دراسة: معالجة حيوية لمياه الصرف بمواد نانو محضرة من ليف النخيل وسيقان القطن

كتب: محمد كامل

النتائج أثبتت أن الري المطول بالماء الملوث أدى إلى رفع مستويات التربة من أيونات الرصاص والكادميوم.

بما أن الماء هي أساس الحياة لذا يعد توفير مصدر نظيف وعالي الجودة للمياه أمرًا ضروريًا للإنسان وكما يعتبر تلوث المياه من أهم المشكلات البيئية التي يجب التعامل معها كما تعد المعادن الثقيلة والتلوث الميكروبي من المشاكل البيئية الرئيسية التي تشكل مصدر قلق صحي خطير لذلك أصبحت معالجة المياه العادمة قبل التخلص منها في المياه الطبيعية مصدر قلق بيئي كبير للمجتمع العلمي.

توصلت الدكتورة إيمان ربيع ذكي، الباحثة بقسم بحوث الميكروبيولوجيا الزراعية بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة من خلال رسالة الدكتوراه إلى المعالجة الحيوية لمياه الصرف باستخدامها متراكبات نانو مترية، محضرة من المخلفات الزراعية ودراسة تأثيرها على نشاط بعض أنزيمات التربة، وذلك تحت أشراف الدكتور صابر محمود رئيس قسم بحوث الميكروبيولوجيا الزراعية بمعهد بحوث الأراضي والمياه ود. مهجة شفيق أستاذ الكيمياء الحيوية بقسم الكيمياء كلية العلوم جامعة حلوان د. أمنية إبراهيم أستاذ الكيمياء التحليلية بكلية العلوم جامعة حلوان.

الدكتورة إيمان ربيع ذكي

استهدفت دراسة الباحثة تحضير أنواع مختلفة من الممتزات النانو مترية من الكربون المنشط المضادة للميكروبات باستخدام بعض المخلفات الزراعية وتضمينها جزيئات الماجنتيت وجزيئات الفضة النانو مترية.

موضحة تم تحضير الكربون المنشط من ليف النخيل وسيقان القطن باستخدام محلول هيدروكسيد البوتاسيوم وكربونات البوتاسيوم عند تركيز 30%، وزن / حجم وقد سميت عينات الكربون المنشط كيميائيا AC1 وAC2 وCS1 وCS2 .

واستكملت د. إيمان أنه تم تحضر جزيئات الماجنتيت وجزيئات الماجنتيت على الكربون المنشط النانو مترية بطريقة الترسيب وعلاوة على ذلك تم تصنيع جزيئات الفضة النانو مترية بطريقة الاختزال التقليدية ثم دمجها مع جزيئات الماجنتيت على الكربون المنشط النانو مترية لاستخدامها كمضادات للميكروبات.

وتابعت د. أيمان تم توصيف المواد الممتزة النانو مترية المحضرة باستخدام تحليل XRD و SEM / EDX و TEM و FTIR و BET مشيرة الى أنه تم إجراء تجارب الوضع الدفعي لإزالة عنصري الرصاص والكادميوم من عينات المياه ومياه الصرف بالإضافة الى دراسة الحركية والتوازن والديناميكا الحرارية وقابلية إعادة الاستخدام.

وقالت د. إيمان الهدف من الدراسة معرفة تأثير الماء الملوث بأيونات الرصاص والكادميوم على النشاط الأنزيمى للتربة (الفوسفاتيز والديهيدروجينيز) في عينات التربة والنشاط الإنزيمي (الكتاليز والبيروكسيديز) في عينات نبات الذرة في تجربة الأصيص.

نتائج الدراسة

انتهت الباحثة من الوصول بعدة نتائج من أهما قدرة Mag @ CS2-Ag و Mag @ CS1-Ag و Mag @ AC1-Ag و Mag @ AC1-Ag على الامتصاص السريع والفعال لأيونات الكادميوم والرصاص كما وجد أن بيانات الأدمصاص تتوافق مع معادلة لانجموير الايزوثرمية ومعادلة تفاعلات الرتبة الثانية وقد تم إثبات أن ادمصاص أيونات الكادميوم والرصاص بواسطة المواد المدمصة النانو مترية من خلال المعاملات الديناميكية الحرارية تفاعلاً تلقائيًا وماصًا للحرارة.

وأثبتت النتائج أيضا أنه من الممكن إعادة استخدام المواد المدمصة النانو مترية باستخدام حمض الهيدروكلوريك بكفاءة تصل الى خمس مرات وقد تم تقييم الاستخدامات المحتملة لهذه المواد لإزالة أيونات الكادميوم والرصاص من عينات المياه الحقيقية.

وأظهرت النتائج كذلك أن Mag @ AC1-Ag و Mag @ AC2-Ag و Mag @ CS1-Ag و Mag @ CS2-Ag لها تأثيرًا قويًا مضادًا ضد بكتريا القولون البرازية (Fecal coliform) سلبية الجرام والبكتريا العصوية الرقيقة Bacillus إيجابية الجرام.

أما بالنسبة لدراسة تأثير الماء الملوث بأيونات الرصاص والكادميوم على النشاط الأنزيمى للتربة ذكرت د. ايمان أن النتائج أظهرت وجود فروق معنوية في تركيز هذه الأيونات بين عينات التربة التي تم ريها بالماء الملوث والعينات المروية بماء نقى وأثبتت أن الري المطول بالماء الملوث أدى إلى رفع مستويات التربة من أيونات الرصاص والكادميوم.

كما أوضحت النتائج أن أيونات الرصاص والكادميوم لها تأثير مثبط على نشاط الفوسفاتيز القلوي والديهيدروجينيز وقد وجد أن النشاط الأنزيمى للكتاليز والبيروكسيديز قد زاد بشكل كبير في الذرة المجهدة المزروعة والمروية بالماء الملوث مقارنة بالماء النقي.