غشاء نانوي جديد لإزالة التسربات النفطية

[القاهرة] طور باحثون من مصر والسعودية طريقة بسيطة لعمل غشاء نانوي صديق للبيئة ورخيص، يمكنه ادمصاص التسربات النفطية في البحار والمياه العادمة بكفاءة، واستردادها بسرعة وسهولة لإعادة استخدامها.

ليس هذا فحسب، فالغشاء يمكن استخدامه حتى 10 مرات على الأقل بنفس الكفاءة.

تُعَد الملوثات البترولية المتسربة في المياه كارثة على البيئة ومنظومة الحياة المائية، والطرق المتبعة لإزالة هذه الملوثات صعبة ومكلفة جدًّا، فبعضها يتطلب وقتًا طويلًا وعمالة كثيرة، وبعضها الآخر له تأثير ضار على الكائنات والبيئة البحرية، وتشمل هذه الطرق استخدام مشتتات كيميائية تخترق بقعة النفط وتحولها إلى بقع صغيرة، أو عملية الحرق في موقع التسرب، أو جمع النفط من على سطح المياه بطرق ميكانيكية.

والطريقة التي أثبتت فاعلية أكبر من حيث التكلفة وسهولة استخراج بقع النفط، هي الادمصاص (الامتزاز) باستخدام مدمصات تحول طبقة الزيت إلى جزيئات صلبة أو شبه صلبة يسهل استردادها، إلا أن لهذه المواد عيوبًا تتمثل في انخفاض قدرتها على الادمصاص وعدم استقرارها في أثناء عملية الادمصاص، بالإضافة إلى ضيق مجال تطبيقاتها.

وفي الآونة الأخيرة، حققت تطبيقات لمدمصات نانوية بوليمرية نتائج جيدة في إزالة بقع النفط على نطاق واسع، أيضًا أصبح مزج البوليمرات نهجًا مهمًّا لإعداد مواد بوليمرية ذات خصائص جديدة في هذا المجال.

وعليه اعتمدت الدراسة المنشورة في سبتمبر الماضي بدورية نشرة التلوث البحري، على أخلاط ومزائج بوليمرية نانوية أساسها الكحول عديد الفينيل، وهو أحد أبرز البوليمرات الحيوية القابلة للتحلل وغير السامة، بالإضافة إلى إمكانية إنتاجه على نطاق صناعي بتكلفة منخفضة نسبيًّا، ويتميز بطيف واسع من التحلُّل المائي ودرجة البلمرة.

أحد الباحثين المشاركين في الدراسة وهو كامل شعير يوضح أن  كل هذه الخصائص شجعت على اختباره في التطبيقات البيئية، ”فتم اختباره منفردًا، وبمزجه مع مواد طبيعية أخرى هي النشا؛ والكيتوزان (المشتق من مادة الكيتين المتوفرة في هياكل الحشرات والمفصليات)، لتكوين ثلاثة أغشية ذات خصائص مميزة في إزالة بقع النفط من الماء“.

”الجديد في هذه الدراسة هو استخدام  مواد طبيعية غير ضارة بالبيئة أو الأحياء المائية، يتفاعل بعضها مع بعض بشكل فيزيقي للوصول إلى الحجم النانوي“، على حد توضيح شعير -الأستاذ في قسم الكيمياء بكلية العلوم، جامعة المنصورة بمصر- لشبكة SciDev.Net.

وأشار شعير إلى أن العامل الأساسي في التفاعل هو استخدام ثُنائِي ميثيل سَلفُوكسِيد مع الماء مذيبًا مختلطًا يسهل التخلص منه بالمعاملة الحرارية البسيطة.

واختُبرت الخواص الميكانيكية للأغشية الثلاثة، بما في ذلك صدها للماء وقدرتها على ادمصاص ثلاثة أنواع من المواد البترولية مختلفة الكثافة وهي: التولوين والكيروسين والزيوت الهيدروليكية (زيوت المضخات).

وجرت المقارنة عن طريق غمر الأغشية في الزيوت ومراقبة ادمصاصها، من خلال زيادة وزنها خلال فترة زمنية محددة، ثم استرداد الزيوت منها بالضغط الميكانيكي البسيط عبر لف الغشاء وعصره.

أظهر مزيج البوليمر مع النشا قدرة ادمصاص أعلى 2.77 مرة عن البوليمر منفردًا، و1.25 مرة عن مزيج البوليمر مع الكيتوزان. كما كان معدل الادمصاص سريعًا فلم يتجاوز عشر دقائق، ومعدل الاسترداد بلغ 96.3%.

أما أيمن عطا، الأستاذ في قسم الكيمياء بكلية العلوم، جامعة الملك سعود بالمملكة العربية السعودية، فيعلق بقوله: ”لا بد من حساب قدرة الادمصاص ومعدل الاسترداد عدة مرات للتأكد من دقة النتائج“، مشيرًا إلى مواد أخرى منخفضة التكاليف يمكن استخدامها بكفاءة أيضًا لهذا الغرض.
 
وأشار عطا إلى ضرورة اختبار المزائج على نطاق واسع، ومساحات واسعة من التسربات النفطية، لاختبار جدوى التصنيع، فقد تظهر معوقات ومشكلات تحتاج إلى مزيد من العمل البحثي لتطوير الغشاء.
 
يشير شعير إلى أن الفريق البحثي لم يقم بعد باختبار الغشاء بحجم قابل للتطبيق على المسطحات المائية، ولكنها خطوة تالية مستهدَفة في المستقبل القريب، ”ربما في الملكة العربية السعودية حيث توجد مشكلة التسريب بشكل كبير“.

وأكد شعير أن الفريق البحثي بصدد دراسة إمكانية التطبيق العملي وبتكلفة اقتصادية.

للغشاء استخدامات أخرى، أهمها كمواد مانعة للصدأ.

هذا الموضوع أنتج عبر المكتب الإقليمي لموقع SciDev.Net  بإقليم الشرق الأوسط وشمال أفريقيا.