افزایش بهره‌وری در صنعت پرورش آبزیان با کمک فناوری نانو
آبزیان یکی از مهم‌ترین منابع غذایی در سراسر جهان محسوب می‌شوند. تهیه آن‌ها می‌تواند به‌طور طبیعی از طریق صید و یا به‌طور مصنوعی از طریق احداث استخرهای پرورش آبزیان صورت گیرد. نیتروژن و ترکیبات آن در آب به‌طور فراوان یافت می‌شوند که برخی از آن‌ها مفید و برخی از آن‌ها مضر هستند. آمونیاک یکی از ترکیبات نیتروژن دار مضر در آب هستند که در مقادیر زیاد می‌توانند موجب مرگ آبزیان شوند. در محیط دریا این ترکیبات نیتروژن دار توسط گیاهان دریایی و باکتری‌ها تبدیل و تغذیه می‌شوند. اما در استخرهای پرورش ماهی به دلیل عدم حضور گیاهان و برخی باکتری‌ها، غلظت نیتریت، نیترات و آمونیاک دائماً افزایش می‌یابد. این امر تعویض آب استخرها را به‌صورت دوره‌ای اجتناب ناپذیرمی‌کند.
دکتر محمدعلی زلفی گل، محقق طرح با تأکید بر لزوم انجام این پژوهش به لحاظ اقتصادی و زیست‌محیطی در مورد اهداف این طرح گفت: هدف از انجام این طرح جایگزینی فرایند تبدیل ترکیبات نیتروژن دار به یکدیگر که در محیط طبیعی دریا با کمک گیاهان و باکتری‌ها انجام می‌شود، با فرایند اکسایش پیشرفته بوده است. جهت نیل به این هدف یک راکتور فتومغناطیسی طراحی و ساخته شده که می‌تواند با کمک نانوذرات مغناطیسی فتوکاتالیستی تبدیل این ترکیبات را انجام دهد.
وی در خصوص مزایای استفاده از نتایج این طرح افزود: هزینه راه‌اندازی این سیستم نسبت به روش‌های مشابه بسیار پایین‌تر خواهد بود. همچنین با توجه به مشکلات مربوط به کمبود آب در ایران، بیش از 95 درصد صرفه‌جویی در مصرف آب می‌تواند به‌عنوان مهم‌ترین مزیت این طرح محسوب شود. به‌علاوه، طی انجام این فرایند هیچ‌گونه مواد آلاینده و مضری به محیط‌زیست وارد نخواهد شد.
محقق طرح تصریح کرد: در سیستم طراحی شده در این طرح واکنش‌های تبدیل ترکیبات نیتروژن دار به یکدیگر از طریق دو مرحله جداگانه صورت می‌پذیرد. در مرحله اول راکتور فتومغناطیسی آمونیاک را به نیترات (به صورت تک مرحله‌ای و مستقیم) تبدیل می‌کند و در مرحله بعد نیترات توسط سیستم طراحی شده به عنوان منبع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نانوذرات فتوکاتالیستی به دلیل دارا بودن خاصیت مغناطیسی پس از اجرای فرایند اکسیداسیون، توسط یک سری میله‌های مغناطیسی جذب می‌شوند و همین امر سبب می‌شود از ورود این نانوذرات به مخزن نگهداری ماهی و گیاه جلوگیری شود.
زلفی گل در خصوص مراحل انجام این طرح گفت: برای انجام این پژوهش ابتدا یک راکتور فتومغناطیسی جدید طراحی و ساخته شد. سپس با بهره‌گیری از فناوری نانو، طی مراحل سه گانه نانوذرات کامپوزیتی دی‌اکسید تیتانیوم/سیلیس/اکسید آهن سنتز شده و به‌منظور فرایند اکسایش پیشرفته در راکتور فتومغناطیسی استفاده شد. در ادامه پارامترهایی از قبیل pH، هدایت، روند رشد ماهی، کشش سطحی، چگالی و مقدار اکسیژن محلول در آب مورد بررسی قرار گرفت.
وی خاطرنشان کرد: نتایج حاکی از آن است که سیستم طراحی شده از شرایط کاری پایداری برخوردار بوده و به تغییرات محیطی حساس نیست. به‌علاوه، مغناطیسه شدن آب موجب افزایش غلظت اکسیژن محلول در آب شده که این موضوع به رشد گیاهان و ماهی‌ها کمک شایانی خواهد کرد.
نتایج این تحقیقات که حاصل تلاش‌های دکتر محمدعلی زلفی گل و دکتر وحید خاکی‌زاده از اعضای هیأت علمی دانشگاه بوعلی سینای همدان و دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی تهران و هادی رضایی وحیدیان، حمید صالح زاده، علیرضا سلیمانی و احمد رضا موسوی زارع از دانشجویان مقطع دکترای این دانشگاه و محققانی از کشورهای آلمان، اسپانیا، کانادا و هنگ کنگ است، در مجله RCS Advances منتشر شده است.
No tags for this post.
