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 वायु और जल प्रदूषकों को सोख सकता है और वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले सक्रिय कार्बन के लिए कम लागत वाला टिकाऊ विकल्प हो सकता है

प्रदूषण हमारे ग्रह की भूमि, जल, वायु और पर्यावरण के अन्य घटकों को गंदा, असुरक्षित और उपयोग के लिए अनुपयुक्त बनाता है। प्रदूषण एक प्राकृतिक वातावरण में कृत्रिम परिचय या संदूषकों के प्रवेश के कारण होता है। प्रदूषण विभिन्न प्रकार का होता है; उदाहरण के लिए भूमि प्रदूषण ज्यादातर घरेलू कचरे या वाणिज्यिक कंपनियों द्वारा कचरा और औद्योगिक कचरे के कारण होता है। जल प्रदूषण तब होता है जब विदेशी पदार्थों को पानी में पेश किया जाता है जिसमें रसायन, सीवेज पानी, कीटनाशक और उर्वरक या पारा जैसे धातु शामिल होते हैं। वायु प्रदूषण कालिख जैसे जलते ईंधन से हवा में कणों के कारण होता है, जिसमें हवा में तैरने वाले 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। साथ ही, वायु प्रदूषण ग्रीनहाउस गैसों (जैसे कार्बन डाइऑक्साइड या सल्फर डाइऑक्साइड) का रूप भी ले सकते हैं और ग्रीनहाउस प्रभाव के माध्यम से हमारे ग्रह को गर्म करने में सहायता कर सकते हैं। अन्य प्रकार का प्रदूषण ध्वनि प्रदूषण है जब विमानों, उद्योग या अन्य स्रोतों से आने वाली ध्वनि हानिकारक स्तर तक पहुंच जाती है।

पर्यावरण को साफ 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 हुए हैं। विकासशील दुनिया में समस्याएँ निर्विवाद रूप से सबसे बड़ी हैं, जहाँ प्रदूषण के पारंपरिक स्रोत जैसे औद्योगिक उत्सर्जन, खराब स्वच्छता, अपर्याप्त अपशिष्ट प्रबंधन, दूषित जल आपूर्ति और बायोमास ईंधन से इनडोर वायु प्रदूषण के संपर्क में बड़ी संख्या में लोग प्रभावित होते हैं। हालाँकि, विकसित देशों में भी, पर्यावरण प्रदूषण बना रहता है, विशेषकर समाज के गरीब क्षेत्रों में। हालांकि जोखिम आमतौर पर विकासशील देशों में अधिक होते हैं, जहां गरीबी, प्रौद्योगिकी को अपनाने के लिए आर्थिक बाधाएं और कमजोर पर्यावरण कानून मिलकर उच्च प्रदूषण स्तर का कारण बनते हैं। असुरक्षित पानी, खराब स्वच्छता, खराब स्वच्छता और इनडोर वायु प्रदूषण से यह जोखिम और बढ़ जाता है। 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 ग्रह और परिणामस्वरूप मानव जाति पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। 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 - ठोस कण और तरल बूंदें जो हवा में पाए जाते हैं और बिजली संयंत्रों, उद्योग, ऑटोमोबाइल और आग से उत्सर्जित होते हैं - अब शहरों और यहां तक ​​कि उपनगरीय क्षेत्रों में सर्वव्यापी हैं। इसके अलावा, हर साल लाखों टन औद्योगिक अपशिष्ट विश्व के जल में छोड़ा जाता है। पार्टिकुलेट मैटर और रंग दोनों ही पर्यावरण, पारिस्थितिकी तंत्र और मानवता के लिए अत्यधिक जहरीले हैं।

Various methods and procedures are routinely used for tackling air and water pollution, including filtration, ion-exchange, coagulation, decomposition, adsorptionetc and each of these methods exhibit different rates of success. When compared, adsorption is considered most feasible because of being simple, easy to operate, having high efficiency, convenience to use etc. Among the various adsorbents, in pollution abatement of air and waste water, activated carbon is the most commonly used adsorbent. Also called activated charcoal, itis a form of carbon processed to have small, low-volume pores that increase the surface area available for adsorption or chemical reactions. In fact, activated carbon is the gold standard in adsorbents. Carbon has a natural affinity for जैविक pollutants like benzene, which bind to its surface. If you “activate” carbon i.e. steam it at 1,800 degreesit forms little pores and pockets that increase its surface area. Pesticides, chloroform, and other contaminants slide into the holes of this honeycomb and hold fast.Also, no carbon remains in the water once it’s been thoroughly treated.Water treatment plants in developing countries like China and India routinely use activated carbon. Similarly, activated carbon has special properties which help in removing volatile compounds, odours, and other gaseous pollutants from the air. The way it works is quite straightforward. There are a few downsidesof activated carbon, firstly it is very expensive and has a very short shelf life as it can only be used until its pores fill up – which is why you have to change the filterfrom time to time. Activated carbon is also difficult to regenerate and its effectiveness decreases over time. They are not effective at removing those contaminants which are either not attracted to carbons or pathogenic bacteria and viruses.

एक आर्थिक और टिकाऊ विकल्प

में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन में रसायन विज्ञान में फ्रंटियर्स, researchers have a created an affordable low-cost and sustainable material for tackling air and water pollution. This new “green” porous material produced from solid wastes and abundant जैविक natural polymers looks very promising in terms of adsorbing pollutants in wastewater and airwhen compared to activated carbon and is being labelled as an “economical alternative”. This new “green” adsorbent is a combination of a naturally abundant raw material – a polysaccharide called sodium alginate which can be extracted from seaweed and algae–with an industrial by product – silica fume (by product of silicon metal alloy processing). It was synthesised very easily and consolidated by the gelling properties of alginate and by decomposition of sodium-bicarbonate controlled porosity at low temperatures at different scale lengths. For testing in the wastewater pollution, a blue dye was used as a model pollutant. It was seen that the new hybrid material adsorbed and removed the dye with efficiency of about 94 percent, which was very encouraging. Even very high concentrations of this dye were removed. This material displayed encouraging capabilities for trapping particulate matter from diesel exhaust fume. The study led by Dr.ElzaBontempi from the University of Brescia, Italy, concludes that this material was able to replace activated carbon very efficiently in its capability to capture both fine particulate matter in air and also जैविक pollutants in wastewater thus cutting down on the pollution.

This is exciting work, as this new material is produced in a very innovative and inexpensive manner from naturally abundant polymers and industrial waste by-product which is anyway is always discarded. This new material being termed as an “जैविक-inorganic hybrid” is not only low cost, it’s also sustainable and regenerable and could actually displace the activated carbon and become a preferred choice. It even consumed less energy when being produced (the “embodied” energy) and thus leaves a much lower carbon footprint. This material is also self-stabilizing and does not require a thermal treatment at high temperatures and also can be scaled up for different experimentation. Ongoing tests further indicate that it can be stored at ambient conditions and it only becomes more stable over time while not degrading at all. Thus, its highly versatile and could have a wide range of applications in air and water filtration. This generates huge hope for combating air and water pollution and protecting mother earth as well as mankind.

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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