شاید باورش سخت باشد آنتی بیوتیکهایی که برای درمان بیماریها استفاده میکنیم در چرخه طبیعت و همراه آب و خاک و محصولات کشاورزی میتوانند دوباره به بدن ما برگردند و خطرساز شوند. این آلایندهها در تمام کشورهای دنیا مورد توجه هستند و روشهای حذف آنها از حوزههای تازهای است که علوم مختلف را به هم پیوند میدهد. بر همین اساس یکی از محققان کشور موفق شده است با ارائه طرحی پژوهشی راهکاری برای تصفیه این آلایندهها از آب پیشنهاد دهد. دکتر سمیه سهرابیشاهسواری، دانشآموخته مقطع دکتری مهندسی شیمی دانشگاه امیرکبیر در گفتوگو با جامجم از اهمیت اجرای این روش برای تصفیه آنتیبیوتیک آموکسیسیلین از آب شهری میگوید.
چیزی حدود ۸۰درصد آنتیبیوتیک های مورد استفاده انسان به فاضلابها، آبهای زیرزمینی، آبهای سطحی و... بازمیگردد و در این جریان ممکن است زمینهای کشاورزی که با آبهای سطحی یا زیرزمینی آبیاری میشوند هم آلوده گردند. از سوی دیگر این مواد میتواند نوعی آلاینده برای محیطزیست به حساب بیاید و برای جانداران خطرساز شود و درنهایت تعادل محیطزیست را برهم بزند. به همین دلیل سازمان جهانی بهداشت درباره این آلایندهها هشدار جدی داده است. دکتر سهرابی خطر این مواد برای انسان را اینطور توضیح میدهد: پخش شدن آنتیبیوتیکها در آب و محصولات غذایی باعث میشود اثرگذاری این داروها برای انسانها کاهش پیدا کند.
فراگیرترین آلاینده آنتیبیوتیکی تهران
به گفته دکتر سهرابی، طبق تحقیقات انجامشده، بیشترین میزان آلایندگی آنتیبیوتیکی در تهران مربوط به آموکسیسیلین است که باعث برخی عفونتها و بیماریهایپوستی میشود و حتی ممکن است برای برخی حیوانات مثل ماهیها هم مشکلات و بیماریهایی را ایجاد کند.
برای حذف این مواد سه روش کلی وجود دارد: روش فیزیکی یا جذب، روش زیستی و روش اکسیداسیون. دکتر سهرابی ضمن مقایسه این روشها با یکدیگر میگوید: معمولا برای حذف آلایندهها روش جذب رایجترین روشی است که به کار میرود. در روش جذب ما آلاینده را از فاز مایع به فاز جامد منتقل میکنیم و آن ماده جامد را باید یا دفن یا در مکانی جمعآوری کنیم. سختی روشهای زیستی هم این است که سرعت کمی دارند و برخی از آلایندهها هم نسبت به این روش مقاوم هستند. به همین دلیل است که روش جذب و روش زیستی بازدهی قابلقبولی ندارند و ما تصمیم گرفتیم سراغ روشهای اکسیداسیون پیشرفته برویم.
استفاده از روزهای آفتابی
دکتر سهرابی راهکار پژوهشی خود برای حذف آلایندهها از آب را اینطور توضیح میدهد: از بین روشهایی که در این حوزه وجود دارد برای تجزیه آلایندههایی که زیستتجزیهناپذیر هستند از روشهای فوتوکاتالیستی استفاده میکنیم. او درباره این روش میگوید: از آنجا که کشور ما در معرض تابش نور زیادی قرار دارد و این کاتالیستها (موادی که سرعت واکنش شیمیایی را افزایش میدهند یا به افزایش بازده واکنش شیمیایی کمک میکند) با نور فعال میشوند. درواقع در این روش انرژیای که برای تجزیه این آلایندهها لازم است با نور تامین میشود.» وی میافزاید: اگر اکسیدکنندهای در کنار فوتوکاتالیستها باشد بازدهی این فرآیند افزایش پیدا میکند بنابراین ما باید اکسیدکننده مناسبی را هم برای بهبود این فرآیند انتخاب میکردیم. در این مرحله ما از هیدروژن پر اکسید که از بقیه بازدهی بهتری داشت و دربرابر طیف وسیعی از آلایندهها کاربرد داشت استفاده کردیم. البته نگهداری از هیدروژن پر اکسید الزامات خاصی دارد مثلا حتما باید در ظروف تیره قرار بگیرد، چون دربرابر نور تجزیه میشود. از سوی دیگر بهدلیل اینکه مایع هست ممکن است برخی آلایندهها را به خود جذب کند و خطراتی را به همراه داشته باشد. او راهکاری که برای حل این مسأله به کار برده است را اینطور شرح میدهد: ما به دنبال روشهایی بودیم که بتوانیم اکسیدکننده را درون محیط تولید و از مشکلات نگهداری آن عبور کنیم. این شد که به سمت بیوفوتوکاتالیست رفتیم یعنی به کاتالیست جایگاه اثرگذاری یک عامل زیستی اضافه کردیم تا بتواند در محل، هیدروژن پراکسید تولید کند. این جایگاه اثرگذاری عامل زیستی، نوعی آنزیم به نام گلوکز اکسیداز است که میتواند در شرایط محیطی با بازه دمایی ۲۰ تا ۵۰ هیدروژن پراکسید تولید کند. دکتر سهرابی در پاسخ به این سؤال که آیا این پژوهش وارد مرحله اجرایی و کار عملیاتی هم شده یا خیر، میگوید: بله، همین روش را برای حذف باکتری از واحد خنککننده نیروگاه برق (الستوم) طرشت که در زمینه تولید انرژی الکتریکی فعال است استفاده کردیم. به این ترتیب آنزیم در شرایط عملیاتی صنعتی و در سال ۱۴۰۰ آزمون خود را پس داده است.
