«فرهیختگان» بررسی کرد
به گزارش «فرهیختگان آنلاین»، محیط‌زیست با توجه به اهمیتی که دارد، سال‌هاست مورد‌توجه محققان و پژوهشگران دنیا قرار گرفته و چند سالی است محققان کشور هم تلاش کرده‌اند با راهکارهایی محیط‌زیست را از خطر نابودی نجات دهند. انتشار سوخت‌های فسیلی، آلاینده‌هایی که در هوا وجود دارند، آلاینده‌های موجود در آب دریاها و به‌طور کلی هر آلوده‌کننده زیستی جزء مواردی هستند که می‌توانند محیط‌زیست را به خطر بیندازند و به مرور زمان آن را به نابودی بکشانند و به دنبال آن، حیات گونه‌های مختلف جانوری ازجمله انسان نیز به معرض خطر بیفتد. دانشگاه آزاد اسلامی به‌عنوان بزرگ‌ترین مرکز آموزشی و پژوهشی در ایران در بسیاری از واحدهای دانشگاهی خود در زمینه حفظ محیط‌زیست بسیار فعال عمل کرده و دانشجویان، محققان و اعضای هیات‌علمی تاکنون دستاوردهای چشمگیری در این زمینه داشته‌اند. با توجه به نزدیک‌شدن به انتهای سال، بر آن شدیم تا گوشه‌ای از دستاوردهای واحدهای دانشگاه آزاد اسلامی را در حوزه محیط‌زیست ارائه دهیم.
نخستین طرح آکواپونیک گلخانه‌ای/ واحد گرمسار
گاهی به دلیل محدودیت فضایی که وجود دارد، کاشت گلخانه‌ای مناسب‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راهکار محسوب می‌شود. اما یکی از محققان از این قابلیت برای رشد همزمان گیاهان و آبزیان استفاده کرده است. دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرمسار چندی پیش نخستین طرح آکواپونیک گلخانه‌ای را در واحد گرمسار راه‌اندازی کرد. این واحد توانست این طرح را با سه روش مختلف به صورت گلخانه‌ای اجرایی کند. آکواپونیک شیوه نوین گلخانه‌ای است که می‌تواند پروتئین و محصولات گلخانه‌ای موردنیاز را با هم فراهم کند. به پرورش همزمان ماهی و گیاه در یک سیستم مداربسته اطلاق می‌شود، به‌گونه‌ای که ابتدا آبی را که فضولات ماهی‌ها را در خود دارد، از مخزن محل نگهداری ماهی‌ها به پالایشگرهای مکانیکی و زیستی و در ادامه به بستر کشت گیاهان هدایت می‌کنند. در این فرآیند ریشه گیاهان، موادمغذی را از فضولات ماهی جذب می‌کند و بار دیگر به مخزن پرورش ماهی برمی‌گردد. درحقیقت این طرح، یکی از پیشرفته‌ترین شیوه‌های آبزی‌پروری در یک سیستم مداربسته و رشد و پرورش گیاهان بدون‌استفاده از خاک به شمار می‌رود. برای پرورش گیاهان در این طرح از بستر، لوله و مخزن پرورش گیاه و در بخش پرورش ماهی هم از ماهی کپور استفاده می‌شود.
