد میکنند در مطالعات آینده به موضوعاتی مانند تعیین دوز بهینه پرتو، زمان تابش و بررسی سمیت احتمالی محصولات جانبی پرداخته شود تا زمینه برای استفاده گستردهتر از پرتوتابی در تصفیه صنعتی فراهم شود. یافتههای این مطالعه در مجله سلامت و بهداشت وابسته به دانشگاه علوم پزشکی اردبیل منتشر شده است.