مقاله کامل بررسی تاثیر فناوری نانو در کاهش آلودگی هوا و محیط زیست

بررسی تاثیر فناوری نانو در کاهش آلودگی هوا و محیط زیست
غزاله رسانه، مریم خادمی دهکردی
چکیده
امروزه پیشرفت تکنولوژی و دستیابی انسان به روش های نوین برای استفاده از منابع طبیعی دستاوردهایی را به دنبال دارد که علاوه بر تاثیرات مثبت فراوان بر زندگی انسان، تاثیرات منفی برای طبیعت به ارمغان می آورد. نشت گازهای مهلک یکی از خطرات روزمره زندگی صنعتی است. یکی از نیازهای مهم و اساسی در ارتباط با آلودگی محیط زیست، کنترل و پایش مستمر آلودگی هوا است. بر همین اساس پیشرفت های موثر در زمینه کنترل آلودگی هوا صورت گرفته است که یکی از آنها استفاده از فناوری نانو در کنترل و پایش آلودگی هوا است. نانو حسگر ها یکی از این تکنولوژی های مدرن هستندکه قادر به شناسایی و ارائه پاسخ به محرک های فیزیکی در مقیاس یک نانومتر می باشند. حسگرها از نوع نانوتیوب های تک لایه ای، به ضخامت یک نانومتر توانایی جذب ملکول های گازی سمی را دارند، آن ها همچنین قادرند به شناسایی تعدادی از ملکول های گازی مهلک در محیط بپردازند. این در حالی است که هشدار دهنده های موجود در صنعت اغلب بسیار دیر موفق به شناسایی گازهای نشتی می شوند. در حال حاضر، میتوان موارد متعددی از کاربرد مواد نانوساختاری در حفظ محیط زیست، از قبیل نانوفیلترها (برای تصفیهی پسابهای صنعتی)، نانوپودرها (برای تصفیهی گازهای آلایندهی خروجی از خودروها و واحدهای صنعتی) و نانولولهها (برای ذخیرهسازی سوخت کاملاً تمیز هیدروژن) را برشمرد.
در این مقاله سعی شده پتانسیل بالای نانوتکنولوژی در کاهش آلودگی هوا جهت ساختن آینده ایمطلوب تر و اقتصادی پویاتر مورد بررسی قرار گرفته و ضمن تشریح مزایای آن، نسبت به ارائه زمینه های کاربردی این فن آوری اقدام گردد.
واژگان کلیدی: آلاینده های هوا، محیط زیست، نانو تکنولوژی، نانو حسگر
مقدمه
تأثیرات مستقیم و غیرمستقیم فناوری نانو بر محیط زیست و آلودگی هوا، از جنبه‌های مختلف قابل بررسی است. دورنمای استفاده از این فناوری نوین بسیار گسترده است. امروزه در دنیا از نانوتکنولوژی به عنوان یک تکنولوژی کلیدی و تاثیر گذار بر علم، تکنولوژی و صنعت یاد میشود . فناوری نانو از دانشها و فناوریهای گوناگونی مانند فیزیک، شیمی، بیولوژی و مهندسی بهره میگیرد. علیرغم اینکه فناوری نانو تاکنون در زمینهی محیط زیست کاربرد صنعتی نداشته است، اما بسیاری معتقدند که این فناوری میتواند راه‌های جدیدی برای بهبود و ارتقای فناوریهای زیستمحیطی ارائه کند.
تولید نانوبیومواد، نانولوله‌ها، نانوکامپوزیتها، نانوفیلترها و نانوذرات نمونه‌هایی از استفاده از فناوری نانو هستند که برای ساخت سیستم ها و کاربردهایی چشمگیر در مسائل زیست محیطی بکار برده میشوند. چندین شرکت تولیدی شیمیایی در حال توسعه مواد پلیمری هستند که با ذرات نانویی تقویت شدهاند. این مواد میتواند جایگزین قطعات فلزی ساختاری در صنعت خودرو شود. استفاده وسیع از نانوکامپوزیتها میتواند به کاهش مصرف 5/1 میلیارد لیتر بنزین در عمر یک سال وسائل نقلیه منجر شود و آلودگیهای مربوط به دیاکسیدکربن را سالانه بیشتر از 5 میلیارد کیلوگرم کاهش دهد.
