वायु और जल प्रदूषण का मुकाबला करने के लिए नवीन रूप से डिज़ाइन की गई कम लागत वाली सामग्री

अध्ययन ने एक नई सामग्री का उत्पादन किया है जो हवा को सोख सकती है और पानी प्रदूषक और वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले सक्रिय कार्बन का कम लागत वाला टिकाऊ विकल्प हो सकता है

प्रदूषण हमारा बनाता है ग्रह के भूमि, पानी, हवा और पर्यावरण के अन्य घटक गंदे, असुरक्षित और उपयोग के लिए अनुपयुक्त हैं। प्रदूषण प्राकृतिक वातावरण में कृत्रिम परिचय या प्रदूषकों के प्रवेश के कारण होता है। प्रदूषण विभिन्न प्रकार का है; उदाहरण भूमि प्रदूषण इसका कारण अधिकतर घरेलू कूड़ा-कचरा और व्यावसायिक कंपनियों का औद्योगिक कचरा होता है। पानी प्रदूषण यह तब होता है जब विदेशी पदार्थों को पेश किया जाता है पानी रसायन, सीवेज शामिल हैं पानी, कीटनाशक और उर्वरक या पारा जैसी धातुएँ। वायु प्रदूषण जलते हुए ईंधन से हवा में मौजूद कणों, जैसे कालिख, के कारण होता है, जिसमें हवा में तैरते लाखों छोटे कण होते हैं। वायु प्रदूषण का एक अन्य सामान्य प्रकार खतरनाक गैसें हैं, जैसे सल्फर डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और रासायनिक वाष्प। वायु प्रदूषण यह ग्रीनहाउस गैसों (जैसे कार्बन डाइऑक्साइड या सल्फर डाइऑक्साइड) का रूप भी ले सकता है और हमारे तापमान को बढ़ाने में सहायता कर सकता है ग्रह ग्रीनहाउस प्रभाव के माध्यम से. अन्य प्रकार का प्रदूषण ध्वनि प्रदूषण है जब विमानों, उद्योग या अन्य स्रोतों से आने वाली ध्वनि हानिकारक स्तर तक पहुँच जाती है।

पर्यावरण को साफ़ करने के लिए हाल के वर्षों में किए गए बड़े प्रयासों के बावजूद, प्रदूषण एक बड़ी समस्या बनी हुई है और स्वास्थ्य के लिए निरंतर जोखिम पैदा कर रही है, जिससे दुनिया भर में 200 मिलियन लोग प्रभावित हैं। विकासशील देशों में समस्याएँ निर्विवाद रूप से सबसे बड़ी हैं, जहाँ प्रदूषण के पारंपरिक स्रोत जैसे औद्योगिक उत्सर्जन, खराब स्वच्छता, अपर्याप्त अपशिष्ट प्रबंधन, दूषित पानी बायोमास ईंधन से इनडोर वायु प्रदूषण की आपूर्ति और जोखिम बड़ी संख्या में लोगों को प्रभावित करते हैं। हालाँकि, विकसित देशों में भी, पर्यावरण प्रदूषण जारी है, विशेषकर समाज के गरीब क्षेत्रों में। हालाँकि जोखिम आम तौर पर विकासशील देशों में अधिक होते हैं, जहाँ गरीबी, प्रौद्योगिकी को अपनाने में आर्थिक बाधाएँ और कमजोर पर्यावरण कानून मिलकर उच्च प्रदूषण स्तर का कारण बनते हैं। असुरक्षित होने से यह जोखिम और भी बढ़ जाता है पानी, खराब स्वच्छता, खराब स्वच्छता और इनडोर वायु प्रदूषण। प्रदूषण का अजन्मे और बढ़ते बच्चों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है, और कैंसर और अन्य बीमारियों के कारण जीवन प्रत्याशा 45 वर्ष तक कम हो सकती है। वायु और जल प्रदूषण यह एक मूक हत्यारा है और माना जाता है कि यह हमारे ऊपर प्रतिकूल प्रभाव डालता है ग्रह और बदले में मानवजाति। जिस हवा में हम सांस लेते हैं उसकी एक निश्चित रासायनिक संरचना होती है जिसमें 99 प्रतिशत नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, जल वाष्प और अक्रिय गैसें होती हैं। वायु प्रदूषण तब होता है जब हवा में ऐसी चीज़ें नहीं मिलायी जातीं जो सामान्यतः नहीं होतीं। पार्टिकुलेट मैटर - हवा में पाए जाने वाले ठोस कण और तरल बूंदें और बिजली संयंत्रों, उद्योग, ऑटोमोबाइल और आग से उत्सर्जित होते हैं - अब शहरों और यहां तक ​​कि उपनगरीय क्षेत्रों में सर्वव्यापी हैं। इसके अलावा, लाखों टन औद्योगिक अपशिष्ट भी दुनिया में छोड़ा जाता है पानी प्रत्येक वर्ष। पार्टिकुलेट मैटर और रंग दोनों ही पर्यावरण, पारिस्थितिकी तंत्र और मानवता के लिए अत्यधिक जहरीले हैं।

