سود دهی در صنعت پرورش آبزیان با یک روش جدید

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، آبزیان یکی از مهم‌ترین منابع غذایی در سراسر جهان محسوب می‌شوند. تهیه‌ آن‌ها می‌تواند به‌طور طبیعی از طریق صید یا به‌طور مصنوعی از طریق احداث استخرهای پرورش آبزیان صورت گیرد.

نیتروژن و ترکیبات آن در آب به‌طور فراوان یافت می‌شوند که برخی از آن‌ها مفید و برخی از آن‌ها مضر هستند. آمونیاک یکی از ترکیبات نیتروژن دار مضر در آب هستند که در مقادیر زیاد آن می‌تواند موجب مرگ آبزیان شود. در محیط دریا این ترکیبات نیتروژن دار توسط گیاهان دریایی و باکتری‌ها تبدیل و تغذیه می‌شوند؛ اما در استخرهای پرورش ماهی به دلیل عدم حضور گیاهان و برخی باکتری‌ها، غلظت نیتریت، نیترات و آمونیاک دائماً افزایش می‌یابد. این امر تعویض آب استخرها را به‌صورت دوره‌ای اجتناب ناپذیر می‌کند.

محمدعلی زلفی گل، مجری طرح، ضمن تأکید بر لزوم انجام این پژوهش به لحاظ اقتصادی و زیست‌محیطی در خصوص اهداف این طرح گفت: هدف از انجام این طرح جایگزینی فرایند تبدیل ترکیبات نیتروژن دار به یکدیگر که در محیط طبیعی دریا با کمک گیاهان و باکتری‌ها انجام می‌شود، با فرایند اکسایش پیشرفته بوده است.

وی افزود: جهت نیل به این هدف یک رآکتور فتومغناطیسی طراحی و ساخته شده که می‌تواند با کمک نانوذرات مغناطیسی فتوکاتالیستی تبدیل این ترکیبات را انجام دهد.

زلفی گل در خصوص مزایای استفاده از نتایج این طرح افزود: هزینه‌ راه‌اندازی این سیستم نسبت به روش‌های مشابه بسیار پایین‌تر خواهد بود؛ همچنین با توجه به مشکلات مربوط به کمبود آب در ایران، بیش از ۹۵ درصد صرفه‌جویی در مصرف آب می‌تواند به‌عنوان مهم‌ترین مزیت این طرح محسوب شود. به‌علاوه، طی انجام این فرایند هیچ‌گونه مواد آلاینده و مضری به محیط‌زیست وارد نخواهد شد.
وی گفت: در سیستم طراحی شده در این طرح واکنش‌های تبدیل ترکیبات نیتروژن دار به یکدیگر از طریق دو مرحله‌ی جداگانه صورت می‌پذیرد. در مرحله اول رآکتور فتومغناطیسی آمونیاک را به نیترات (به صورت تک مرحله ای و مستقیم) تبدیل می‌کند و در مرحله‌ بعد نیترات توسط سیستم طراحی شده به عنوان منبع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به گفته وی، نانوذرات فتوکاتالیستی به دلیل دارا بودن خاصیت مغناطیسی پس از اجرای فرایند اکسیداسیون، توسط یک سری میله‌های مغناطیسی جذب می شوند و همین امر سبب می‌ شود از ورود این نانوذرات به مخزن نگهداری ماهی و گیاه جلوگیری شود.

زلفی گل در خصوص مراحل انجام این طرح گفت: برای انجام این پژوهش ابتدا یک رآکتور فتومغناطیسی جدید طراحی و ساخته شد؛ سپس با بهره‌گیری از فناوری نانو، طی مراحل سه گانه نانوذرات کامپوزیتی دی‌اکسید تیتانیوم/سیلیس/اکسید آهن سنتز شده و به‌منظور فرایند اکسایش پیشرفته در رآکتور فتومغناطیسی استفاده شد.

وی ادامه داد: در ادامه پارامترهایی از قبیل« pH»، هدایت، روند رشد ماهی، کشش سطحی، چگالی و مقدار اکسیژن محلول در آب مورد بررسی قرار گرفت.

وی عنوان کرد: نتایج حاکی از آن است که سیستم طراحی شده از شرایط کاری پایداری برخوردار بوده و به تغییرات محیطی حساس نیست. به‌علاوه، مغناطیسه شدن آب موجب افزایش غلظت اکسیژن محلول در آب شده که این موضوع به رشد گیاهان و ماهی‌ها کمک شایانی خواهد کرد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر محمدعلی زلفی گل و دکتر وحید خاکی زاده، اعضای هیأت علمی دانشگاه بوعلی سینای همدان و دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی تهران و  هادی رضایی وحیدیان، حمید صالح زاده، علیرضا سلیمانی و احمد رضا موسوی زارع، دانشجویان مقطع دکترای این دانشگاه است. محققانی از کشورهای آلمان، اسپانیا، کانادا و هنگ کنگ نیز در این پژوهش همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ RCS Advances (جلد ۵، سال ۲۰۱۵، صفحات ۳۹۱۷ تا ۳۹۲۱) به چاپ رسیده است.