استفاده از فیلترهای سیگار برای حل دو مشکل محیط زیستی

وجود هر نوع ماده آلاينده بيش از استانداردهاي تعيين‌شده در آب آشاميدني سالم، حيات انسان را به خطر مي‌اندازد. يکي از اين آلاينده‌ها فلزات سنگين هستند که سميت و پايداري زيادي در محيط دارند. اين فلزات مي‌توانند پس از ورود به بدن موجودات زنده، انباشته شده و باعث بيماري‌ها و عوارض متعدد شوند. به همين دليل يافتن روش‌هاي متنوع و ارزان براي حذف فلزات سنگين از محيط‌هاي آبي بسيار با اهميت است.

تحقيقات زيادي براي حل اين مشکل از طريق جاذب‌هاي ارزان‌قيمت انجام شده‌است. استفاده از کربن فعال، يکي از روش‌هاي متداول براي حذف فلزات سنگين از آب است و جاذب‌هاي طبيعي به دليل هزينه توليد پايين و کارايي بهتر، براي حذف اين آلاينده‌ها اهميت بيشتري دارند.

با توجه به اين‌که مي‌توان از ته‌سيگار به عنوان يک منبع تهيه کربن فعال استفاده کرد و تا کنون مطالعه‌اي اين خصوص انجام نشده است، پژوهشگران استفاده از اين روش را به منظور کاربرد دوگانه حذف فلز سنگين کروم و بازيافت فيلترهاي سيگار، بررسي کردند.

در اين تحقيق که در مقياس آزمايشگاهي انجام گرفت، ابتدا فيلترهاي سيگار مصرف‌شده جمع‌آوري و کاغذهاي آن جدا شد. سپس با استفاده از محلول‌ NaOH براي فعال‌سازي آماده شد. همچنين جهت فرآيند کربونيزاسيون نيز پسماندها به کوره منتقل شدند و در نهايت قابليت آن در جذب کروم از محيط‌هاي آبي مورد بررسي قرار گرفت.

يکي از عوامل موثر در توانايي جذب کربن فعال، وجود تخلخل در آن است. بررسي‌هاي اين مطالعه بر روي کربن فعال ساخته‌شده از فيلترهاي سيگار، با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني نشان داد که استفاده از غلظت‌هاي بالاتر از سديم هيدروکسيد (NaOH)، حفرات و تخلل کربن فعال را افزايش مي‌دهد. بنابراين ميزان جذب نمونه نيز افزايش مي‌يابد.

يافته‌هاي اين تحقيق بيان‌گر اين است که ته‌سيگارها مي‌توانند به واسطه عمل کربونيزاسيون، تبديل به کربن‌هاي فعال با سطح مخصوص بالا شوند و مي‌توانند در فرآيند تصفيه آب استفاده شوند. با کربونيزاسيون در دماي بالا، فيلترهاي سيگار تبديل به ماده‌اي مناسب براي محيط زيست شده و معضل آلودگي آن در محيط زيست از بين مي‌رود.

در روش استفاده شده در اين پژوهش، ظرفيت جذب کربن فعال به دليل استفاده از روش فعال‌سازي شيميايي افزايش يافت، راندمان جذب نيز به دليل کاهش pH و دما، افزايش جرم جاذب، غلظت کروم اوليه و زمان تماس افزايش يافت. بررسي‌ها نشان داد که جذب انجام‌شده همگن و يکنواخت است و جذب فيزيکي و برگشت‌پذير است.

به گفته پژوهشگران اين مطالعه، مي‌توان از فيلترهاي سيگار مصرف‌شده جهت تهيه کربن فعال براي زدودن فلز سنگين کروم از محلول‌هاي آبي استفاده کرد.

در انجام اين تحقيق بهاره کوچکي چناني، ابوسعيد رشيدي و نبي‌الله منصوري پژوهشگران دانشگاه علوم تحقيقات تهران، رامين خواجوي از دانشگاه تهران جنوب و محمد اسمعيل يزدانشناس از دانشگاه يزد، مشارکت داشتند.

يافته‌هاي اين مطالعه زمستان سال 1399 با عنوان «حذف فلز سنگين کروم از محيط‌هاي آبي با استفاده از کربن فعال توليد شده از فيلترهاي سيگار مصرف‌ شده» در فصل‌نامه محيط زيست طبيعي زير نظر دانشکده منابع طبيعي دانشگاه تهران، منتشر شده است.