حذف آثار آنتی بیوتیک ها از منابع آب


شاید باورش سخت باشد که آنتی بیوتیک هایی که برای درمان بیماری ها استفاده می کنیم، به همراه آب، خاک و محصولات کشاورزی به بدن ما بازگشته و در چرخه طبیعت خطرناک شوند. این آلاینده ها مورد توجه همه کشورهای جهان است و روش های حذف آنها رشته های جدیدی است که علوم مختلف را با هم ترکیب می کند. بر این اساس یکی از محققان کشور با ارائه طرح تحقیقاتی موفق به ارائه راهکاری برای تصفیه این آلاینده ها از آب شد. دکتر سامی سهرابی شاهواری دانشجوی دکتری مهندسی شیمی دانشگاه امیرکبیر در گفت و گو با جام جم از اهمیت اجرای این روش برای تصفیه آب شهر از آنتی بیوتیک آموکسی سیلین می گوید.

حدود 80 درصد آنتی بیوتیک های مورد استفاده انسان در فاضلاب، آب های زیرزمینی، آب های سطحی و غیره ختم می شود و این جریان می تواند زمین های کشاورزی را که از آب های سطحی یا زیرزمینی آبیاری می شوند نیز آلوده کند. از سوی دیگر، این مواد را می توان به عنوان نوعی آلاینده محیطی دانست، برای موجودات زنده خطرناک می شود و در نهایت تعادل محیط را به هم می زند. به همین دلیل سازمان بهداشت جهانی نسبت به این آلاینده ها هشدار جدی داده است. دکتر سهرابی خطر این مواد را برای انسان اینگونه بیان می کند: انتشار آنتی بیوتیک ها در آب و مواد غذایی اثربخشی این داروها را برای انسان کاهش می دهد.

شایع ترین آلاینده آنتی بیوتیک در تهران

به گفته دکتر سهرابی، بر اساس بررسی های انجام شده، بیشترین میزان آلودگی آنتی بیوتیکی در تهران مربوط به آموکسی سیلین است که باعث ایجاد برخی عفونت ها و بیماری های پوستی می شود و حتی می تواند برای برخی از حیوانات مانند ماهی ها مشکل ایجاد کند.

سه روش کلی برای حذف این مواد وجود دارد: روش فیزیکی یا جذب، روش بیولوژیکی و روش اکسیداسیون. دکتر سهرابی در مقایسه این روش ها می گوید: «معمولاً جذب رایج ترین روش حذف آلاینده ها است. در روش جذبی، آلاینده را از فاز مایع به فاز جامد منتقل می کنیم و این جامد باید در محل دفن یا جمع آوری شود. مشکل روش های بیولوژیکی این است که کند هستند و برخی از آلاینده ها در برابر این روش مقاوم هستند. به همین دلیل روش جذبی و روش بیولوژیکی خروجی قابل قبولی ندارد و تصمیم گرفتیم به سراغ روش های اکسیداسیون پیشرفته برویم.

از روزهای آفتابی استفاده کنید

دکتر سهرابی راهبرد تحقیقاتی خود برای حذف آلاینده ها از آب را اینگونه توضیح می دهد: از جمله روش هایی که در این زمینه وجود دارد، از روش های فوتوکاتالیستی برای تجزیه آلاینده های تجزیه ناپذیر استفاده می شود. وی درباره این روش می گوید: از آنجایی که کشور ما در معرض تابش نور زیادی قرار دارد و این کاتالیزورها (موادی که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهند یا به افزایش راندمان یک واکنش شیمیایی کمک می کنند) با نور فعال در واقع تبدیل می شوند. ، در این روش انرژی مورد نیاز برای تجزیه این آلاینده ها توسط نور تامین می شود. وی می افزاید: در صورت وجود اکسیدان در کنار فوتوکاتالیست ها، راندمان این فرآیند افزایش می یابد، بنابراین برای بهبود این فرآیند باید اکسیدان مناسبی را انتخاب می کردیم. در این مرحله از پراکسید هیدروژن استفاده کردیم که کارایی بهتری نسبت به سایرین داشت و در برابر طیف وسیعی از آلاینده ها استفاده شد. البته برای نگهداری پراکسید هیدروژن شرایط خاصی وجود دارد، مثلاً باید در ظروف تیره نگهداری شود، زیرا در نور تجزیه می شود. از طرفی به دلیل مایع بودن می تواند برخی از آلاینده ها را جذب کرده و خطرآفرین باشد. او راه حلی که برای حل این مشکل به کار برده است را اینگونه بیان می کند: به دنبال راه هایی بودیم که بتوانیم اکسیدکننده را وارد محیط تولید کنیم و بر مشکلات نگهداری آن غلبه کنیم. بنابراین ما به سراغ بیوفوتوکاتالیست رفتیم، یعنی یک عامل بیولوژیکی به کاتالیزور اضافه کردیم تا در محل پراکسید هیدروژن تولید کند. این محل اثر عامل بیولوژیکی نوعی آنزیم به نام گلوکز اکسیداز است که می تواند در شرایط محیطی با بازه دمایی 20 تا 50 پراکسید هیدروژن تولید کند، دکتر سهرابی در پاسخ به این سوال که آیا این مطالعات به مرحله اجرایی رسیده است و یا خیر. کار عملیاتی یا خیر او می گوید: بله، برای حذف باکتری از واحد خنک کننده نیروگاه طرشته (آلستوم) که در زمینه تولید انرژی استفاده می شود، از همین روش استفاده شد، فعال الکتریکی است، از آن استفاده کردیم. بنابراین، این آنزیم در سال 1400 در شرایط صنعتی آزمایش شد.