वायु से निपटने के लिए नियमित रूप से विभिन्न तरीकों और प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है पानी प्रदूषण, जिसमें निस्पंदन, आयन-विनिमय, जमावट, अपघटन, सोखना आदि शामिल हैं और इनमें से प्रत्येक विधि सफलता की विभिन्न दर प्रदर्शित करती है। तुलना करने पर, सरल, संचालित करने में आसान, उच्च दक्षता, उपयोग में सुविधा आदि के कारण सोखना सबसे व्यवहार्य माना जाता है। वायु और अपशिष्ट के प्रदूषण निवारण में विभिन्न सोखने वालों में से पानी, सक्रिय कार्बन सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला अधिशोषक है। इसे सक्रिय चारकोल भी कहा जाता है, यह कार्बन का एक रूप है जिसे छोटे, कम मात्रा वाले छिद्रों के साथ संसाधित किया जाता है जो सोखने या रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र को बढ़ाता है। वास्तव में, सक्रिय कार्बन अधिशोषक में स्वर्ण मानक है। कार्बन का प्राकृतिक आकर्षण है जैविक बेंजीन जैसे प्रदूषक, जो इसकी सतह से चिपक जाते हैं। यदि आप कार्बन को "सक्रिय" करते हैं यानी इसे 1,800 डिग्री पर भाप देते हैं तो इसमें छोटे-छोटे छिद्र और पॉकेट बन जाते हैं जो इसकी सतह का क्षेत्रफल बढ़ा देते हैं। कीटनाशक, क्लोरोफॉर्म और अन्य संदूषक इस छत्ते के छिद्रों में चले जाते हैं और तेजी से बने रहते हैं। साथ ही, एक बार पूरी तरह से उपचारित होने के बाद पानी में कोई कार्बन नहीं रहता है। चीन और भारत जैसे विकासशील देशों में जल उपचार संयंत्र नियमित रूप से सक्रिय कार्बन का उपयोग करते हैं। इसी प्रकार, सक्रिय कार्बन में विशेष गुण होते हैं जो हवा से वाष्पशील यौगिकों, गंधों और अन्य गैसीय प्रदूषकों को हटाने में मदद करते हैं। इसके काम करने का तरीका काफी सीधा है. सक्रिय कार्बन के कुछ नुकसान हैं, सबसे पहले यह बहुत महंगा है और इसकी शेल्फ लाइफ बहुत कम है क्योंकि इसका उपयोग केवल तब तक किया जा सकता है जब तक इसके छिद्र भर न जाएं - यही कारण है कि आपको समय-समय पर फ़िल्टर बदलना पड़ता है। सक्रिय कार्बन को पुनर्जीवित करना भी मुश्किल है और समय के साथ इसकी प्रभावशीलता कम हो जाती है। वे उन दूषित पदार्थों को हटाने में प्रभावी नहीं हैं जो या तो कार्बन या रोगजनक बैक्टीरिया और वायरस से आकर्षित नहीं होते हैं।

