تصفیۀ پیشرفته و گندزدایی می توانند فاضلاب را به یک منبع تبدیل نماید

پشتکار، نوآوری شگفت آور و امید نیروهای به حرکت درآورندۀ محصولات و خدمات فناوری نانو (یعنی علمی در مقیاس اتم ها و مولکول ها) در امتداد مسیری هستند که در آزمایشگاه پژوهشی آغاز شده و در طیفی از کاربردهای   بهبود یافته  پایان می یابد.

 مواد، پوشش ها،   پوسته ها،   عوامل فعل و انفعال  و فناوری های دیگر در مقیاس نانو، برای به کار گرفته شدن در صنایع الکترونیک، تولید و ذخیرۀ انرژی، فناوری اطلاعات، پزشکی و بهداشت، طراحی می شوند اما صنعت و مصرف کنندگان، تنها استفاده کنندگان از این پیشرفت ها نیستند.

 در همایش "نانوتک شمال اروپا  2008"، که از 23 تا 25 سپتامبر برای 800 شرکت کننده از 44 کشور در شهر کپنهاگ برگزار گردید، گروهی از سیاستگذاران و کارشناسان بین المللی، توان بالقوۀ فناوری نانو را برای کمک به 1،1 میلیارد نفر افراد فاقد دسترسی به آب پاک، و 2،5 میلیارد نفر (یعنی 42 درصد جمعیت جهان) که از ابتدایی ترین ملزومات بهداشتی مانند توالت و آبریزهای عمومی محرومند، مورد بررسی قرار دادند.

 رابرت رادنیتسکی ، فیزیکدان وزارت امور خارجه آمریکا و رئیس بخش کاری فناوری نانوی "سازمان همکاری و توسعۀ اقتصادی" (او ای سی دی) ، گفته است: «سال های متمادی است که آب به همان روش سابق، تصفیه و شیرین می شود. ما شاهد آن هستیم که احتمالا فناوری نانو، پیشرفت هایی را در روش های کنونی به وجود آورده و راه کارهای کاملا نوینی را خلق نمايند.»

در همايش "نانوتك شمال اروپا"، "گروه كاری فناوری نانو" به عنوان بخشی از پروژه اش در مورد استفاده از فناوری نانو برای مقابله با چالش های جهاني، متولی جلسۀ مربوط به آب گرديد.

 بر طبق "برنامۀ مشترك تأمين و سالم سازی آب" سازمان بهداشت جهاني/يونيسف، بيماری اسهال، كه می توان با مديريت بهتر آب آشاميدنی و سالم سازي، از آن پيشگيری نمود، در سال 2004، باعث مرگ و مير بيشتری   در مقايسه با ايدز   شد.

 علم نانو، توانايی ديدن، اندازه گيري، دستكاری و   ساخت  اشياء را روی مقياس 1 تا 100 نانومتر تشريح می نمايد. يك نانومتر معادل يك ميلياردم متر است؛ ضخامت يك ورقۀ كاغذ، نزديك به 100000 نانومتر است. در چنين مقياسي، خواص فيزيكي، شيميايی و بيولوژيك مواد به طور اساسي، با خواص اتم ها و مولكول های منفرد يا يك مادۀ متراكم تفاوت دارند.

هر چه كوچكتر بهتر

 يك راه برای به حداقل رساندن مشكلات آبی و بهداشتی جهان از طريق فناوری نانو، اين است كه نحوۀ رساندن آب پاك به نيازمندان به آن، تغيير يابد.

 مارك شنون ، استاد مهندسی مكانيك دانشگاه ايلينوي- اوربانا- شمپين  و مدير"مركز مواد پيشرفته برای تصفيۀ آب با سيستم ها"، كه توسط بنياد ملی علوم ايالات متحده، تأمين مالی می گردد، می گوید : كشورهای توسعه يافته از سيستم های متمركز بزرگ جهت جمع آوری آب و تصفيۀ شيميايی و توزيع آن استفاده می كنند. هزاران كيلومتر از لوله های اين سيستم ها، آب را به منازل و مكان های كسب و كار می رسانند.