تولید نانوکامپوزیتها با استفاده از فناوری نانو منجر به تولید مواد اولیه بسیار مقاوم و سبک شده که این مواد قادرند که جایگزین قطعات فلزی سنگین شده و کاهش چشمگیری در وزن تجهیزات و قطعات خودرو و متعاقب آن کاهش چشمگیر مصرف انرژی و نهایتا کاهش آلودگی هوا را در پی داشته باشند. جلوگیری از انتشار 200 میلیون تن ترکیبات کربن و صرفهجویی 100 میلیارد دلاری در انرژی از پیامدهای خوشایند استفاده از تکنولوژی تولید نیمه رساناها با استفاده از نانوفناوری، در زمینه تامین روشنایی بوده که به تبع آن کاهش آلودگی هوا را در بر خواهد داشت.
پیلهای سوختی زیستی که از نانوفناوری درتولید آنها استفاده شده توانایی تبدیل مستقیم انرژی بیوشیمیایی را به انرژی الکتریکی دارد. در این پیلها از میکروارگانیسم و آنزیم استفاده میشود که جایگزین فلز پیلهای معمولی میشود. خصوصیات ویژه و مطلوب این پیلها این است که از ضایعاتی مانند دی اکسید کربن و فاضلاب انسانی استفاده میکنند. از سوی دیگر، برخی عقیده دارند که استفاده از فناوری نانو خود میتواند منجر به مشکلات جدید زیستمحیطی از قبیل موادّ سمی جدید و خطرات زیستی مربوط به آن شود. پیش از انجام هرگونه قانونگذاری در زمینه نانومواد، باید اطلاعات بسیار زیادی راجع به اثرات فرآیندها و محصولات نانو، بر روی سلامتی انسان و همچنین محیط زیست به دست آید. اما حتی با در نظر گرفتن عدم قطعیت علمی موجود، شواهد کافی برای انجام اقدامات پیشگیرانه در محیطهای کاری وجود دارد (همایونی، 1392).
آلودگی هوا
آلودگی هوا تغییر در ویژگیهای طبیعی جو براثر مواد شیمیایی، غباری یا عاملهای زیستشناختی است. جو یا اتمسفر سامانه گازی طبیعی، پویا و پیچیدهای است که زندگانی در سیاره زمین به آن وابسته است. تحلیلرفتن لایه اوزن استراتوسفر به خاطر آلودگی هوا، دیرزمانی است که خطری برای تندرستی مردمان و نیز زیستبومهای زمین شناخته میشود.
این آلودگی هوا ممکن است طبیعی (مانند فعالیت آتشفشانها)، یا مصنوعی باشند. آلودگیهای مصنوعی عمدتا ناشی از فعالیت وسایل نقلیه و کارخانه‌ها هستند.
سالیانه 3 میلیون نفر در اثر آلودگی هوا جان خود را از دست میدهند که 90 درصد آنان در کشورهای توسعه یافته هستند.
دربعضی کشورها تعداد افرادی که در اثر همین عامل جان خود را از دست میدهند بیشتر از قربانیان سوانح رانندگی است. این مرگ و میر بطور خاص مربوط به آسم، برونشیت، تنگی نفس و حملات قلبی و آلرژیهای مختلف تنفسی است (ابدالی،1389). آلودگی هوا به طرق گوناگونی میتواند آثار زیانبار درازمدت و کوتاه مدتی بر سلامت انسانها بگذارد. تاثیر آلودگی هوا بر افرادمختلف متفاوت است. آسیب پذیری برخی افراد در برابر آلودگی هوا بسیار بیشتر از سایرین است. کودکان کم سن و سال و سالمندان بیشتر از دیگران از آلودگی هوا آسیب میبینند.

فایل : 11 صفحه

فرمت : Word