एक आर्थिक और टिकाऊ विकल्प

में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन में रसायन विज्ञान में फ्रंटियर्सशोधकर्ताओं ने वायु और जल प्रदूषण से निपटने के लिए एक किफायती, कम लागत वाली और टिकाऊ सामग्री बनाई है। यह नया "हरा" झरझरा पदार्थ ठोस अपशिष्ट और प्रचुर मात्रा से उत्पन्न होता है जैविक सक्रिय कार्बन की तुलना में प्राकृतिक पॉलिमर अपशिष्ट जल और वायु में प्रदूषकों को सोखने के मामले में बहुत आशाजनक दिखता है और इसे "किफायती विकल्प" के रूप में लेबल किया जा रहा है। यह नया "हरित" अवशोषक प्राकृतिक रूप से प्रचुर मात्रा में उपलब्ध कच्चे माल - सोडियम एल्गिनेट नामक एक पॉलीसेकेराइड, जिसे समुद्री शैवाल और शैवाल से निकाला जा सकता है - एक औद्योगिक उप-उत्पाद - सिलिका धूआं (सिलिकॉन धातु मिश्र धातु प्रसंस्करण के उत्पाद द्वारा) के साथ एक संयोजन है। इसे बहुत आसानी से संश्लेषित किया गया और एल्गिनेट के गेलिंग गुणों और विभिन्न पैमाने की लंबाई पर कम तापमान पर सोडियम-बाइकार्बोनेट नियंत्रित छिद्र के अपघटन द्वारा समेकित किया गया। अपशिष्ट जल प्रदूषण के परीक्षण के लिए, एक मॉडल प्रदूषक के रूप में नीली डाई का उपयोग किया गया था। यह देखा गया कि नई संकर सामग्री ने लगभग 94 प्रतिशत की दक्षता के साथ डाई को सोख लिया और हटा दिया, जो बहुत उत्साहजनक था। यहां तक ​​कि इस डाई की बहुत अधिक सांद्रता को भी हटा दिया गया। इस सामग्री ने डीजल निकास धुएं से कणों को फंसाने की उत्साहजनक क्षमता प्रदर्शित की। ब्रेशिया विश्वविद्यालय, इटली के डॉ. एल्ज़ाबोंटेम्पी के नेतृत्व में किए गए अध्ययन से यह निष्कर्ष निकला कि यह सामग्री हवा में सूक्ष्म कणों को पकड़ने की अपनी क्षमता में सक्रिय कार्बन को बहुत कुशलता से बदलने में सक्षम थी। जैविक अपशिष्ट जल में प्रदूषक तत्व इस प्रकार प्रदूषण को कम करते हैं।

यह रोमांचक काम है, क्योंकि यह नई सामग्री प्राकृतिक रूप से प्रचुर पॉलिमर और औद्योगिक अपशिष्ट उप-उत्पाद से बहुत ही नवीन और सस्ते तरीके से तैयार की जाती है, जिसे वैसे भी हमेशा त्याग दिया जाता है। इस नई सामग्री को "" कहा जा रहा हैजैविक-अकार्बनिक हाइब्रिड'' न केवल कम लागत वाला है, बल्कि टिकाऊ और पुनर्योजी भी है और वास्तव में सक्रिय कार्बन को विस्थापित कर सकता है और एक पसंदीदा विकल्प बन सकता है। यहां तक ​​कि उत्पादित होने पर भी कम ऊर्जा की खपत होती है ("अवतरित" ऊर्जा) और इस प्रकार बहुत कम कार्बन पदचिह्न छोड़ता है। यह सामग्री स्व-स्थिर भी है और इसे उच्च तापमान पर थर्मल उपचार की आवश्यकता नहीं होती है और इसे विभिन्न प्रयोगों के लिए भी बढ़ाया जा सकता है। चल रहे परीक्षणों से यह संकेत मिलता है कि इसे परिवेशीय परिस्थितियों में संग्रहीत किया जा सकता है और यह समय के साथ और अधिक स्थिर हो जाता है, जबकि बिल्कुल भी ख़राब नहीं होता है। इस प्रकार, यह अत्यधिक बहुमुखी है और वायु और जल निस्पंदन में इसके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला हो सकती है। इससे वायु और जल प्रदूषण से निपटने और धरती माता के साथ-साथ मानव जाति की रक्षा के लिए बड़ी आशा पैदा होती है।

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स्रोत (रों)

ज़ानोलेटी ए एट अल। 2019 सस्टेनेबल प्रदूषक न्यूनीकरण के लिए सिलिका फ्यूम और एल्गिनेट से व्युत्पन्न एक नई झरझरा हाइब्रिड सामग्री। रसायन विज्ञान में फ्रंटियर्स. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060