 او گفته است: «سيستم های متمركز، سرمايه بر و انرژی بر بوده و به مقدار زيادي، مواد شيميايی مصرف می كنند. پنج  از هر شش نفر روی كرۀ زمين، نمی توانند از سيستم هايی كه ما هم اكنون از آنها استفاده می كنيم، بهره مند شوند. پول يا وقت كافی برای ايجاد سيستم های مشابه اين سيستم در گوشه و كنار جهان وجود ندارد.»

 در جهان در حال توسعه، فناوری نانو می تواند به سيستم های كوچكتر توزيع شده كه در بر گيرندۀ مواد و سيستم هايی هستند كه آلاينده ها و عوامل بيماری زا، از جمله ويروس هايی را كه با طولی معادل 5 تا 300 نانومتر، خود در مقياس نانو هستند، بدون كاربرد مواد شيميايي، از بين می برند.  ویروس هایی هستند که از بین بردن آنها از آب آشامیدنی در کشورهای در حال توسعه، با روش های کنونی بسیار مشکل است. 

 شنون گفته است: «ما افرادی را داريم كه روی درست كردن چيزی مانند كاغذ تورنسل كار می كنند كه می شود آن را در آب فرو برد. اگر جيوه يا سرب در آب وجود داشته باشد، رنگ كاغذ تغيير می کند. الآن نيز ما روی (كشف) ويروس ها به وسيلۀ همين نوع از فناوری كار می كنيم.»

فناوری نانو در عمل

 از فناوری نانو در روستاهای اوبامبو  و كادنگه  واقع در غرب كنيا هم اکنون استفاده می شود. در اين مناطق، سيستم های تأمين آب "اسكاي" كه توسط شركت زيمنس  ای جی ساخته شده اند، لجن قهوه ای يك سد محلی را به آب آشاميدنی زلال تبديل می كنند.

 وسيلۀ تصفيه گر فوق العاده قوی كه به طور خودكار، خودش را تميز می كند، از سه "كارتريج" به اندازۀ پيانو تشكيل شده است كه هريك شامل 10000 ريز لولۀ ساخته شده از غشاء های نازك هستند. منفذهای با قطر 100 نانومتر اين ريز لوله ها، از عبور آشغال و باكتری جلوگيری می نمايند.

 ضدعفونی نمودن خورشيدی آب آشاميدنی اقدام ديگری در همين زمينه است و پروژه ای تحقيقاتی است كه اتحاديۀ اروپا بودجۀ آن را تأمين می نمايد تا نشان دهد كه ضدعفونی کردن خورشيدی آب آشاميدنی در مقابل طيف گسترده ای از بيماری های اسهالی سرچشمه گرفته از آب، مانند وبا در سطح خانوار و به عنوان كمك رسانی اضطراری پس از وقوع فجايع طبيعی و غيره مؤثر است.

 فرآيند ضد عفونی نمودن خورشيدی عبارت است از پر كردن بطری های شفاف با آب آلوده و قرار دادن آن در معرض تابش مستقيم نور خورشيد. آشاميدن اين آب پس از گذشت 6 ساعت، مطمئن تر است زيرا تشعشع ماورای بنفش خورشيد باكتری ها را می كشد. بيش از 2 ميليون انسان در 28 كشور از اين روش استفاده می نمايند.

 تونی بيرن ،   سخنران  "مركز فناوری نانو و مهندسی بيولوژيك يكپارچه" دانشگاه آلستر  و يكی از دست اندركاران اين پروژه، بخشی از يك گروه فنی است كه كاربرد فناوری نانو را برای تقويت فرآيند از بين بردن عوامل بيماری زا با استفاده از اشعۀ ماورای بنفش بررسی نموده و تشخيص می دهد كه آيا روش "ضدعفونی نمودن خورشيدی آب آشاميدني" توان از بين بردن هيچيك از بيماريهای نشأت گرفته از آب را دارا است يا خير.

 به گفتۀ شانون، شايد يكی از بزرگ ترين منافع بالقوۀ فناوری نانو، در سيستم های تصفيۀ پيشرفته و بيولوژيك نهفته باشد كه در حال توسعه يافتن هر چه بيشتر به منظور تبديل کردن آب شور به آب تازه، و فاضلاب به يك منبع، هستند.

 او اضافه نموده است: «ما نبايد ديگر به فاضلاب به عنوان يك چيز هدررفته و دور ريختنی نگاه كنيم و    باید به عنوان یک منبع به آن بیندیشیم.»