حسگرهای سوخت و آب پسماند: چگونه علم مشکلات زیست محیطی را حل می کند

امروزه ، مشکلات زیست محیطی به عنوان اصلی ترین چالش های تهدیدکننده سرنوشت تمدن شناخته شده است. سازمانها و شخصیتهای مختلف بین المللی از دانشمندان و فعالان خواسته اند تا وظیفه مبارزه با تهدیدات زیست محیطی را بر عهده بگیرند.

اسپوتنیک با محققان از شرکت کنندگان دانشگاه های روسیه در پروژه 5-100 صحبت کرد تا آخرین دستاوردهای علمی در این زمینه را مورد بحث قرار دهد.

توجه عمومی به مشکلات زیست محیطی

اخیراً در بحث های عمومی نیاز به حل مشکلات زیست محیطی مورد توجه قرار گرفته است. با حمایت بیش از 70 کشور ، مجمع عمومی سازمان ملل متحد 2021-2030 “دهه ترمیم اکوسیستم” را اعلام کرده است.

در ماه اکتبر ، شاهزاده ویلیام و مورخ مشهور طبیعی دیوید آتنبورو جایزه Earthshot را اعلام کردند که به گفته آنها “جایزه نوبل محیط زیست” خواهد شد.

از سال 2021 ، جایزه Earthshot سالانه به پنج فرد یا سازمان در گروه های “حفاظت و بازیابی طبیعت” ، “پاکسازی هوا” ، “احیای اقیانوس ها” ، “ساختن دنیای بدون زباله” و “تعمیر” اهدا می شود. آب و هوا. “هر برنده جایزه 1 میلیون پوند (1.3 میلیون دلار) دریافت می کند ، که بیشتر از آنچه برندگان جایزه نوبل می گیرند بیشتر است.

در واقع ، امروز تلاش دانشمندان در سراسر جهان برای یافتن راه حل هایی برای مشکلات زیست محیطی است. تحقیقات در زمینه های گسترده ای از جمله استفاده موثر از زباله های صنعتی و خانگی ، ایجاد سیستم های جدید برای نظارت بر وضعیت اکوسیستم ها ، توسعه روش های حفظ تعادل اکولوژیکی و همچنین ایجاد روش هایی برای از بلایای خطرناک ساخته بشر جلوگیری کنید.

کاهش بار در اکوسیستم ها

اکوسیستم هایی که سازمان ملل متحد از مردم و کشورها می خواهد آنها را محافظت و بازیابی کنند ، شامل اکوسیستم های قطب جنوب و قطب شمال است. محققان دانشگاه فدرال سیبری (SFU) گفتند که آنها به راحتی آسیب می بینند و پس از مداخلات ساخته شده توسط انسان و موارد اضطراری ، مانند ریختن گازوئیل بزرگ در نوریلسک که در ماه مه سال 2020 اتفاق افتاد ، بهبود می یابند.

به گفته دانشمندان ، برای حفظ تعادل زیست محیطی شکننده در شمال دور ، توسعه تولید کالاهایی ضروری است که باعث کاهش بار خاک و اجسام آبی شود و محیط زیست را مسموم نکند. SFU تحقیقات طولانی مدت در مورد پلاستیک های زیستی ، از جمله موارد مبتنی بر پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA) را انجام می دهد. محصولات بیوپلاستیک (فیلم ، گرانول ، غشا medical پزشکی) در کارخانه آزمایشی دانشگاه تولید می شود.

یک مطالعه منتشر شده در مجله Chemosphere یافته های تجربی تجزیه پلاستیک های بیوپلاستیک مبتنی بر PHA توسط جامعه میکروبی خاک های زیر قطب شمال را ارائه می دهد.

“این نتایج باعث توسعه بیشتر تولید چنین پلاستیک های بیو پلاستیک و بیوپلاستیک به عنوان بی خطرترین محصول برای قطب جنوب می شود. ظروف بسته بندی ، بطری ها و کیسه های پلاستیک می توانند در نهایت جایگزین محصولات ساخته شده از پلاستیک های سنتی شوند. باکتری ها و قارچ های تجزیه کننده به بازیافت کامل وسایل استفاده شده کمک می کنند ، بدون اینکه کوچکترین صدمه ای به طبیعت ، حیوانات و مردم شمال دور برسانند. »

سوخت جایگزین زباله

بازیافت انواع زباله ها هم اکنون ابتکارات تجاری سبز را در سراسر جهان پیش می برد.

مورد توجه ویژه سوخت های حاصل از زباله (ساخته شده از خاک اره ، حلال ، پساب و انواع دیگر زباله ها) است. به گفته دانشمندان دانشگاه پلی تکنیک تومسک (TPU) ، نه تنها چنین سوخت هایی از نظر سوخت سازگار با محیط زیست و ارزان تر هستند ، بلکه از نظر انرژی پتانسیل بالایی دارند و حتی می توانند با زغال سنگ و مازوت رقابت کنند. به گفته محققان ، سیستم تعلیق بر اساس خاک اره ، فاضلاب و حلال و همچنین مخلوطی از گرد و غبار ذغال سنگ و فاضلاب می تواند مخلوط سوخت امیدوار کننده ای باشد.

