به گزارش ایسنا و به نقل از ادونسد ساینس نیوز، تراکم آرسنیک غیرآلی در آب‌های زیرزمینی، به نگرانی بزرگی در حوزه سلامت عمومی در سراسر جهان تبدیل شده است. آز آنجا که آرسنیک در پوسته زمین وجود دارد، سفره‌های آب زیرزمینی نیز به واسطه تماس با سنگ‌های حاوی آرسنیک، در تعامل با آن قرار می‌گیرند. یکی از سمی‌ترین ترکیبات حاصل از این تعامل که به آب راه پیدا می‌کند، "آرسنیت"(Arsenite) نام دارد.
تخمین زده می‌شود که حدود 200 میلیون انسان ساکن در 70 کشور جهان، آب حاوی آرسنیت و دیگر ترکیبات غیرآلی را می‌نوشند که "سازمان جهانی بهداشت"(WHO) میزان آن را 10 میکروگرم در هر لیتر تشخیص داده است.
بنگلادش به طور خاص، از مشکل بزرگ وجود آرسنیک غیرآلی در آب رنج می‌برد و حدود 60 درصد از جمعیت این کشور، تحت تاثیر آب آلوده به آرسنیک قرار دارند.
این آمار نشان می‌دهند که نیاز به کشف روش‌هایی برای تصفیه موثر آب، موضوعی بسیار ضروری به شمار می‌رود؛ به خصوص برای افرادی که در مناطقی با بالاترین سطح آرسنیک در آب ساکن هستند و یا در اطراف این مناطق زندگی می‌کنند.
وجود آرسنیک در آب، مشکل جدیدی نیست و در حال حاضر هم مقادیری از این ماده در آب وجود دارند. مشکل اینجاست که بسیاری از روش‌های تصفیه آب، به گذراندن مراحلی نیاز دارند که انرژی بالایی می‌طلبد و در این روند، ضایعات شیمیایی به جا می‌گذارند.
چاره این مشکل، یافتن روشی است که امکان پاکسازی آب از آرسنیک با کمترین اثرات محیطی فراهم شود. گروهی از پژوهشگران "دانشگاه ایلینوی در اربانا- شمپین"(U of I) در بررسی جدید خود، تلاش کردند تا گامی به سوی تحقق یافتن این روش بردارند.
پژوهشگران، ابزاری ابداع کرده‌اند که می‌تواند میزان تراکم آرسنیک در آب را تا 90 درصد کاهش دهد. میزان انرژی مورد استفاده این ابزار برای انجام دادن کار خود، 10 برابر کمتر از میزان انرژی مورد نیاز برای کار با روش‌های کنونی استخراج آرسنیک از آب است.
نکته مهم افزایش تاثیر این ابزار، در استفاده از الکترودهای پلیمری خاصی نهفته است که آرسنیت را اکسید می‌کنند. میزان سم آرسنیت، بسیار بالا است در حالی که "آرسنات"(Arsenate)، سم کمتری را در بر دارد؛ در نتیجه تبدیل آرسنیک غیرآلی از مرحله اکسیداسیون به مرحله دیگر می‌تواند میزان سمی بودن آب را به صورت قابل توجهی کاهش دهد.
این ایده، جدید نیست اما تلاش‌های پیشین برای اکسید کردن آرسنیت، مشکل‌ساز بوده و مشکلات روش‌های متداول الکتروشیمیایی موسوم به "دیونیزاسیون خازنی"(CDI) را برای پاکسازی آب را به همراه داشته است.
پژوهشگران دانشگاه ایلینوی توانستند با ابداع الکترودهایی که برای آرسنیت انتخاب می‌شوند، بر محدودیت روش دیونیزاسیون خازنی غلبه کنند. آب آلوده، از میان این ابزار عبور می‌کند تا آرسنیت را اکسید و به آرسنات تبدیل کند و نهایتا آب تصفیه شده ارائه دهد.
"ژیائو سو"(Xiao Su)، پژوهشگر دانشگاه ایلینوی و سرپرست این پروژه گفت: نیروی لازم برای طی کردن این فرآیند، از واکنش‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شود؛ در نتیجه این ابزار جدید برای راه‌اندازی، به الکتریسیته زیادی نیاز ندارد و الکترودها را براساس ظرفیت الکتروشیمیایی آنها مورد استفاده مجدد قرار می‌دهد.
این ابزار می‌تواند با استفاده از پنل‌های خورشیدی نیز کار کند و همین موضوع، پیشرفتی برای مناطقی مانند بنگلادش خواهد بود که آب آنها آلوده به آرسنیک است و ذخیره نیروی محدودی نیز دارند.
سو افزود: ابداع این ابزار، پیشرفتی برای فناوری تصفیه آب به شمار می‌رود اما هنوز چالش‌هایی وجود دارند که باید بر آنها غلبه شود. هدف ما این است تا دوام الکترودها را افزایش دهیم زیرا این ابزار هنگام استفاده باید بارها بچرخد. ما باید مطمئن شویم که این ابزار نه تنها برای کاهش آرسنیک مناسب است بلکه دوام بالایی دارد و می‌تواند جایگزین خوبی برای روش‌های کنونی تصفیه آب باشد.
سو و گروهش امیدوارند که بتوانند در آینده نزدیک، بر این تحولات شیمیایی غلبه کنند و فناوری مناسبی برای پیشبرد تلاش‌های جهانی در راستای پاکسازی آب ارائه دهند.
این پژوهش، در مجله "Advanced Materials" به چاپ رسید.