چشم انداز تجاری سازی و صادرات

تجاری سازی پروژه های مهمی که در سلامت انسان نقش دارند می تواند به اولویت بسیاری از کشورها تبدیل شود.
دکتر سهرابی درباره برنامه خود و دانشگاه امیرکبیر برای تجاری سازی این طرح می گوید: ابتدا باید این راهکار در چند نیروگاه دیگر اجرا شود و سپس در مراکز تصفیه آب شرب نیز از آن استفاده کنیم. وی در مورد صادرات پذیری این روش معتقد است کشورهایی مانند افغانستان و عراق که ممکن است پالایشگاه های خوبی نداشته باشند، می توانند از سیستم های قابل حمل که فضای زیادی را اشغال نمی کنند، استفاده کنند. این سیستم ها در اندازه های سانتی متری و کمتر از یک متری طراحی شده اند و در صورت نیاز امکان طراحی در اندازه های بزرگتر نیز وجود دارد.

بررسی مشکلات فناوری های نوین

با توجه به دانشجویان و پژوهشگرانی که خواهان اجرای طرح های پژوهشی مهم و ارائه طرح های مبتنی بر فناوری های روز هستند، می توان تعدادی از مشکلات، نیازها و چالش های علمی و صنعتی کشور را برطرف کرد، بر همین اساس دکتر سهرابی به طرح شهید احمدی روشن اشاره می کند. که توسط بنیاد ملی نخبگان ارائه شد و می‌گوید: این طرح زمینه‌ای برای همکاری‌های بین‌رشته‌ای ایجاد کرد و باعث بررسی مسائل علمی کشور از جنبه‌های مختلف شد. این سوال می تواند برای دانش آموزان امیدوارکننده باشد و حس مفید بودن و مسئولیت پذیری را در آنها تقویت کند. وی با اشاره به اهمیت بحث مالی و حمایت از دانشجویان برای افزایش انگیزه خاطرنشان کرد: متاسفانه واریز پروژه های انجام شده برای دانشگاه با تاخیر بسیار همراه است. از طرفی بودجه تحقیقاتی که در آزمایشگاه رهبری به دانشجوی کارشناسی ارشد داده می شود حدود دو میلیون تومان است و این مبلغ بسیار ناچیز است. اگر استانداردی وجود داشته باشد که تعداد مقالات و کیفیت کار دانشجویان و دانشمندان را بسنجید و بر اساس آن این تعداد مشخص شود، می توان به نتایج بهتری دست یافت. با وجود این، وی معتقد است شبکه راهبردی آزمایشگاهی به عنوان بستری برای اشتراک دستگاه ها و ارائه خدمات آزمایشگاهی در سراسر کشور نقش بسیار مهمی در پیشرفت پروژه های دانشگاهی و صنعتی دارد و قادر است نیازهای دانشجویان را در انجام تحقیقات در خارج از کشور برآورده کند. این مشکل تا حد زیادی

استفاده از مواد سازگار با محیط زیست

به گفته محقق این پژوهش، یکی دیگر از بخش های مهم این پروژه، تثبیت کاتالیست در آب است. دکتر سهرابی می گوید: اگر کاتالیزور تثبیت نشد نیاز به سانتریفیوژ داریم تا از محلول جدا شود. در واقع یک کاتالیزور تثبیت نشده باعث کدر شدن محلول می شود و نور نمی تواند از چنین محلولی عبور کند در نتیجه راندمان کار ما کاهش می یابد اما کاتالیست تثبیت شده این مشکلات را ندارد. وی با نگرانی در مورد کاهش مصرف مواد شیمیایی سعی کرد از اسیدهای چرب با منشاء حیوانی و گیاهی استفاده کند تا روشی که استفاده می کند با محیط زیست سازگاری بیشتری داشته باشد.

ارتباطات بین المللی برای پیشرفت فنی

سهرابی در پاسخ به سوالی درباره وضعیت سایر کشورها در ارائه راهکارهای حذف آلاینده های آنتی بیوتیکی می گوید: چین با بودجه فراوان توانسته سیستم های میکروسیال را توسعه دهد و در این زمینه پیشتاز دنیاست. ، با توجه به پتانسیلی که در کشور ما وجود دارد، امیدواریم مسئولانی که در خصوص بودجه های تحقیقاتی تصمیم گیری می کنند، نگاه ویژه ای به این بخش داشته باشند و در ارتباطات بین المللی، همکاری های علمی در زمینه ساخت سیستم، توسعه میکروسیال و استفاده از فرصت های سازمان همکاری شانگهای برای کمک به محققان داخلی. فناوری میکروسیال یکی از زمینه های تخصصی پیشرفته است و دانش فنی تولید بسیاری از محصولات مرتبط در کشور بومی سازی شده است. مراکز رشد و شتابی که در کشور داریم در تلاش برای تجاری سازی چنین محصولاتی هستند. دکتر سهرابی درباره فبلاب میکرو نانوالکتریک اخیرا در کشور می گوید: امیدواریم این مرکز تولیدی نیمه صنعتی به توسعه این صنعت کمک و تسهیل کند.

روزنامه جام جم