“دوغاب های دوغاب می توانند با تعدادی از شاخص های مهم با سوخت سنتی ذغال سنگ پودر شده رقابت کنند. آنها استفاده کارآمدتر از پسماندهای قابل احتراق متعدد از بخشهای مختلف اقتصاد را فراهم می کنند ، جایگزین احتراق ذغال سنگ می شوند و پایگاه منابع انرژی را گسترش می دهند. ” ، گفت

نتایج مطالعه در مجله انستیتوی انرژی منتشر شد.

نتایج این مطالعه برای هر کشور ، منطقه یا بنگاه اقتصادی جداگانه ای که علاقه مند به توسعه فناوری بازیابی انرژی زباله ها و اجزای کم عیار هستند ، مفید خواهد بود.

تشخیص آب بدن

به عنوان بخشی از برنامه محیط زیست سازمان ملل (UNEP) ، 250 دانشمند گزارش “چشم انداز محیط زیست 6” را ارائه داده اند و می گویند اگر اقدامات محافظت از محیط زیست به طور قابل توجهی افزایش نیابد ، میلیون ها مرگ زودرس ممکن است تا اواسط قرن رخ دهد ، توسط آلاینده ها در سیستم های آب شیرین.

به گفته دوستداران محیط زیست ، امروزه یادگیری ردیابی و محدود کردن توزیع imidacloprid از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای دهه ها به عنوان حشره کش مورد استفاده قرار گرفته و حضور آن در محیط به طور خطرناکی افزایش یافته است.

دانشمندان دانشگاه ایالتی جنوب اورال (SUSU) به همراه همکارانشان از دانشگاه گنت (بلژیک) مطالعه مشترکی را انجام داده اند که پیشنهاد می کند از روش الکتروشیمیایی برای شناسایی ایمیداکلوپرید در آب استفاده شود ، با استفاده از یک سنسور خازنی مبتنی بر پلیمرهای چاپی مولکولی

“تا آنجا که ما می دانیم ، این اولین سنسور خازنی مبتنی بر پلیمرهای حک شده مولکولی برای تشخیص ایمیداکلوپرید در آب است. علاوه بر این ، برای اولین بار ، یک روش دو مرحله ای برای شناسایی اعوجاج بین مدولاسیون با یک مرحله بازسازی بین هر تجزیه و تحلیل ارائه شده است. این امر فرصتی را برای استفاده متوالی از هر الکترود 32 بار فراهم کرده است. ”، ناتالیا بلوگلازوا ، محقق ارشد مرکز تحقیقات و آموزش فناوری نانو SUSU ، گفت.

طبق Beloglazova ، روش های دیگر برای تعیین ماده خطرناک ، به عنوان مثال کروماتوگرافی ، نیاز به آماده سازی طولانی مدت نمونه ها ، مقدار زیادی از حلال ها و تجهیزات گران قیمت دارد. در آینده ، سنسور توسعه یافته می تواند در سیستم عامل های خودمختار برای تشخیص بدنه آب ادغام شود. نتایج مطالعه در مجله Scientific Reports Journal منتشر شد.

پیشگیری از بلایا به عنوان اقدامی حفاظتی

در سال های اخیر ، موضوع تدوین اقدامات م toثر برای جلوگیری از بلایای زیست محیطی مانند مواردی در نیروگاه های برق چرنوبیل و فوكوشیما مطرح شده است. روسیه در حال حاضر در حال ساخت نیروگاه های برق در ترکیه ، فنلاند ، چین ، بلاروس ، هند و بنگلادش است. برای اطمینان از افزایش ایمنی راکتورهای نسل 3+ ، برنامه ریزی شده است که سیستم های اضافی محافظت غیرفعال ، اصطلاحاً دستگاه های محلی سازی ذوب هسته ، راه اندازی شود.

ظرف راکتور در صورت تصادف شدید و از بین رفتن ماده خنک کننده ممکن است ذوب شود. در این حالت ، دستگاه محلی سازی ذوب هسته به یکی از سیستم های محافظت غیرفعال تبدیل خواهد شد تا امنیت هسته ای و جداسازی پایه و خاک از کوریوم ، ذوب رآکتور رآکتور و هسته آن را تضمین کند.

در یک حادثه ، بقایای مواد سمی رادیواکتیو هسته در یک دام خاص قرار می گیرند و در آنجا سرد می شوند و در دمایی که تیم های نجات می توانند کار کنند ، خنک می شوند. دانشمندان مواد در دانشگاه ملی علم و فناوری MISiS (NUST MISiS) در حال انجام پروژه ای برای انتخاب ماده جدیدی برای دام ذوب هستند ، که تضمین می شود شاخص های قابلیت اطمینان عملکرد راکتور ، از جمله شرایط شدید را فراهم کند.

“در آزمایشگاه ، ما موفق به شبیه سازی حالت عملیات اضطراری راکتور هسته ای شده و رفتار مواد مختلفی را که برای ایجاد دام از آن پیشنهاد شده است ، ردیابی می کنیم. ما رفتار مواد را تجزیه و تحلیل کرده و حداقل سطح قدرت بدنه دام را محاسبه خواهیم کرد ، و اطمینان حاصل خواهیم کرد که از بین بردن تضمین و ایمن عواقب ذوب هسته ای ، “آزمایشگاه مواد نانوساختار ترکیبی در NUST MISIS ، اطمینان حاصل کرد.

این مطالب بخشی از پروژه “5-100” است که هدف آن حمایت دولت از دانشگاههای برجسته روسیه به منظور افزایش رقابت آنها در بین مراکز تحقیقاتی و آموزشی پیشرو در جهان است.