چشماندازها برای تجاری سازی و صادرات
تجاری کردن طرحهای مهمی که در سلامت مردم نقش دارد، میتواند برای بسیاری از کشورها الویت باشد.
دکتر سهرابی از برنامههای خود و دانشگاه امیرکبیر برای تجاریسازی طرح میگوید: ابتدا باید در چند نیروگاه دیگر این راهکار اجرایی شود و پس از آن بتوانیم در مراکز تصفیه آب شرب هم از آن استفاده کنیم. وی درخصوص امکان صادراتی این روش معتقد است کشورهایی مثل افغانستان و عراق که شاید تصفیهخانههای خوبی نداشته باشند از سیستمهای قابل جابهجایی (پرتابل) که فضای زیادی را هم اشغال نمیکند، میتوانند استفاده کنند. این سیستمها در ابعاد سانتیمتر و کمتر از یک متر طراحی میشوند و در صورت لزوم قابلیت طراحیها بزرگتر آنها متناسب بانیاز هم وجود دارد.
دغدغههای پژوهش در فناوریهای جدید
توجه به دغدغههای دانشجویان و پژوهشگرانی که درصدد اجرای پروژههای مهم تحقیقاتی و ارائه طرحهای مبتنی بر فناوریهای نوین هستند، میتواند گسترهای از مشکلات، نیازها و چالشهای علمی و صنعتی کشور را حل کند، بر همین اساس دکتر سهرابی از طرح شهید احمدی روشن که از سوی بنیاد ملی نخبگان ارائه شده یاد میکند و میگوید: این طرح زمینه همکاری بین رشتهای را فراهم کرده و باعث شده مسائل علمی کشور از جنبههای مختلف مورد بررسی قرار بگیرد. این موضوع میتواند برای دانشجویان امیدبخش باشد و احساس مفید بودن و مسئولیتپذیری را در آنها تقویت کند. وی با اشاره به اهمیت بحث مالی و حمایت از دانشجویان برای افزایش انگیزه تصریح میکند: متاسفانه واریزی پروژههایی که برای دانشگاه انجام میشود بسیار با تاخیر است. از سوی دیگر، بودجه پژوهشی که برای دانشجوی دکتری در آزمایشگاه راهبری داده میشود، حدود دو میلیون تومان بوده و این مبلغ بسیار کم است. اگر معیاری وجود داشته باشد که تعداد مقالات و کیفیت کار دانشجویان و پژوهشگران در آن مورد سنجش قرار گیرد و بر اساس آن این مبلغ تعیین شود، نتایج بهتری حاصل میشود. با وجود این، او معتقد است شبکه آزمایشگاهی راهبردی بهعنوان بستری برای به اشتراک گذاشتن دستگاهها و ارائه خدمات آزمایشگاهی در کل کشور در پیشرفت پروژههای دانشگاهی و صنعتی نقش بسیار مهمی را ایفا میکند و قادر است نیاز دانشجویان را برای انجام تحقیقات در خارج از کشور تا حد قابل توجهی برطرف میکند.
بهرهگیری از مواد سازگار با محیط زیست
به گفته محقق این پژوهش، یکی دیگر از بخشهای مهم این پروژه، تثبیت کاتالیست در آب است. دکتر سهرابی میگوید: اگر کاتالیست تثبیت شده نباشد برای جداسازی آن از محلول نیاز به سانتریفیوژ داریم. در واقع کاتالیست تثبیت نشده باعث کدر شدن محلول میشود و نور دیگر نمیتواند از چنین محلولی عبور کند در نتیجه بازدهی کارمان پایین میآید، اما کاتالیست تثبیت شده این مشکلات را ندارد. او با دغدغه کاهش استفاده از مواد شیمیایی تلاش کرده از اسیدهای چرب با منشأ حیوانی و گیاهی استفاده کند تا روشی که به کار میبرد با محیطزیست هم سازگارتر باشد.
ارتباطات بینالمللی برای پیشرفت فناوری
سهرابی در پاسخ به این سؤال که وضعیت دیگر کشورها در ارائه راهکار برای حذف آلایندههایی از جنس آنتیبیوتیک چیست، میگوید: کشور چین با تخصیص بودجه فراوان توانسته سامانههای میکروفلوئیدیک را توسعه دهد و جایگاه ویژهای را در جهان در این زمینه کسب کند. با توجه به ظرفیتهایی که در کشور ما وجود دارد، امید داریم مسئولانی که برای بودجههای پژوهشی تصمیم میگیرند، نگاه ویژهای به این بخش داشته باشند و در ارتباطات بینالمللی همکاریهای پژوهشی در زمینه ساخت سامانههای میکروفلوئیدیک (ریز سیال) را توسعه دهند و از ظرفیتهای سازمان همکاریهای شانگهای برای کمک به پژوهشگران داخلی بهره بگیرند. فناوری میکروفلوئیدیک از حوزههای لبه دانش است و دانش فنی ساخت بسیاری از محصولات وابسته به آن در کشور بومی شده است. مراکز رشد و شتابدهنده که در کشور داریم برای تجاریسازی محصولات اینچنینی در تلاش هستند. دکتر سهرابی درباره مرکز فبلب میکرونانوالکتریک که بهتازگی در کشور افتتاح شده میگوید: امیدواریم این مرکز تولید نیمه صنعتی، کمککننده باشد و مسیر پیشرفتهای این حوزه را هموارتر کند.
روزنامه جام جم