نانوحباب‌ها در خدمت سلامت دریا و کارگران با حذف آلاینده‌های آلی

این روش سبز، ایمن و کم‌هزینه می‌تواند جایگزین روش‌های سنتی و پرهزینه شود و راه را برای کنترل بهتر آلودگی هوا در صنایع دریایی هموار کند.

محققان موفق شدند فناوری میکروحباب و نانوحباب را در حذف ترکیبات آلی فرّار (VOCs) در فرایند رنگ‌کاری صنایع کشتی‌سازی به‌کار گیرند؛ راهکاری سبز، ایمن و کم‌هزینه که می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش‌های مرسوم و پرهزینه مانند سوزاندن یا جذب با کربن فعال باشد.

این پژوهش نوآورانه، به رهبری جی‌ـ‌رن ژنگ، ون‌ـ‌هسی چنگ، و همکارانشان در دانشگاه ملی چنگ کونگ تایوان انجام شده و در نشریه Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects در سال ۲۰۲۵ منتشر شده است.

پژوهشگران با طراحی سامانه‌ای نوین شامل جاذب آبی مجهز به فناوری میکروحباب و نانوحباب (MNB-assisted absorber)، کارایی این روش را برای جذب و تجزیه گازهایی مانند استون و او-زایلن ـ دو ترکیب آلی فرّار رایج در رنگ‌های دریایی ـ مورد ارزیابی قرار دادند.

روش‌های سنتی مانند اکسیداسیون حرارتی یا جذب با کربن فعال، به سرمایه‌گذاری بالا، انرژی زیاد و شرایط عملیاتی پیچیده نیاز دارند. این در حالی‌ست که سامانه جاذب مبتنی بر نانوحباب تنها با بهره‌گیری از آب و برق، بدون ایجاد خطر انفجار یا اشتعال، می‌تواند VOCها را به شکلی ایمن، پایدار و مقرون‌به‌صرفه حذف کند.

نانوحباب‌ها، که اندازه‌ای در مقیاس چند ده نانومتر دارند، به دلیل سطح تماس بسیار بالا و پایداری زیاد در محیط آبی، توانایی بالایی در انتقال جرم و تولید گونه‌های فعال اکسیژن (مانند رادیکال‌های هیدروکسیل و سوپراکسید) دارند. این ویژگی‌ها موجب می‌شوند که ترکیبات آلی فرّار نه‌تنها جذب، بلکه تجزیه و به ترکیبات بی‌ضررتر مانند دی‌اکسیدکربن و آب تبدیل شوند.

در این مطالعه، استون به‌دلیل انحلال‌پذیری بالا، با بازده حذف بیش از ۹۰ درصد تجزیه شد و زایلن نیز در شرایط اسیدی (pH=۵) تا ۸۵ درصد حذف شد. پژوهشگران دریافتند که با استفاده از نازل دوگانه، که زمان تماس گاز و مایع را افزایش می‌دهد، می‌توان راندمان حذف ترکیبات با انحلال‌پذیری پایین را بهبود بخشید.

از دیگر یافته‌های این مطالعه، تأثیر pH محلول جاذب بر تشکیل رادیکال‌های آزاد و نرخ تجزیه VOCها بود. همچنین، طیف‌سنجی نشان داد که رنگ‌های دریایی مورد بررسی، دارای ترکیبات متنوعی از آروماتیک‌ها، آلکان‌ها، آلکن‌ها و ترکیبات اکسیژنه هستند و او-زایلن بیشترین سهم را در بین VOCهای منتشرشده داشته است.

در گام بعدی، پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند مطالعات بیشتری درباره انتقال جرم در فصل مشترک گازـ‌مایع انجام شود تا طراحی این سامانه‌ها بهینه‌سازی شود و زمینه برای استفاده صنعتی و تجاری آن در صنایع کشتی‌سازی و فراتر از آن فراهم شود.

این فناوری، گامی نوین به سوی کاهش انتشار آلاینده‌ها در صنایع سنگین دریایی و بهبود سلامت شغلی کارگران به شمار می‌رود؛ به‌ویژه با توجه به اینکه عملیات رنگ‌کاری کشتی‌ها اغلب در فضای باز انجام می‌شود و VOCها به‌صورت فرّار و گسترده در هوا منتشر می‌شوند.