تصفیه پساب کارخانه‌ها با فیلتر زیستی/ واحد دامغان
یکی از اعضای هیات‌علمی واحد دامغان دانشگاه آزاد اسلامی با تولید نوعی فیلتر زیستی علاوه‌بر اینکه توانسته محیط‌زیست را از خطر پساب‌های کارخانه‌های صنعتی نجات دهد تا حد زیادی هم توانسته در مصرف آب صرفه‌جویی کند. یکی از خطرناک‌ترین پساب‌ها مربوط به کارخانه‌ها و مراکز مربوط به تولید لوازم خانگی، خودروسازی، الکترونیک و ساختمان می‌شود که با آبکاری در ارتباط هستند. در روش آبکاری تا حد زیادی از فلزات سنگینی چون سیانور استفاده می‌شود که به‌رغم آلاینده و سمی‌بودن‌شان، با ورود به بخش پساب آلایندگی زیادی برای محیط‌زیست دارند و حتی می‌تواند جان انسان‌های زیادی را هم به خطر بیندازد. اما با استفاده از فیلترهای زیستی تولیدشده به سادگی و با صرف هزینه پایینی می‌توان این مواد سمی و فلزات سنگین را از پساب کارخانه‌ها جدا کرد و مانع آلودگی محیط‌زیست با آنها شد. با این روش می‌توان مقدار زیادی هم در مصرف آب صرفه‌جویی کرد. اگر این فیلترهای زیستی به‌طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار گیرد، می‌تواند روزانه 6 تا 10 مترمکعب در مصرف آب استان تهران صرفه‌جویی کند. آبی که در این روش تصفیه می‌شود، در قالب آب مقطر یا برای آبیاری فضاهای سبز و در بخش کشاورزی به کار می‌رود.
تولید برق از دریا/ واحد بوشهر
محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد بوشهر در طرحی خلاقانه توانسته‌اند از امواج دریا انرژی الکتریسیته طراحی و تولید کنند و آزمایش‌های یک مبدل انرژی موج را برحسب ارتفاع امواج ورودی به ساحل به پایان برسانند. ایده اصلی تولید دستگاه تولید الکتریسیته از وارد‌آمدن ضربه بر اثر برخورد موج به مواد پیزوالکتریک با استفاده از امواج در دسترس دریا و حفظ محیط‌زیست گرفته شده است. محققان این واحد دانشگاهی این دستگاه را برای شرایط دریایی خلیج‌‌فارس ابداع کرده‌اند و قصد دارند با استفاده از آن در ساحل، از روشنایی آن استفاده کرده و حتی ایستگاه‌هایی برای شارژ باتری گوشی‌های هوشمند و تبلت برای عابران نصب و از انرژی گرفته‌شده برای شارژ این سیستم‌ها استفاده کنند. می‌توان این مبدل‌ها را به شکل مزرعه‌ای به کار برد که به پایگاهی با تولید توان الکتریکی بالا در خیلج‌فارس تبدیل می‌شود و حتی از آن می‌توان برای تامین برق‌های شهری، روشن کردن خط ساحلی و تامین انرژی الکتریکی در جزیره‌ها استفاده کرد. تاکنون نمونه‌ای آزمایشگاهی از این مبدل ساخته شده که یک صفحه میخ‌دار و یک صفحه از مواد پیزوالکتریک سکه‌ای از جنس کوارتز دارد و ضربه‌هایی که به این مواد وارد می‌شود نوعی شوک در این مواد ایجاد کرده و الکتریسیته تولید می‌کند.
غذادهی مکانیزه به آبزیان/ واحد دزفول
غذادادن به ماهی‌ها و به‌طورکلی آبزیان، هم کار دشوار و هم کار زمانبری است و مراکز پرورش ماهی معمولا باید برای انجام این کار نیروهای متعددی استخدام کنند تا بتوانند از عهده غذادهی به همه آنها در زمان‌های مشخص برآیند. به همین منظور یک مخترع جوان در دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول دستگاهی ساخته که کار غذا دادن به ماهی‌ها و آبزیان را کاملا مکانیزه انجام می‌دهد. این کار علاوه‌بر اینکه حضور و تعداد کارگران را کاهش می‌دهد، زمان غذادهی به آنها را نیز کم می‌کند. این دستگاه مکانیزه زیرنظر این واحد دانشگاه آزاد اسلامی و پارک علم و فناوری استان خوزستان به‌عنوان سیستم غذادهی هوشمند به آبزیان و ماهی‌ها تولید شده که بهره‌وری پرورش ماهی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. در روش‌های سنتی غذادهی به آبزیان، کارگران غذا را با بیل به داخل حوضچه‌هامی‌ریختند. با این روش، ماهی‌های ضعیف‌تر غذای کمتری می‌خوردند و بیشتر غذا نصیب ماهی‌های قوی‌تر و درشت‌جثه‌تر می‌شد و تغذیه آنها کامل انجام نمی‌شد. اما با ساخت این دستگاه، این مشکل برطرف شده و به دلیل پرتاب غذا، ماهی‌هایی که در قسمت دورتر حوضچه حضور دارند هم فرصت بهره‌مندی از غذاها را پیدا می‌کنند و همین باعث می‌شود رشد ماهی‌ها به‌طور یکسان انجام شود.
