اکسید مواد شیمیایی سمی آب با نور خورشید

مرداد 21, 1400
3 بازدید

 نور خورشید علاوه بر تامین ویتامین دی، کمک به رشد گل‌ها و بهانه‌ای مناسب برای رفتن به ساحل به تجزیه مواد شیمیایی در نهرها، دریاچه‌ها و رودخانه‌ها نیز کمک می‌کند به همین دلیل محققان دانشگاه فناوری میشیگان یک مدل اکسیژن منفرد برای محاسبه نحوه تجزیه مواد شیمیایی خاص در آب‌های سطحی ارائه کردند. به گزارش […]

اکسید مواد شیمیایی سمی آب با نور خورشید

 نور خورشید علاوه بر تامین ویتامین دی، کمک به رشد گل‌ها و بهانه‌ای مناسب برای رفتن به ساحل به تجزیه مواد شیمیایی در نهرها، دریاچه‌ها و رودخانه‌ها نیز کمک می‌کند به همین دلیل محققان دانشگاه فناوری میشیگان یک مدل اکسیژن منفرد برای محاسبه نحوه تجزیه مواد شیمیایی خاص در آب‌های سطحی ارائه کردند.

به گزارش نیوزوایز، در حالی که استخرهای شنا از کاشی‌های آبی برای تقلید رنگ دریای کارائیب استفاده می‌کنند اما بیشتر آب‌های سطحی زرد یا قهوه‌ای هستند. به‌عنوان مثال، آبشارهای تاکوامنون، مقصدی محبوب در شبه جزیره علیا، به‌دلیل رنگ کاراملی آبشارهای آن است. این رنگ از بقایای برگ و پوسته که باعث ایجاد تانن، پلی‌فنول‌ها یا ترکیبات آلی طبیعی موجود در گیاهان می‌شوند، ناشی می‌شود. این بقایا نور خورشید را جذب و اکسیژن منفرد ایجاد می‌کند که آلودگی‌ها را  از بین می‌برد.

این‌گونه واکنش‌پذیری اکسیژن باعث تغییر فتوشیمیایی می‌شود، فرایندی که در آن مواد نورانی و اکسیدکننده واکنش‌های شیمیایی تولید می‌کنند اما چقدر طول می‌کشد تا یک ماده شیمیایی خاص در زیر این یورش آفتابی و رویشی تجزیه شود؟

درک اینکه چند ساعت یا چند روز طول می‌کشد تا یک آلاینده خاص تجزیه شود به مهندسان و دانشمندان محیط‌زیست اندکی کمک می‌کند تا از آبراه‌های ما محافظت کنند. دانستن نیمه عمر یک ماده شیمیایی خاص به مدیران منابع کمک می‌کند تا برآورد کنند که آیا این ماده شیمیایی در محیط در حال افزایش است یا خیر.

دایسوکه میناکاتا، استادیار مهندسی عمران، محیط‌زیست و جغرافیا در دانشگاه فناوری میشیگان، آمریکا یک مدل فعالیت واکنشی جامع ایجاد کرد که  چگونگی عملکرد مکانیسم‌های واکنش اکسیژن منفرد در برابر گروه‌های مختلف آلاینده را نشان می‌دهد و نیمه عمر آنها را در محیط طبیعی آبزی محاسبه می‌کند.

میناکاتا گفت: «ما ۱۰۰ ترکیب مختلف آلی و از نظر ساختاری متنوع را آزمایش کردیم. اگر واکنش‌پذیری بین اکسیژن منفرد و آلاینده‌ها را بدانیم، می‌توانیم بگوییم چقدر طول می‌کشد تا یک ساختار خاص یک آلاینده به نصف غلظت برسد.»

آفتاب مواد شیمیایی سمی را اکسید و تجزیه می‌کند

میزان اکسیداسیون شیمیایی با نور غیرمستقیم خورشید منحصر به شکل آب است. هر دریاچه، رودخانه یا نهر ترکیبی متمایز از مواد آلی در خود دارد و از آنجا که این فرآیند در تاریکی اتفاق نمی‌افتد، میزان نور خورشیدی که یک شکل آبی دریافت می‌کند نیز بر واکنش‌ها تاثیر می‌گذارد. به‌عنوان مثال، اکسیژن منفرد نقش جزئی در تجزیه سموم در شکوفایی جلبکی مضر و در تجزیه نیتروژن و فسفر اضافی تولیدشده از رواناب کشاورزی دارد.

البته گونه‌های فعال اکسیژن مزایایی فراتر از دریاچه‌ها و رودخانه‌های مورد علاقه ما دارند.

میناکاتا توضیح داد: «از اکسیژن منفرد می‌توان برای ضدعفونی عوامل بیماری‌زا استفاده کرد. اکسیژن منفرد می‌تواند مواد شیمیایی موجود در آب آشامیدنی یا تصفیه فاضلاب را اکسید کند. روش‌های زیادی برای استفاده از این اکسیدان شیمیایی قوی برای اهداف مختلف در زندگی ما وجود دارد.»

شکل‌گیری محصولات جانبی ناشی از نور خورشید

با محاسبات نیمه عمر که توسط مدل میناکاتا ایجاد شده است، گروه تحقیقاتی قصد دارد با نگاهی به پیش‌بینی اینکه آیا این محصولات جانبی سمی خواهند بود یا خیر، محصولات جانبی تولید شده توسط واکنش‌های شیمیایی و یا اکسیژن منفرد را بررسی کند. با درک مراحل تخریب، میناکاتا و گروه وی می‌توانند مدل گسترده‌ای را برای پیش‌بینی شکل‌گیری محصولات جانبی ناشی از نور خورشید و نحوه شروع دوباره تعاملات توسعه دهند.

در نهایت، درک کامل نیمه عمر بسیاری از مواد شیمیایی که در منابع آبی ما نفوذ می‌کنند گامی در جهت اطمینان از آب پاک برای استفاده انسان است.

نتایج این تحقیق تابستان امسال در مجله Environmental Science and Technology منتشر شد.

منبع: ايسنا