طالبتان عمانيتان تطوّران جهازا لتنقية مياه الصرف الصحي

توصلت كل من الطالبتين خلود بنت خميس الوشاحية ونوف بنت سالم الكندية من جامعة التقنية والعلوم التطبيقية بشناص إلى طريقة علمية للكشف البسيط والمرئي عن أيونات النحاس بالتوليف الأخضر لجسيمات الذهب النانوية بوساطة صمغ اللبان حيث طورتا جهاز استشعار حيويا محمولا لاكتشاف أيونات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي والنفايات الصناعية السائلة.

وعن فكرة المشروع تقول الطالبة خلود الوشاحية إنه في الآونة الاخيرة بدأ الاهتمام بتقنيات النانو بشكل واسع لحل العديد من المشاكل في مختلف جوانب البيئة مما لفت أنظارنا البحث في هذا المجال للحفاظ على البيئة ومعالجة المياه لما يحتله الماء من أهمية في كافة المجالات وكونه شريان الحياة، فيتأثر الناس في جميع أنحاء العالم بتلوث المياه بسبب النفايات السائلة الصناعية، مضيفة أن أيونات المعادن الثقيلة تعتبر شديدة الخطورة ويمكن أن تسبب ضررًا للبشر والحيوانات.

وذكرت أن تلوّث الماء بسبب المعادن الثقيلة مثل الزئبق والنيكل والرصاص والزرنيخ والنحاس والزنك يمكن أن يؤدي إلى أمراض خطيرة مثل السرطان والكلى وتلف الكبد، لهذا اخترنا المادة النانوية لتطوير جهاز استشعار حيوي محمول لاكتشاف أيونات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي والنفايات السائلة الصناعية.

وقالت إن المشروع الذي بدأ في ديسمبر 2019م وتحت إشراف الدكتور كوندايا ريدي المحاضر في قسم الهندسة في الجامعة مرّ بعدة مراحل ومكونات هي استخدام كلوريد الذهب وصمغ اللبان بطريقة صديقة للبيئة ومستدامة باستخدام أشعة الميكروويف لتكوين جزيئات الذهب المستقرة من صمغ اللبان، حيث تم إنشاء مسبار قياس لوني محمول من جزيئات الذهب النانوية لاستشعار أيونات معدن النحاس، مضيفة أنه يمكن استخدام هذه التقنية أيضا كمستشعر للكشف عن أيونات المعادن الثقيلة الأخرى مثل الزئبق والزرنيخ والرصاص وما إلى ذلك.

وبينت الوشاحية أن العمل أنجز في جامعة التقنية والعلوم التطبيقية بشناص وهو من المشاريع الممولة من وزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار حيث استغرق العمل فيه سنة واحدة، مضيفة أن المشروع مر بعدة مراحل وهي تحضير جزيئات الذهب النانوية باستخدام صمغ اللبان بالطرق المساعدة بالميكروويف والطرق الحرارية المائية وتوصيف جزيئات الذهب المستقرة من صمغ اللبان باستخدام آلة الأشعة فوق البنفسجية ومقياس الطيف الضوئي المرئي لتحديد الجسيمات النانوية المتكونة، ومقياس الأشعة السينية والمجهر الإلكتروني للإرسال الذي أظهر حجم وشكل جسيمات الذهب النانوية، بعد ذلك تم إجراء دراسات للتحقق من تأثير وقت التفاعل وتركيز المواد المتفاعلة لـتطويرها بطريقة جزيئات الذهب النانوية وصولا إلى الكشف عن أيونات المعادن الثقيلة مثل النحاس في عينات المياه، ولقد تمت دراسة تحسين ظروف الاستشعار، وحدود الكشف، والمدى الخطي، ودراسات التداخل للمستشعر المطور.

من جهتها بينت الطالبة نوف الكندية مجالات الاستفادة من المشروع، فقالت: يتضمن المشروع استخدام تكنولوجيا النانو ويعالج الكشف عن ملوثات

المعادن الثقيلة، ويمكن استخدام جزيئات الذهب النانوية كمحفز فعال لمعالجة مياه الصرف الصحي والنفايات السائلة الصناعية الملوثة بالملوثات العضوية / الصبغية. وذكرت أنه يمكن استخدام جزيئات الذهب النانوية كعامل جيد مضاد للميكروبات في التطبيقات الطبية الحيوية في المستقبل، وأيضا يمكن استخدام جزيئات الذهب النانوية لإيصال جرعات الأدوية لاستهداف الخلايا السرطانية في الجسم، وقد أظهرت الدراسة طريقة صديقة للبيئة ومجدية اقتصاديًّا لتحضير جزيئات الذهب النانوية.

ونوهت إلى أن المشروع تم تنفيذه من خلال الاستفادة من المعدات والمواد الكيميائية الممولة من قبل وزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار، واستخدام الحساسات المغناطيسية ذات الألواح الساخنة والفرن الصغير لتركيب جزيئات الذهب النانوية، كما تم إجراء جزء كامل من التطبيق ودراسات التحسين لجسيمات الذهب النانوية المطورة باستخدام مقياس الطيف الضوئي و المستشعر الحيوي.

وأشارت إلى أن المشروع فاز بالمركز الأول في الملتقى الطلابي الحادي عشر الذي أقيم أخيرا في جامعة السلطان قابوس، مشيرة إلى تطبيق مباش ويتمثل في استخدام تقنية جزيئات الذهب النانوية المطورة كمستشعر للكشف

عن أيونات المعادن الثقيلة في عينات المياه وهي طريقة قليلة التكلفة ومحمولة وتدخل في العديد من المجالات منها الطبية الحيوية والبيئية. وعن تطوير المشروع تقول الكندية: يخطط فريقنا لتطوير أجهزة استشعار انتقائية مختلفة للكشف عن أيونات المعادن الثقيلة، وسنقوم بتطوير هذا المشروع لإزالة وتحلل الملوثات العضوية والصباغة في عينات مياه الصرف الصحي، ليصل المشروع في النهاية إلى فوائد أكثر شمولية في خدمة البيئة والحفاظ على صحة الإنسان.

من جانبه ذكر الدكتور أحمد بن عبدالله البلوشي رئيس قسم الهندسة بجامعة التقنية والعلوم التطبيقية بشناص أن المشروع حصل على الدعم من قبل الجامعة وذلك ناتج عن سعي الجامعة إلى تعزيز مفهوم البحث العلمي والابتكار لدى الطلبة من خلال دعم أفكار الطلبة وتحويلها إلى مشاريع بحثية تسهم في إيجاد حلول للمشاكل البيئية.

وأضاف أن قسم الهندسة في جامعة التقنية والعلوم التطبيقية بشناص يسعى لإيجاد بيئة حاضنة للمشاريع العلمية من خلال توفير المختبرات والتقنيات التي تساعد الطالب في العمل على المشاريع البحثية، وأيضا توفير الكوادر الأكاديمية للإشراف على المشاريع البحثية وتقديم الدعم الفني والمعنوي والمتابعة الدورية لخطة عمل المشروع، إصافة إلى تقديم الدورات وحلقات العمل المتخصصة في منهجيات وأساليب البحث والنشر العلمي.

وعن الأهمية العلمية لهذا المشروع أكد البلوشي أن هذا المشروع يعتمد على تقنية النانو وهي إحدى التقنيات الحديثة التي لاقت استخداما في العديد من المجالات، وأن النتائج المبدئية للمشروع محفزة جدا حيث إن جزيئات الذهب النانوية التي تم تطويرها بطريقة صديقة للبيئة ومجدية اقتصاديًا بإمكانها الكشف عن أيونات معدن النحاس.