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प्रो. डॉ. विक्रांत गायकवाड : उभरते संदूषकों (इमर्जिंग कंटामिनेंट्स) के उपचार में रासायनिक अभियांत्रिकी समाधान

उच्च जनसंख्या घनत्व वाले भारत जैसे विकासशील देश के लिए, ताजे पानी की बहुत बड़ी आवश्यकता है और उपलब्धता चिंता का विषय है। जल निकायों के पारंपरिक प्रदूषकों से संबंधित मुद्दों को वर्षों से संबोधित किया गया है और विभिन्न तकनीकों का विकास किया गया है और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

प्रदूषकों की अनुमेय सीमा के मानदंडों को ध्यान में रखते हुए पेयजल उपचार संयंत्रों और सीवेज उपचार संयंत्रों को डिजाइन और संचालित किया गया है। पिछले एक दशक में ‘उभरते संदूषकों’ (इमर्जिंग  कंटामिनेंट्स) के लिए चिंता बढ़ रही है। उभरते हुए संदूषक प्राकृतिक और सिंथेटिक दोनों प्रकार के रसायनों का समूह हैं, जिनकी उपस्थिति पानी, हवा, मिट्टी और अन्य माध्यमों में होती है और इसके स्रोत फार्मास्यूटिकल्स, कीटनाशकों, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों, ज्वाला मंदक, साइनोटॉक्सिन और नैनोकणों आदि से आते हैं।

ट्राइक्लोरोप्रोपेन, डाइनिट्रोटोलुइन, डाइऑक्साइन, परक्लोरेट, पेरफ्लूरो-ऑक्टेन सल्फोनेट (पीएफओएस), पेंटाक्लोरोबेंजीन (पीईसीबी), हेक्साब्रोमोसाइक्लोडोडेकेन (एचबीसीडी), एल्ड्रिन, क्लोर्डेकोन आदि उभरते हुए दूषित पदार्थों के कुछ उदाहरण हैं। इन उभरते हुए संदूषकों को कभी-कभी उनकी बहुत कम सांद्रता के कारण सूक्ष्म प्रदूषक के रूप में संदर्भित किया जाता है जो अक्सर पारंपरिक विश्लेषणात्मक तकनीकों द्वारा ज्ञात नहीं होता है। वे कथित तौर पर गैर-बायोडिग्रेडेबल और जहरीले पाए जाते हैं। उभरते हुए दूषित पदार्थों को अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं गया है और पर्यावरण कानूनों द्वारा उस हद तक नियंत्रित नहीं किया गया है जो इसके उपचार को अनिवार्य बनाता है।

पर्यावरण, जलीय जीवन और मानव स्वास्थ्य पर हानिकारक प्रभाव अब अधिक प्रमुख रूप से दिखाई दे रहे हैं। उन्हें कैंसर, फेफड़े, लीवर, किडनी, प्लीहा और कोलन की क्षति जैसे संभावित स्वास्थ्य जोखिम हैं। अध्ययनों ने कई अन्य लोगों के बीच इसके प्रतिकूल प्रजनन और विकासात्मक प्रभावों पर भी प्रकाश डाला है। ये संदूषक पर्यावरण में जैव संचय और हवा, पानी और मिट्टी में इसकी लंबी दूरी के परिवहन द्वारा लगातार बने रहते हैं। इस महामारी में दवाओं, स्वच्छता उत्पादों के व्यापक प्रसार ने चिंताओं को और बढ़ा दिया है क्योंकि पारिस्थितिकी तंत्र में इसके दीर्घकालिक प्रभाव अब से कुछ साल बाद दिखाई देंगे।  इन उभरते हुए दूषित पदार्थों के उपचार की जटिलता को दूर करने के लिए केमिकल इंजीनियरिंग के पास समाधान है।

बुनियादी विज्ञान, जैव प्रौद्योगिकी, नैनो प्रौद्योगिकी आदि जैसे बहु-विषयक ज्ञान डोमेन के साथ काम करने के लिए केमिकल इंजीनियरिंग शाखा का लचीलापन न केवल परिष्कृत उन्नत विश्लेषणात्मक तकनीकों के माध्यम से इसका पता लगाने में मदद करता है बल्कि बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए टिकाऊ प्रक्रियाओं को विकसित करने में भी मदद करता है। गर्मी, द्रव्यमान और गति हस्तांतरण, ऊष्मप्रवैगिकी, प्रतिक्रिया इंजीनियरिंग और प्रक्रिया डिजाइन के सिद्धांतों के आधार पर केमिकल इंजीनियरिंग इकाई संचालन और इकाई प्रक्रियाओं को उपचार प्रौद्योगिकियों के विकास में प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है। पारंपरिक जल उपचार प्रक्रियाएं जिनमें प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक उपचार शामिल हैं, अक्सर उभरते हुए दूषित पदार्थों के जटिल अणुओं के उपचार के लिए अपर्याप्त पाई जाती हैं।

वर्तमान में उपयोग की जाने वाली उन्नत विधियों को चरण बदलने वाली तकनीक (मेम्ब्रेन टेक्नोलॉजी, आडसोर्प्शन आदि), उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं (AOP) और जैविक उपचार में वर्गीकृत किया गया है। मेम्ब्रेन आधारित तकनीक माइक्रोफिल्ट्रेशन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, नैनो फिल्ट्रेशन, रिवर्स और फॉरवर्ड ऑस्मोसिस विधियों का उपयोग करती है।

सोखने की विधियाँ ज्यादातर कार्बनयुक्त सामग्री, मिट्टी के खनिज, बायोमैटिरियल्स, जिओलाइट्स और सिलिका का उपयोग सोखने वाले के रूप में करती हैं और कुछ हद तक धातु ऑक्साइड, एक्सचेंज रेजिन का भी। उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रिया जो मुक्त मूलक तंत्र का उपयोग करती है, फेंटन-आधारित, ओजोन आधारित प्रक्रिया का उपयोग करती है, साथ ही अल्ट्रा-सोनिकेशन, फोटो-कैटेलिसिस और इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण विधियों का भी उपयोग करती है। सल्फेट रेडिकल आधारित विधियों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हाइड्रोडाइनमिक क्याविटेशन  पद्धति में बड़े पैमाने पर आवेदन की संभावना है और इसकी उपयोगिता का अब व्यापक रूप से अध्ययन किया जा रहा है।

उभरते हुए दूषित पदार्थों के इलाज के लिए शोधकर्ता हाइब्रिड तकनीकों के साथ भी आए हैं। हाइब्रिड तकनीक अलग-अलग तरीकों के सहक्रियात्मक गुणों का लाभ उठाने के लिए उपर्युक्त विभिन्न तकनीकों का संयोजन है। हालांकि उन्नत प्रौद्योगिकियों के कार्यान्वयन के माध्यम से समाधान प्राप्त किए जा सकते हैं, लेकिन पर्यावरणीय नियमों के साथ-साथ नमूना तकनीक, विश्लेषण और निगरानी तंत्र विकसित करने में चुनौतियां हैं। वास्तविक समाधान उभरते हुए दूषित पदार्थों के उपचार को इसके अस्तित्व के सभी स्तरों पर प्राथमिकता के रूप में बनाना है।

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