آفت‌کش گیاهی نانو‌کپسوله‌شده/ واحد علوم و تحقیقات
یکی از اعضای هیات‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات موفق شد برای اولین‌بار آفت‌کش گیاهی نانو کپسوله شده در نانو ذرات نقره بسازد. درحال حاضر برای دفع آفات و سالم نگه داشتن انواع موادغذایی شامل میوه‌ها و سبزیجات از موادشیمیایی نگه‌دارنده و آفت‌کش‌های شیمیایی استفاده می‌شود که نگرانی‌هایی را به دنبال دارد و می‌تواند سلامت انسان را به خطر بیندازد. اما به‌طور قطع جایگزینی ترکیبات طبیعی با موادشیمیایی به کاررفته در موادغذایی مختلف علاوه‌بر اینکه کیفیت این مواد را بهبود می‌بخشد، اثراتی چون کاهش اثرات مخرب، ماندگاری بیشتر بعد از برداشت، کاهش خرابی موادغذایی موقع انبارداری، تولید محصولات ارگانیک و از همه مهم‌تر مقابله با مشکلات زیست‌محیطی را به دنبال دارد. روغن‌های فرار در مقایسه با موادشیمیایی به کار رفته در موادغذایی، منابع ضدمیکروبی مناسب‌تری در مراقبت از خوراک آدمی به شمار می‌روند. اما مشکلی که کار با آنها دارد، این است که این مواد که مواد موثره هستند، علاوه‌بر فرار بودن، به سرعت اکسید می‌شوند و باید فکری برای حل آن کرد. محقق دانشگاه علوم و تحقیقات اسانس و روغن‌های فرار را در قالب نانوکپسول و میکروکپسول نگهداری کرده که مانع از رهایش کنترل‌شده و حفظ مواد موثره آن و بالا رفتن اثربخشی آن می‌شود. این اولین‌باری است که کپسوله کردن اسانس گیاهان دارویی با نانوذرات را انجام می‌دهد.
سامانه امحای زبالههای بیمارستانی/ واحد علوم و تحقیقات
زبالههای بیمارستانی جزء خطرناک‌ترین زباله‌ها به شمار می‌روند که اگر به درستی امحا نشوند، خطرات جدی را می‌تواند در جامعه پراکنده کند که تبعات بدی را به دنبال خواهد داشت. برای این منظور، محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات سامانه پرتابل امحای زبالههای بیمارستانی را با روش پلاسمای حرارتی ابداع کرده‌اند. این سیستم، اولین سامانه امحای پسماندهای بیمارستانی در کشور و خاورمیانه است که به شیوه پلاسمای حرارتی کار می‌کند. این روش حدود 20 سالی است که در دنیا به کار می‌رود و از آن می‌توان برای نابودی زبالههای بیمارستانی، شهری، پسماندهای زیست‌توده مانند ضایعات جنگلی و کشاورزی، ضایعات نفتی و پسماندهای خطرناکی مانند اشتعال‌پذیر، واکنش‌پذیر و خورنده به کار برد. این سامانه پرتابل، نوعی سامانه زباله‌سوزی پلاسمای حرارتی است که در آن با روش‌های شیمیایی، دما و انرژی بسیار بالایی تولید می‌شود و به این طریق ترکیبات خاصی را با کمترین آلودگی یا محصولات جانبی مضر به صورت مذاب درمی‌آورد و دیگر نیازی به دفن زباله و انجام فرآیندهای خاص روی زبالههای بیمارستانی نیست و حجم و وزن پسماندها تا حد زیادی کاهش می‌یابد. از مزایای دیگر این سامانه می‌توان به قابلیت کار شبانه‌روزی، پرتابل بودن، هزینه تعمیر و نگهداری پایین و دوستدار محیط‌زیست بودن اشاره کرد.
