تنقية المياه بالتحفيز الضوئي- محمد شهاب

<!--

<!--<!--

تنقية المياه بالتحفيز الضوئي

محمد شهاب

<!--

<!--<!--

توصل الباحثون إلى تقنية جدية لتنقية ماء أحواض الأسماك تعتمد على حبيبات ثاني أكسيد التيتانيوم TiO2 وعملية التحفيز الضوئي. تم انتاج جهاز تنقية الماء هذا بفضل برنامج بحث أوربي يضم مجموعة من الشركات المتوسطة والصغيرة والمعهد التكنلوجي كورك في آيرلندا.

استخدام حبيبات ثاني اكسيد التيتانيوم TiO2 النانوية بعد تحويله لفيلم سميك على شريحة من الزجاج بتقنية السول جيل كمحفز ضوئي في ازالة تلوث المواد العضوية من الماء، والذي اعطى فعالية كبيرة في تحويل الماء المختلط بصبغة عضوية (ميثيل اورانج) الى ماء نقي خلال 4 ساعات من تعرض الماء الملوث لاشعة فوق بنفسجية مسلطة على المحفز الضوئي المغمور في الماء. ترتكز هذه التقنية على عملية التحفيز الضوئي Photocatalysis والتي لها تطبيقات عديدة مفيدة في مجال الحفاظ على البيئة. عملية التحفيز الضوئي هي عبارة عن تفاعل يستخدم فيه الضوء كمنشط للمادة التي سوف تعمل على زيادة معدل التفاعل الكيميائي بدون ان يكون لها دور في التفاعل نفسه.

باتريك دنلوب، باحث في جامعة ألستريقول:“نقوم بتحميل زجاج هذا الحوض ثم نستخدم الصمام الثنائي الباعث للأشعة فوق البنفسجسة أو LED . ماء حوض الأسماك يمر في المفاعل، ويدور حول لولب حبيبات ثاني أكسيد التيتانيوم ويعود من بعد إلى الحوض .”الأشعة فوق البنفسجية تستخدم لتنقية المياه لأن أشعة الضوء تقتل البكتيريا والفيروسات. لكن الأنظمة المستخدمة حالياً هي مصابيح الزئبق وهي مادة مكلفة ومضرة بالبيئة. الباحثون في المعهد التكنلوجي كورك يعملون بطريقة أخرى..

ليام لويس باحث في مركز الضوئيات وتحليل العمليات، المعهد التكنلوجي كورك:الضوء يخرج من هذا الجهاز هنا، يتوجه إلى الأسفل عبرألياف هذا الكاشف، فنحصل على صورة تعرض على الشاشة تزودنا بمعلومات عن توزيع وشدة الضوء الذي يخرج من الصمام الثنائي الباعث للضوء LED. نتمكن من استخدام البيانات لضبط الجهاز. واستخدامها بكفاءة لعمل نماذج مختلفة من المفاعلات.

ناتاليا روبروفا، المعهد التكنولوجي، كورك:. تقول” نعمل على تعديل شدة ضوء الأشعة فوق البنفسجية، نقيس كمية الحزمة الضوئية التي تصل على السطح لضبط المسافة بين المصدر والسطح، سرعة رد الفعل (الكيميائية والجسدية) تعتمد على كثافة الضوء وبذلك نتمكن من حساب سرعة تنقية المياه.”

منسق االمشروع نيال بلوستر يقول إن هذه التقنية بدأت تستخدم بشكل ملحوظ خاصة في مجال الأشعة فوق البنفسجية:” استخدام تقنية الصمام الثنائي LED بدأ يثير اهتمام عدد كبير من الذين لا يستخدمونها الآن لكنهم يتابعون مراحل تطورها ليتسنى لهم اللجوء إليها في الوقت المناسب في استخداماتهم وتطبيقاتهم.”

عملية التحفيز الضوئي هي عبارة عن تفاعل يستخدم فيه الضوء كمنشط للمادة التي تعمل على زيادة معدل التفاعل الكيميائي بدون ان يكون لها دور في التفاعل نفسه. في البداية، هدف الباحثين كان انتاج مفاعل للشركات الكبيرة قبل فكرة المحافظة على التوازن البيئي في أحوض الأسماك.

جون بروتشاتسكا ، مهندس كيميائي يقول: “ هناك امكانيات لتنقية المياه وبكفاءة لنسبة كبيرة من الملوثات لكن هناك صعوبة على بعض المستويات. لذلك فان تقنية التحفيز الضوئي مفيدة جدا. أدركنا أنه من الصعب استخدامها في المشاريع الكبيرة لأنها كثيرة التكلفة وتستغرق وقتاً طويلاً.”

هذا المفاعل الصغير قد يمهد الطرق لإنتاج اجهزة أكبر لتنقية الماء في المجالات الصناعية.