دانش‌آموز دبیرستانی راه‌حلی کم هزینه برای حذف آرسنیک از آب ابداع کرد

ایده غیرمنتظره‌ای که از یک پروژه دانش‌آموزی آغاز شد، حالا به راه‌حلی بالقوه برای یکی از گسترده‌ترین بحران‌های سلامت عمومی در جهان تبدیل شده است.

کد خبر: ۹۱۸۴۱۷

تاریخ: ۰۱ ارديبهشت ۱۴۰۵ - ۱۲:۳۳

زومیت: ایده غیرمنتظره‌ای که از یک پروژه دانش‌آموزی آغاز شد، حالا به راه‌حلی بالقوه برای یکی از گسترده‌ترین بحران‌های سلامت عمومی در جهان تبدیل شده است.

آلودگی آب آشامیدنی به آرسنیک یکی از بحران‌های مهم و کمتر شناخته‌شده بهداشت عمومی در دنیا است. این مشکل می‌تواند بیش از ۲۰۰ میلیون نفر را در معرض خطر ناتوانی‌های جسمی و ذهنی و حتی مرگ قرار دهد. با وجود روش‌های مختلف برای حذف آرسنیک از آب، بسیاری از این روش‌ها هزینه‌بر و برای جوامع کم‌درآمد دور از دسترس هستند.

آرسنیک در آب‌های آلوده معمولاً نتیجه آلودگی‌های محیطی است، نه مسمومیت‌های عمدی. برخلاف تصور رایج که آرسنیک را با داستان‌های جنایی مرتبط می‌داند، در واقعیت این ماده بیشتر از طریق آلودگی طبیعی یا صنعتی وارد منابع آب زیرزمینی می‌شود.

در بسیاری از مناطق دنیا، آب زیرزمینی حاوی مقادیر خطرناک آرسنیک است. این آلودگی معمولاً باعث مرگ فوری نمی‌شود، اما در طول زمان در بدن تجمع پیدا می‌کند و می‌تواند به مشکلات جدی جسمی و ذهنی و افزایش خطر ابتلا به سرطان منجر شود.

در شهرهای بزرگ، تصفیه‌خانه‌ها قادر به حذف آرسنیک هستند، اما در بسیاری از مناطق روستایی یا کم‌درآمد، مردم اغلب بین استفاده از آب سطحی آلوده به میکروب‌ها یا آب چاه آلوده به آرسنیک با انتخاب دشواری روبه‌رو هستند: مصرف آبی که می‌تواند در کوتاه‌مدت خطرناک باشد یا ادامه استفاده از منبعی که در بلندمدت به بدن آسیب می‌زند.

در برخی کشورها نیز سطح آلودگی کمتر است، اما همچنان خطرناک محسوب می‌شود. برای مثال، در شیلی از اواخر دهه ۱۹۵۰ افزایش قابل توجه آرسنیک در آب مشاهده شد. اگرچه برنامه‌های تصفیه در ادامه وضعیت را بهبود دادند، نرخ سرطان ریه در این مناطق برای دهه‌ها بیش از دو برابر مناطق بدون آلودگی باقی ماند. همچنین استفاده از آفت‌کش‌ها و سوختن زغال‌سنگ از دیگر منابع افزایش آلودگی آرسنیک در جهان شناخته می‌شوند.

اما اکنون روشی ارزان از راه رسیده است. ویک تان، مبدع این شیوه در توضیح کار خود می‌گوید: «آب آشامیدنی سالم نباید به زیرساخت‌های گران‌قیمت وابسته باشد. تحقیق ما نشان می‌دهد که می‌توان از مواد ساده و ارزان، راه‌حل‌هایی عملی برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی پیدا کرد.»

به گزارش آی‌اف‌ال ساینس، در پژوهشی تازه نشان داده شده است که استفاده از پوسته تخم‌مرغ خردشده درون کیسه‌های چای، همراه با نانوذرات اکسید آهن، می‌تواند تا ۹۰ درصد آرسنیک موجود در آب را حذف کند. نانوذرات اکسید آهن به دلیل سطح فعال بالا، توانایی جذب ترکیبات سمی مانند آرسنیک را دارند و در فناوری‌های تصفیه آب نیز کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند.

نکته قابل توجه پژوهش این است که ویک تان، نویسنده اصلی آن، در زمان انجام تحقیق هنوز دانش‌آموز دبیرستان بوده و این کار را در قالب دوره کارآموزی، در کنار پژوهشگران دانشگاهی از جمله پروفسور آدام براونشویگ از دانشگاه شهر نیویورک انجام داده است.

در آزمایش روش جدید، از کیسه‌های چای سلولزی استفاده شده است؛ نوعی از کیسه‌ها که در برخی محصولات تجاری نیز رایج هستند، هرچند همچنان این احتمال وجود دارد که مقادیر بسیار کمی میکروپلاستیک وارد آب کنند. پوسته تخم‌مرغ به‌عنوان ماده‌ای ارزان و در دسترس در این روش به کار رفته، اما ترکیب آن با نانوذرات اکسید آهن احتمالاً نیازمند تولید صنعتی یا متمرکز خواهد بود.

براساس محاسبات پژوهشگران، هزینه هر کیسه تصفیه‌کننده حدود ۷ سنت آمریکا است. همچنین مشخص شده که این کیسه‌ها پس از شست‌وشو در محلول قلیایی قابل استفاده مجدد هستند، هرچند در هر چرخه حدود ۱۹ درصد از کارایی خود را از دست می‌دهند.

روش جدید با بهره‌گیری از مواد در دسترس مانند پوسته تخم‌مرغ و نانوذرات اکسید آهن، بخش قابل توجهی از آلودگی آرسنیک را از آب می‌گیرد

مدت زمان لازم برای تصفیه آب با این روش به میزان آلودگی اولیه بستگی دارد. برای نمونه، در آزمایشی با حجم ۵۰ میلی‌لیتر آب مشابه برخی چاه‌های آلوده در بنگلادش، حدود ۹۸ درصد آرسنیک طی ۶ ساعت تماس با این کیسه‌ها حذف شد. این میزان تصفیه می‌تواند آب بسیار آلوده را نیز به سطح ایمن توصیه‌شده توسط سازمان جهانی بهداشت یعنی ۱۰ میکروگرم در لیتر برساند.

پژوهشگران همچنین روش ساده‌ای برای اندازه‌گیری میزان آرسنیک در آب معرفی کرده‌اند که به تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته نیاز ندارد و می‌تواند به کاربران کمک کند تا تشخیص دهند آبشان به تصفیه نیاز دارد یا خیر و مدت زمان لازم برای آن چقدر است.

با وجود مزایای روش، پژوهشگران تأکید می‌کنند که این فناوری بیشتر برای آب آشامیدنی مناسب است. آلودگی آرسنیکی تنها به نوشیدن آب محدود نمی‌شود و می‌تواند در آب مورد استفاده برای کشاورزی یا حتی شست‌وشو نیز مشکل‌ساز باشد. بنابراین، برای تصفیه حجم‌های بزرگ آب، این روش به تعداد زیادی کیسه تصفیه نیاز خواهد داشت.