سیستم هوشمند آبیاری تحت‌فشار/ واحد لنجان
یکی از دانشجویان دانشگاه آزاد اسلامی واحد لنجان نوعی سیستم هوشمند آبیاری تحت‌فشار اختراع کرده است که راحت‌تر از روش‌های فعلی می‌توان آبیاری منطقه وسیعی را انجام داد. در محاسبه این سیستم‌های تحت‌فشار در روش penman تبخیر و تعریق گیاه مرجع محاسبه می‌شود که چون پارامترهای جوی مانند دما، گرمای پنهان تبخیر و فشار هوا در دوران کاشت تغییر می‌کند، به‌طور دقیق نمی‌توان نیاز گیاه را به آن اندازه‌گیری کرد. اما در این بین می‌توان به کمک حسگرها و هوشمند کردن سیستم آبیاری و محاسبه دقیق نیاز گیاهان به آب تا حد زیادی از هدررفت آب در صنعت جلوگیری کرد. سیستم آبیاری جدید پارامترهای جوی را به طریقی روی ریزپردازنده می‌فرستد و فرمان‌هایی را به پمپ فرستاده و با استفاده از شیرهای الکتریکی که برای آن تعبیه شده با آبیاری تحت‌فشار و موردنیاز گیاهان، در مصرف آب صرفه‌جویی می‌شود. محققان برای اینکه هنگام استفاده از این دستگاه به گیاه شوک آبی وارد نشود، باید فاکتورهای آب و هوایی مانند سرعت باد، دمای هوا، فشار بخار اشباع، رطوبت هوا و تابش نور را در حد اعلای آنها در نظر گرفت. اما اگر نتوان این حالت‌ها را به درستی پیاده کرد، نتیجه عکس بروز می‌کند و مصرف آب بالا می‌رود و بیشتر آن هدر می‌رود.
حذف آلاینده‌های آلی آب/ واحد علوم و تحقیقات
بحث آلودگی آب‌های سطحی در کشور ما اهمیت بالایی دارد که حل این مساله می‌تواند به کاهش منابع آبی کمک کند. براین اساس، یک دانشجوی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات در پروژه پایان‌نامه خود به بررسی حذف آلاینده‌های آلی آب پرداخته است. او این کار را با صدف‌های آب شیرین انجام داده است. ایران برای اینکه بتواند نیاز آبی خود را برطرف کند باید به سمت تصفیه آب‌های سطحی آلوده پیش رود. اما در اینجا هم کشور با مشکل گران و پرهزینه‌بودن روش‌های تصفیه فاضلاب مواجه است. این دانشجو از قابلیتی که در صدف‌های آبی پنهان است، استفاده کرده تا بتواند تصفیه آب را با قیمت مناسب‌تری انجام دهد. تولیدمثل و تکثیر صدف‌ها در همان آب انجام می‌شود و علاوه‌بر این، جلبک نوعی پروتئین ارگانیک برای دام و طیور محسوب می‌شود. اروپایی‌ها هم از صدف‌ها برای تغذیه دام‌هایشان استفاده می‌کنند. بنابراین می‌توان با فروش این صدف‌ها هزینه‌های تصفیه آب را تامین کرد. این اولین‌باری است که محققان، صدف‌های آب شیرین را در سیستم بسته تصفیه آب با فاضلاب سنتزی بررسی می‌کنند. در این آزمایش‌ها، صدف‌ها همزمان در معرض چند آلاینده قرار می‌گیرند. از این طرح قرار است به‌منظور طراحی رآکتورها و طراحی فرآیند تصفیه استفاده شود تا به مرحله تجاری‌سازی برسد.
* نویسنده : ندا اظهری روزنامه‌نگار
مطالب پیشنهادی
