حذف فلزات سنگین از آب به کمک نانوژل توسط محققان دانشگاه بهبهان

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، این سیستم که طراحی و ساخت آن در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است، می‌تواند توسط اداره استاندارد جهت بازرسی نمونه‌های زیست‌محیطی و غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

از آنجایی که یون فلزات سنگین از قبیل مس، کادمیم و سرب می‌تواند اثرات زیان باری را بر سلامت جامعه داشته باشد، شناسایی و حذف آنها بسیار حائز اهمیت خواهد بود. تشخیص دقیق این نوع یون‌ها نیازمند به‌کارگیری فرایندهای بسیار پیچیده تحلیلی است. روش‌های تحلیلی دارای معایبی همچون میزان انتخاب‌گری پایین و حساسیت پایین است. روشی موسوم به استخراج فاز جامد نسبت به روش‌های تحلیلی از مزایای قابل توجهی برخوردار است. در این روش از یک جاذب به‌منظور استخراج و اندازه‌گیری یون‌ها استفاده می‌شود.

دکتر محمد بهبهانی ضمن تأکید بر خطرات حضور فلزات سنگین در آب و غذا، هدف از انجام این پژوهش را این‌گونه بیان کرد: «فلزات سنگین می‌توانند با اتصال به غشای سلول‌ها، روند انتقال مواد از دیواره سلول را مختل کنند. همچنین رسوب این فلزت در بافت‌های بدن از قبیل استخوان و چربی مشکلاتی را به وجود می‌آورند. از این ‌رو، هدف از انجام این طرح را ارائه یک روش حساس و کارآمد جهت جداسازی و اندازه‌گیری مقادیر اندک یون‌های فلزات سنگین از کادمیم، مس، نیکل و سرب در محیط‌های آبی عنوان بوده است».

وی در ادامه افزود: «با استفاده از نانوژل سنتز شده در این طرح، می‌توان فلزات سنگین را در مدت‌زمان کوتاه و به ‌وسیله یک دستگاه ارزان‌قیمت مقادیر اندک فلزات سنگین را در نمونه‌های زیستی اندازه‌گیری کرد. این روش نسبت به روش‌های مشابه از حساسیت و انتخاب‌گری بالاتری برخوردار است».

در این طرح تحقیقاتی، همزمان از خصوصیات نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن و پلیمر پلی 4-وینیل پیریدین (نانوژل) حساس به اسیدیته به ‌عنوان یک جاذب یون فلزات سنگین استفاده شده است. به علت جداسازی آسان نانوذرات مغناطیسی از محیط و کارایی بالای نانوژل حساس به pH در اسیدیته بهینه، این نانوژل برای جداسازی فلزات سنگین به‌عنوان یک روشی بسیار کارآمد ارائه شده است.

بهبهانی در رابطه مراحل انجام این طرح گفت: «ابتدا نانوژل متشکل از نانوذزات مغناطیسی اکسید آهن و پلیمر حساس به pH به‌عنوان یک جاذب طراحی و سنتز شد به ‌نحوی‌که بتواند همزمان یون‌های فلزات سرب، مس، نیکل و کادمیم را شناسایی کند. سپس این نانوژل به کمک آزمون‌هایی نظیر FTIR، XRD و میکروسکوپ‌های SEM و TEM مشخصه‌یابی شد. در ادامه این نانوژل جهت شناسایی یون‌های مذکور مورد استفاده قرار گرفته و یون‌های جذب شده به کمک روش طیف‌نگاری جذب اتمی شعله اندازه‌گیری شد و در نهایت تأثیر پارامترهای گوناگون بر فرایند جذب مورد مطالعه قرار گرفت».

حد تشخیص این روش برای فلزات کادمیم، مس، نیکل و سرب به ترتیب 0/03، 0/2، 0/6 و 0/9 میکروگرم بر لیتر بوده است که قدرت روش ارائه شده برای آنالیز فلزات سنگین مذکور با دستگاه جذب اتمی شعله را نشان می‌دهد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر محمد بهبهانی، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا، دکتر یاسمین بیده، دانش آموخته دوره دکترای دانشگاه شهید بهشتی تهران، سامان باقری، دانش‌آموخته دوره کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد واحد تهران شمال، مانی سالاریان، دانشجوی دوره دکترای دانشگاه گئورگیا استیت آمریکا، فریبرز امیدی، دانشجوی دوره دکترای دانشگاه علوم پزشکی تهران و دکتر محمدرضا نبید، عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی تهران است.