مع تزايد النشاطات الصناعية حول العالم، ارتفعت كميات مياه الصرف الصناعي المحملة بالملوثات العضوية وغير العضوية، مما يشكل تهديداً كبيراً للبيئة والصحة العامة. في هذا السياق، برزت المواد النانوية كأحد أكثر الحلول الواعدة والفعّالة لمواجهة هذه التحديات البيئية المعقدة.<br />ما هي المواد النانوية؟<br />المواد النانوية هي مواد يتراوح حجمها بين 1 إلى 100 نانومتر. وعند هذا النطاق الدقيق، تظهر للمادة خصائص فيزيائية وكيميائية فريدة تختلف عن خواصها في الحالة الطبيعية، مثل زيادة النشاط السطحي، والقدرة على الامتزاز، والمجالات الإلكترونية الفعّالة. هذه الخصائص تجعلها مثالية للتطبيق في معالجة المياه.<br />آليات استخدام المواد النانوية في معالجة المياه<br />تُستخدم المواد النانوية بطرق متعددة لتنقية مياه الصرف الصناعي، منها:<br />1. الامتزاز (Adsorption):<br />تُستخدم جسيمات مثل أوكسيد الحديد النانوي والكربون النانوي لامتصاص الملوثات مثل المعادن الثقيلة (الرصاص، الزئبق، الكادميوم) من الماء، بفضل مساحتها السطحية العالية.<br />2. التحفيز الضوئي (Photocatalysis):<br />تعتمد هذه التقنية على استخدام مواد مثل ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي (TiO₂) التي تنشط بوجود الضوء (غالباً فوق البنفسجي)، لتكسير المركبات العضوية السامة مثل الأصباغ والمبيدات.<br />3. الأغشية النانوية (Nanofiltration Membranes):<br />تستخدم في عمليات الترشيح الدقيقة لفصل الشوائب الصغيرة والملوثات، وهي أكثر فعالية وأطول عمراً من الأغشية التقليدية.<br />4. التعقيم وقتل البكتيريا:<br />لبعض المواد النانوية، مثل جسيمات الفضة النانوية (AgNPs)، خصائص مضادة للبكتيريا، مما يجعلها مثالية لتعقيم المياه بجانب تنقيتها.<br />المزايا البيئية والاقتصادية<br />• كفاءة عالية في إزالة الملوثات حتى بتركيزات منخفضة.<br />• إمكانية إعادة استخدام المياه المعالجة في الصناعة أو الزراعة.<br />• تقليل استهلاك المواد الكيميائية التقليدية.<br />• تقليل حجم الحمأة الناتجة عن المعالجة.<br />التحديات والاعتبارات<br />رغم هذه المزايا، لا يخلو استخدام المواد النانوية من تحديات، منها:<br />• الحاجة إلى تقييم الأثر البيئي لهذه المواد بعد استخدامها.<br />• تكلفة إنتاج بعض المواد النانوية لا تزال مرتفعة نسبياً.<br />• غياب تشريعات واضحة تنظم استخدامها في كثير من الدول.<br />تمثل المواد النانوية ثورة حقيقية في مجال معالجة مياه الصرف الصناعي، بفضل خصائصها الفريدة وكفاءتها العالية. ومع استمرار البحث والتطوير، يُتوقع أن تحتل هذه التقنية مكانة مركزية في أنظمة المعالجة المستقبلية، بما يسهم في حماية البيئة وتحقيق الاستدامة الصناعية.<br /><br /><br /><br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق