جمعه ۴ خرداد ۱۳۹۷ / Friday, 25 May, 2018

به کارگیری فناوری نانو در محیط زیست؛ آری یا نه ؟


به کارگیری فناوری نانو در محیط زیست؛ آری یا نه ؟
نانوتكنولوژی بعنوان یك فنا وری كاربردی در دهه‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. كاربرد این فناوری در حوزه های مختلف، متفاوت است. این فناوری با تولید محصولات متنوع در بخش های شیمی، انرژی و محیط زیست كاربرد فراوانی دارد.
البته قبل از استفاده از محصولات این فناوری در محیط زیست، لازم است ارزیابی دقیقی از تأثیرات مثبت و منفی كاربردآنها بر محیط زیست صورت گیرد. در مطلب زیر به برخی جنبه‌های مثبت و منفی استفاده از فناوری نانو در محیط زیست پرداخته شده است.
● مقدمه
فناوری نانو از همگرایی علوم فیزیك، شیمی و زیست شناسی به وجود آمده است. نانو دارای ریشه یونانی می‌باشد. این فنا وری توانایی كار در سطح اتم و ایجاد ساختارهایی كه نظم مولكولی كاملاً جدیدی دارند را فراهم می آورد. ماده اصلاح شده در مقیاس نانو، خصوصیات جدید و مفیدی را دارا می‌گردد كه قبلاً در آن مشاهده نمی‌شد.
بسیاری از متخصصان، محققان، مهندسان و دانشمندان علوم اجتماعی و سیاستمداران معتقدند كه فناوری نانو موجب تغییرات مهمی در جامعه می‌شود و این تغییرات می‌‌تواند به اهمیت تغییرات حاصل از ساخت كامپیوتر ارزیابی شوند. فناوری نانو این امكان را ایجاد می‌كند كه مواد جدیدی تولید كنیم، موادی كه به صورت بالقوه می‌تواند اثرات مثبت یا منفی روی محیط زیست و بهداشت داشته باشند.
● تأثیرات سودمند فناوری نانو بر محیط زیست
فناوری های امیدبخش شامل حسگرها یا سنسورها و سایر دستگاه های به كار رفته برای آشكار سازی آلودگی و برطرف نمودن آنها می باشد. برخی كاربردهای سودمند فناوری نانو در ذیل آورده شده است:
▪ سنسورها یاحسگرها
انواع گسترده‌ای از حسگرهای زیستی و روش های مربوطه در طی چند سال گذشته در بازار معرفی شده‌اند. این دستگاههای آنالیتكی از عناصر تشخیص بیولوژیكی تشكیل می‌شوند كه با آشكارسازی های سیگنال مرتبط هستند (مثلاً آنزیمها، میكروارگانیزم‌ها و غیره). این دستگاهها نسبت به حضور و غلظت آنالیست واكنش داده و پاسخی قابل اندازه‌گیری تولید می‌كنند. نانو مواد و نانو ساختار‌های جدید مانند نانوذرات، نانوكریستال‌ها، نانو لوله‌های كربنی، نانوالیاف و فیلم نازك بعنوان دستگاه های حسگر مشخص شده‌اند، نانوذرات كاربردهای بسیاری در سنسورها دارند.
نانوذرات، نانوكریستال‌های نیمه‌ هادی درخشان و نقاط كوانتومی دسته‌ای از نانوحسگرهایی هستند كه توانایی آشكار كردن سموم موجود در محیط را دارند و مشخص شده است كه نانو كریستال‌ها و نقاط كوانتومی همراه با پادتن‌ها می‌توانند بطور همزمان چهار نوع سم را آشكار نمایند.
این نوع نانوسنسورها برای آشكارسازی همزمان چند آلاینده در نمونه‌های آب یا خاك با ظرفیت آشكارسازی حساسیت بالا به كار می‌رود، تحقیقات زیادی بر روی نانوساختارهای لوله‌ای و متخلخل از قبیل نانو لوله‌های كربنی انجام شده است، این نانوساختارها در حسگرهای زیستی برای افزایش كیفیت و فعالیت بیومولكول های ساكن استفاده می‌شوند. خواص ابعادی، شیمی سطح و الكترونیك نانولوله‌های كربنی آنها را به موادی ایده‌ال برای استفاده در حسگرهای شیمیایی و بیوشیمیایی تبدیل نموده است.
پیش‌بینی می‌شود كه فناوری نانو موجب افزایش حساسیت حسگرها و تولید ارزان و خودكار آنها گردد و بتواند در آزمایشگاه و خارج از آن جهت آشكارسازی سریع مواد سمی و بیماریزا ( پاتوژن ) به كار رود. نسل جدیدی از نانوذرات به منظور حذف هیدروكربنهای آروماتیك چندحلقه‌ای كه به سختی از آب یا خاك آلوده حذف می‌شوند، طراحی شده است.
▪ غشای نانو فیلتراسیون
استفاده از غشای نانوفیلتراسیون جهت حذف نمك های چندظرفیتی عناصری مانند كلسیم، آهن، منگنز، اورانیوم و برخی آفت كشها، راهكار دیگری است كه توسط فناوری نانو ارائه می‌گردد.
تصفیه آبهای سطحی و زیرزمینی و نیز حذف میكروارگانیزم ها و كاهش تیرگی و سختی آب و دفع شوری و نمك زدایی آب از دیگر فواید فنا وری نانو می‌باشد.
▪ نانو ذرات
وجود نانوذرات در رنگ ها باعث می‌شود كه رنگها با خواص مطلوب و بهبودیافته با مصرف حلال های كمتر تولید شوند. فعالیت سطحی بالای نانو ذرات نشان دهنده یكی از جالب ترین خصوصیات این مواد می‌باشد كه می‌تواند كاربردهای وسیعی در صنعت داشته باشد.
انتظار می‌رود فناوری نانو نقش مهمی در حذف آلاینده‌ها ایفا كند، اصلاح خاك آلوده با استفاده از این فناوری به راحتی صورت پذیرد و همچنین در توسعه فرآیند تولید سبز كه انتشار و تولید مواد زائد را كاهش ‌دهد، مهم واقع شود.
فناوری نانو موجب كاهش مصرف مواد خام مورد نیاز شده و بنابراین از منابع طبیعی محافظت می‌نماید. بطور كلی فناوری نانو با كارآمدكردن دستگاه ها و ابزار مورد استفاده در بخش های مختلف و نیز با كاهش مصرف ماده خام و انرژی گامی مؤثر در جهت حفاظت از منابع طبیعی و محیط زیست برداشته است.
● تأثیرات مخرب فناوری نانو بر محیط زیست
ذرات نانو و فناوری نانو جدای از مفید بودن می‌توانند دارای خطرات احتمالی نیز باشند، بنابراین باید مسائل مرتبط با ایمنی و خطرات احتمالی همراه با این روش های جدید را در نظر گرفت. ذرات نانو ممكن است سرعت جهش(mutation) باكتریها را افزایش دهند و تهدیدی بالقوه برای محیط زیست و سلامت انسان باشند. علیرغم اینكه فناوری نانو محصولات موجود را مؤثرتر و كارآمدتر می‌نماید، اندازه این ذرات كه جزء خواص مهم آنها است، می تواند سلامتی و محیط زیست را تهدید ‌نماید.
این ذرات از گرده‌های گل گیاهان و مواد حساسیت زای معمولی نیز كوچكتر هستند و می‌توانند تولید حساسیت نمایند. این ذرات می‌توانند به سیستم دفاعی و ایمنی بدن موجودات زنده و انسان حمله كنند. بعضی از این ذرات می‌توانند پس از تنفس به كیسه‌های هوایی ریه‌ها آسیب برسانند كه در این بین ماكروفاژها سعی می‌كنند تا آنها را از بین ببرند و مانع از عبور این ذرات و ورود آنها به خون شوند ولیكن ماكروفاژها در تشخیص ذرات با قطر كمتر از ۷۰ نانومتر دچار مشكل می‌شوند و این ذرات می‌توانند به آسانی در خون نفوذ نمایند.
گزارش شده است كه نانوذرات مانند كربن سیاه و دی‌اكسیدتیتانیوم كه در فرآیندهای صنعتی كاربرد زیادی دارند و به آلودگی هوا نیز كمك می‌كنند، موجب ایجاد التهاب و جراحت های پوستی شده و در ریه باقیمانده و انباشته می‌گردند. ذرات اكسیدروی و دی‌‌اكسید تیتانیوم باعث تولید رادیكال های آزاد در سلول پوستی شده و به DNA آسیب می‌رسانند و این آسیب به DNA موجب جهش (mutation) می‌شود و تغییراتی در ساختمان پروتئین به وجود می‌آورد كه ممكن است باعث سرطان و تومور شود.
بنظر می‌رسد كه اكتیویته سطح و اندازه ذره عوامل اصلی در سمی بودن نانو ذرات ‌باشند. منابع احتراق مانند اجاق های خوراكپزی گازی، احتراق گاز صنعتی و انواع وسایل گرم كننده خانگی موادی را تولید می‌كنند كه محتوی صدها یا هزاران نانولوله كربنی هستند و ساختارهای نانو كریستالی دارند. شواهد حاكی از آن است كه نانولوله‌های كربنی فرآوری نشده می‌توانند آئروسل را در طی جابجا كردن به وجود آورند. كارخانجاتی كه موادی بر پایه نانولوله‌های كربنی مانند فولرن تولید می‌كنند، می‌توانند باعث از بین رفتن گلوتامین و آسیب اكسیداتیو بر مغز ماهیان شوند. همچنین فولرن در خاك می‌تواند حركت كرده و توسط كرم های خاكی جذب شود و به این ترتیب وارد زنجیره غذایی شود.
نانوذرات طبیعی احتراق احتمالاً مهمترین منبع تولید ذرات نانوی طبیعی در محیط‌زیست می‌باشند. انتشار نانوذرات مهندسی شده در محیط ‌زیست خطرناك‌تر از ذرات طبیعی است، زیرا آنها مواد جدیدی هستند و انسان‌ها و موجودات زنده دیگر ممكن است دارای مكانیزم های دفاعی كافی در مقابل آنها نباشند. بررسی‌ها نشان می‌دهد كه بطور كلی ذرات نانوكربنی و دی‌اكسیدتیتانیوم سمی‌تر از ذرات بزرگ همان مواد هستند.
● جمع بندی و تحلیل
در سالهای اخیر، پیشرفتهای سریع علوم و فنون به وی‍‍ژه در زمینه نانوتكنولوژی، تحولاتی بزرگ را در زمینه های پزشكی، كشاورزی، صنعت، محیط زیست و علوم پایه زیستی در پی داشته است.
امروزه نقش نانوتكنولوژی در همه ابعاد روشن است، اما جنبه دیگر این توانمندی، خطرات احتمالی مرتبط با استفاده از محصولات فناوری نانو است كه در صورت رعایت نكردن قوانین و مقررات خاص ایجاد می شود.
بنابراین ضمن تاكید بر اهمیت فناوری نانو، لازم است آیین نامه هایی جهت انجام ایمن و سالم استفاده از محصولات نانو تهیه و تدوین گردد تا بر اساس آن بتوان كنترل و نظارت بر كلیه فعالیتهای نانوتكنولوژی را اعمال كرد. در واقع دولتها موظفند كه علاوه بر تدوین استراتژی ملی و تصویب چارچوب سازمانی برای نانوتكنولوژی، شرایط قانونی تحقیق و توسعه را مشخص نمایند. از اینرو پیشنهاد می شود یكی از این زیرساختهای قانونی، قانون ایمنی نانو (nanosafety) باشد. در واقع، ایمنی نانو به سیاستها و روشهای اتخاذ شده جهت اطمینان ازكاربرد بی خطر محصولات نانو از نظر محیط زیست و سلامت انسان اطلاق می شود. از اینرو تدوین این سیاستها و قوانین امری ضروری بنظر می رسد.
كما اینكه در حال حاضر در برخی از كشورهای پیشرفته مانند ایالات متحده امریكا، انگلستان، فرانسه، آلمان و ژاپن قوانین ایمنی نانو وجود دارد و در هر یك از بخش های مرتبط با محصولات نانو كمیته هایی مشغول فعالیت می باشند.
كشورهایی مانند چین و هند نیز قوانینی در این مورد وضع كرده اند و در حال سازماندهی كمیته ها می باشند. از اینرو تدوین این قوانین و برنامه ریزی جهت سازماندهی كمیته های مرتبط، در كشور ما نیز امری ضروری بنظر می رسد.

نویسنده: مژگان جندقی
مآخذ
علیزاده ، رضا و عابدینی ،سوره . نظارت بر نانو تكنولوژی جهت حفاظت از محیط‌زیست.

منبع : شبکه تحلیل گران تکنولوژی ایران

مطالب مرتبط

اولویت‌گذاری علم و فناوری نانو در کشور

اولویت‌گذاری علم و فناوری نانو در کشور
اولویت‌گذاری به‌دلیل کمبود منابع و امکانات، و ضرورت هدفمند‌کردن فعالیت‌ها از ملاحظات مهم در توسعه هر فناوری به شمار می‌رود و بیشتر کشورها به این موضوع توجه ویژه‌ای دارند. اولویت‌گذاری فناوری‌نانو از دغدغه‌های اصلی ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو، از همان اوایل تشکیل و در هنگام تدوین سند راهبرد آینده بوده‌است. در این نوشتار رویکرد ستاد در اولویت‌گذاری علم و فناوری‌نانو و حرکت آتی کشور در این زمینه تشریح می‌گردد.

وبگردی
نخل طلای کن در فرودگاه به جعفر پناهی رسید
نخل طلای کن در فرودگاه به جعفر پناهی رسید - عوامل فیلم «سه رخ» با استقبال جعفر پناهی به ایران بازگشتند و جایزه جشنواره فیلم کن را به او رساندند. جعفر پناهی به همراه نادی ساعی ور، برای فیلم "سه رخ" جایزه بهترین فیلمنامه جشنواره فیلم کن امسال را دریافت کردند اما به دلیل آنکه پناهی ممنوعیت قانونی برای خروج از کشور داشت، موفق به حضور در جشنواره و دریافت جایزه نشد.
آزاده نامداری هم گزارشگر فوتبال شد!
آزاده نامداری هم گزارشگر فوتبال شد! - در ادامه حضور چهره های شناخته شده در کمپین "خانم گزارشگر"، این بار آزاده نامداری مجری تلویزیون تلویزیون اقدام به گزارش فوتبال کرد. او برای این کار بازی خاطره انگیز ایران - استرالیا در مقدماتی جام جهانی 98 فرانسه را انتخاب کرده است که گزارش ضعیف او با انتقادات فراوانی مواجه شده است، تا حدی که وبسایت مربوط به این کمپین ویدئوی گزارش این او را از سایت حذف کرد.
عکسی عجیب و جنجالی از سید ابراهیم رئیسی
عکسی عجیب و جنجالی از سید ابراهیم رئیسی - عکسی از حضور سید ابراهیم رئیسی در مراسمی ویژه منتشر شده است که گفته می شود متعلق به کنفرانس افق نو در مشهد بوده است. در این عکس حرکات عجیب خانمی با لباس های قرمز، چفیه بر گردن و پرچم در دست در مقابل ابراهیم رییسی به چشم می خورد که توجه کاربران بسیاری را در شبکه های اجتماعی جلب کرده است!
حمله ماموران شهرداری به پلیس راهور!
حمله ماموران شهرداری به پلیس راهور! - حمله ور شدن ماموران سد معبر شهرداری به ماموران راهنمایی رانندگی
دستگیری معروف ترین شرور تهران، در ۵۰۰ متری مرز ترکیه
دستگیری معروف ترین شرور تهران، در ۵۰۰ متری مرز ترکیه - شرور سطح یک که در آخرین اقدام خود یکی از دوستانش را در منطقه ولنجک به قتل رسانده بود؛ در ۵۰۰ متری مرز ترکیه دستگیر شد.
لحظه ریزش وحشتناک کوه در جاده هراز!
لحظه ریزش وحشتناک کوه در جاده هراز! - ریزش ناگهانی کوه که توسط مسافران به ثبت رسیده است...!
همسر محسن افشانی با ریش و سبیل در استادیوم آزادی دستگیر شد
همسر محسن افشانی با ریش و سبیل در استادیوم آزادی دستگیر شد - قبل از شروع بازی تیم‌های پرسپولیس و الجزیره یکی از بازیگران سینما کشورمان قصد داشت به همراه همسرش وارد ورزشگاه آزادی شوند که این دو نفر توسط نیروهای انتظامی بازداشت شدند.
فیلم | خسرو معتضد: جسد مومیایی قطعا متعلق به رضاخان است
فیلم | خسرو معتضد: جسد مومیایی قطعا متعلق به رضاخان است - فیلم - در ویدئوی زیر بخشی از صحبت های خسرو معتضد، مورخ را می شنوید که نتیجه تحقیقاتش را درباره مومیایی پیدا شده در حرم حضرت عبدالعظیم بیان می کند.
پهلوانان این روزهای ما
پهلوانان این روزهای ما - تصویری زننده و به شدت ناراحت کننده بر جا مانده از مسابقه انتخابی تیم ملی کشتی ایران که به کتک کاری و جنجال کشید. خانواده عبدولی باز هم پای ثابت این درگیری بود که چهره ورزش پهلوانی ایران را تیره کرد
(ویدئو) تشویق اصغر فرهادی در جشنواره کن توسط بزرگان سینمای جهان
(ویدئو) تشویق اصغر فرهادی در جشنواره کن توسط بزرگان سینمای جهان - در این ویدئو تشویق اصغر فرهادی و پنه لوپه کروز، خاویر باردم و دیگر عوامل فیلم «همه میﺩﺍنند» در جشنواره کن توسط بزرگان سینمای جهان را مشاهده می‌کنید.
فیلم حجوم داعشی‌های حاتمی کیا به یک مرکز خرید و وحشت و اعتراض مردم
فیلم حجوم داعشی‌های حاتمی کیا به یک مرکز خرید و وحشت و اعتراض مردم - عوامل فیلم «به وقت شام» روز گذشته با حضور عجیب و رعب آور در پردیس سینمایی کوروش مردم را وحشت زده کردند. در این حرکت تبلیغاتی بازیگران نقش داعش، با گریم و پوشش داعشی ها، سوار بر اسب راهی پردیس سینمایی کوروش شدند و با حضور در مرکز خرید و فودکورت مجموعه، رفتارهای عجیبی نشان دادند که باعث وحشت و اعتراض مردم شد.
تصاویر مخفی از بزرگترین مرکز فروش مواد مخدر در جنوب تهران / فیلم
تصاویر مخفی از بزرگترین مرکز فروش مواد مخدر در جنوب تهران / فیلم - این گزارش حاوی تصاویری از بزرگترین مرکز فروش و مصرف مواد مخدر در جنوب شرق تهران است که مخفیانه ضبط شده‌است.
کشتار اسب‌های کولبران / فیلم
کشتار اسب‌های کولبران / فیلم - متاسفانه طی یک ماه گذشته دستکم سه نوبت و هر نوبت دستکم 30 اسب باربر متعلق به کولبران در جنگل میرآباد شهرستان اشنویه با شلیک گلوله از پای درآمده‌اند.
سید احمد خمینی معمم شد
سید احمد خمینی معمم شد - سید احمد خمینی فرزند آیت‌الله سید حسن خمینی در حضور جمعی از علما و پدر و پدربزرگ خود در حسینیه جماران معمم شد.
دختران پرسپولیسی با ریش و سبیل در ورزشگاه آزادی!
دختران پرسپولیسی با ریش و سبیل در ورزشگاه آزادی! - امروز عکسی از 5 تماشاگر بازی روز گذشته در رسانه‌ها و شبکه‌های اجتماعی منتشر شده که نشان می‌دهد 5 دختر جوان با گریم‌های عجیب و حرفه‌ای خودشان را به عنوان پسر جا زده و وارد ورزشگاه شده‌اند.
اگر با وجود این مشکلات ملت قیام کند همه ما را به دریا خواهد ریخت
اگر با وجود این مشکلات ملت قیام کند همه ما را به دریا خواهد ریخت - از ملتی که ستون فقراتش شکسته انتظار مقاومت دارید؟ بسیاری از کشور فرار کردند یا جای فرار خود را فراهم آوردند اما ما جای فرار نداریم
جنجال ویدیو دختر بازیگر روی کول بازیکن پرسپولیس!
جنجال ویدیو دختر بازیگر روی کول بازیکن پرسپولیس! - عکس و ویدیویی منتسب به ستاره پرسپولیس فرشاد احمدزاده و ترلان پروانه بازیگر سینما و تلویزیون در فضای مجازی منتشر شده است. عجب پاپراتزی‌هایی داریم!