حذف فلزات سنگین از آب به كمك نانوژل
به گزارش پایگاه ستاد وی‍ژه توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، این سیستم كه طراحی و ساخت آن در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است، می‌تواند توسط اداره‌ی استاندارد جهت بازرسی نمونه‌های زیست‌محیطی و غذایی مورد استفاده قرار گیرد.
از آن جایی كه یون فلزات سنگین از قبیل مس، كادمیم 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 به‌كارگیری فرایندهای بسیار پیچیده‌ی 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 یك جاذب به‌منظور استخراج و اندازه‌گیری یون‌ها استفاده می‌شود.
دكتر محمد بهبهانی ضمن تأكید بر خطرات حضور فلزات سنگین در آب و غذا، هدف از انجام این پژوهش را این‌گونه بیان كرد: «فلزات سنگین می‌توانند با اتصال به غشای سلول‌ها، روند انتقال مواد از دیواره‌ی سلول را مختل كنند. همچنین رسوب این فلزت در بافت‌های بدن از قبیل استخوان و چربی مشكلاتی را به وجود می‌آورند. ازاین‌رو، هدف از انجام این طرح را ارائه‌ی یك روش حساس و كارآمد جهت جداسازی و اندازه‌گیری مقادیر اندك یون‌های فلزات سنگین از كادمیم، مس، نیكل 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 كوتاه و به‌وسیله‌ی یك دستگاه ارزان‌قیمت مقادیر اندك فلزات سنگین را در نمونه‌های زیستی اندازه‌گیری كرد. این روش نسبت به روش‌های مشابه از حساسیت و انتخاب‌گری بالاتری برخوردار است.»
در این طرح تحقیقاتی، همزمان از خصوصیات نانوذرات مغناطیسی اكسید آهن و پلیمر پلی 4-وینیل پیریدین (نانوژل) حساس به اسیدیته به‌عنوان یك جاذب یون فلزات سنگین استفاده شده است. به علت جداسازی آسان نانوذرات مغناطیسی از محیط و كارایی بالای نانوژل حساس به pH در اسیدیته بهینه، این نانوژل برای جداسازی فلزات سنگین به‌عنوان یك روشی بسیار كارآمد ارائه شده است.
بهبهانی در رابطه مراحل انجام این طرح گفت: «ابتدا نانوژل متشكل از نانوذزات مغناطیسی اكسید آهن و پلیمر حساس به pH به‌عنوان یك جاذب طراحی و سنتز شد به‌نحوی‌كه بتواند همزمان یون‌های فلزات سرب، مس، نیكل و كادمیم را شناسایی كند. سپس این نانوژل به كمك آزمون‌هایی نظیر FTIR، XRD و میكروسكوپ‌های SEM و TEM مشخصه یابی شد. در ادامه این نانوژل جهت شناسایی یون‌های مذكور مورد استفاده قرار گرفته و یون‌های جذب شده به كمك 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 كادمیم، مس، نیكل و سرب به ترتیب 0/03، 0/2، 0/6 و 0/9 میكروگرم بر لیتر بوده است كه قدرت روش ارائه شده برای آنالیز فلزات سنگین مذكور با دستگاه جذب اتمی شعله را نشان می‌دهد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دكتر محمد بهبهانی-عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا- دكتر یاسمین بیده – دانش آموخته ی دوره ی دكترای دانشگاه شهید بهشتی تهران- سامان باقری- دانش آموخته ی دوره ی كارشناسی ارشد دانشگاه آزاد واحد تهران شمال-مانی سالاریان- دانشجوی دوره ی دكترای دانشگاه گئورگیا استیت آمریكا- فریبرز امیدی- دانشجوی دوره ی دكترای دانشگاه علوم پزشكی تهران- و دكتر محمد رضا نبید – عضو هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی تهران- است. نتایج این كار در مجله‌ی Microchimica Acta (جلد 183، شماره‌ی 1، سال 2016، صفحات 111 تا 121) به چاپ رسیده است.
