لیست اختراعات ابراهيم نادري نورعيني
تا مدتهاي مديدي اين تصور در ذهن بشر وجود داشت كه درياها و اقيانوسها آنقدر گسترده است كه ميتوان از ميزان آلودگي آن چشم پوشي نمود، اما امروزه كه اثرات مستقيم و غيرمستقيم آلودگي آب درياها بر زندگي انسانها ثابت شده مسأله مبارزه با رفع اين آلودگي ها به شكل جدي تر مطرح ميباشد. منابع آلوده كننده آب درياها نظير پسابهاي صنعتي، زباله هاي شهري، تخليه آب توازن و شستشوي كشتي ها به داخل دريا، نشت مواد نفتي ناشي از حوادث مربوط به نفت كشها و سكوهاي نفتي، زبالههاي اتمي، عوامل طبيعي نظير طوفانها، گرد و غبار، آتشفشانها و مواد ناشي از ارگانيزمهاي دريايي آثار مخربي بر اكوسيستم دريايي به جاي ميگذرند گسترش تدريجي اين آلودگي به سواحل و جزاير سبب بروز بيماريهاي مهلك و عوارض ژنتيكي بر روي انسان ميگردد.كشف نفت در خليج فارس ما بين سالهاي 1940-1930باعث رشد اقتصادي ،اهميت جغرافيايي و افزايش كشتيراني در منطقه گرديد.سالانه ما بين 3000-2000نفتكش در تنگه هرمز تردد مي كنند كه اين ميزان 40%كل نفت جابجا شده درآبهاي جهان مي باشد.سالانه حدود 160ميليون تن نفت وارد دريا مي شود.وخليج فارس به تنهايي 20-15درصد اين ريزش ها را دريافت مي كند.آلودگيهاي نفتي تاثير مهمي روي گياهان و حيوانات دريايي،جزاير مرجاني ،ماهيگيري ،سواحل ،سلامت انسان و صنعت توريسم دارد, دستگاه جاذب اتوماتيك كنترل از راه دور با استفاده ازالياف پلي پروپيلن STBC)) قابليت جذب مواد نفتي خام سبك و سنگين را دارا ميباشد, STBC)) به عنوان جاذب نفتي در حذف آلودگيهاي نفتي عمل مي كند كه ميتوان به وسيله حلال اتولين مواد نفتي جذب شده را از دست دهد. آلودگيهاي نفتي، اغلب تاثيرات منفي بسيار جدي بر روي منابع حساس طبيعي مي گذارند.بسياري از كشورهاي در حال توسعه ،به حفظ يك محيط زيست دريايي تازه براي كمك به صنعت توريسم و ماهيگيري و در نتيجه كمك به وضعيت اقتصادي كشور،نياز دارد. وسعت صدمات ناشي از آلودگيهاي نفتي بستگي به شاخص هايي مانند شرايط بروز حادثه و شرايط زيست محيطي دارد .سالانه بيش از 500 لكه نفتي معادل 2.5ميليون تن نفت وارد آبهاي آزاد مي شود .روش هاي متفاوتي برا ي حذف آلودگيهاي نفتي دريا وجود دارد كه استفاده از مواد جاذب يكي از روشهاست .جاذب ها از نظر جنس به سه دسته جاذبهاي طبيعي ،جاذبهاي طبيعي فرآوري شده و جاذب هاي سنتزي تقسيم مي شوند.علاوه بر تقسيم بندي فوق جاذب ها را به سه دسته جاذب هاي آلي ،جاذب هاي معدني و جاذبهاي سنتزي نيز مي توان تقسيم كرد. جذب عبارت است از نفوذ مولكولها و اتمهاي يك فاز به درون فاز ديگر به طوري كه با فاز دوم تشكيل يك محلول يكنواخت را بدهد. جذب معمولاً به دو صورت انجام ميگيرد، در صورتي كه پيوندهاي به وجود آمده بين جاذب و جذب شونده خيلي قوي باشد و انرژي جذب نيز بالا باشد، اين فرايند همواره برگشت ناپذير بوده و گفته ميشود جذب شيميايي صورت گرفته است. از طرفي اگر پيوندهاي به وجود آمده فوق العاده ضعيف باشند و از نوع نيروهاي واندروالس كه بالطبع انرژي جذب پايين دارند، ميگويند جذب فيزيكي انجام گرفته است. مولكولهايي كه بدين ترتيب جذب ميگردند با كوچكترين غلظت ماده جذب شونده در محلول جابجا شده و دفع ميگردند. بدين ترتيب ميگويند فرايند جذب فيزيكي برگشت پذير است. افزودن مواد جاذب به نفت شناور بر روي آب باعث تغيير فاز نفت از مايع به نيمه جامد ميشود. وقتي كه اين تغيير حاصل شد، حذف نفت با استفاده از جداسازي جاذب از سطح آب مشكل نخواهد بود. يك جاذب نفت يك ماده يا مخلوطي از مواد ميباشد كه غير قابل حل بوده و به منظور بازيافت نفت از طريق مكانيسم هاي جذب (Absorption) و يا جذب سطحي (Adsorption) يا هر دوي آنها به كار برده ميشود. فرآيند جذب فرآيندي است كه طي آن ماده نفتي در سرتاسر ساختار مولكولي ماده جاذب توزيع ميشود. ماده جاذبي كه از طريق مكانيسم جذب عمل مينمايد. پس از جذب به اندازه 50% يا بيشتر افزايش حجم خواهد داشت. يك ماده جاذب خوب شبيه اسفنج بوده و داراي منافذي در سطح خود ميباشد، كه نفت را به منافذ دروني هدايت ميكنند. درصد فضاي منفذ كه تخلخل ناميده ميشود يك خاصيت مهم جاذب ها ميباشد. زيرا مواد با تخلخل بالا ميتوانند مقادير زيايد از نفت را در يك بستر با ابعاد معلوم از طريق مكانيسم جذب نمايند. بسترهاي حاوي الياف نيز به دليل اينكه قابليت فشرده شدن دارند امكان بازيافت و احياء جاذب را فراهم ميآورند. زماني كه اين بسترها در معرض فشار قرار ميگيرند، تخلخل آنها كاهش مييابد. مقدار نفتي كه مي توان از يك بستر جاذب استخراج كرد به تخلخل، زمان تماس و فشار اعمال شده با غلطك، ديافراگم يا پيستون بستگي دارد. فرآيند جذب سطحي فرآيندي است كه طي آن ماده نفتي بر روي سطح ماده جاذب توزيع ميشود كه ميزان افزايش حجم جاذب پس از جذب نفت بيش از 50% نخواهد شد. در اين فرآيند، مادهاي كه جذب سطحي انجام ميدهد جاذب سطحي و ماده اي كه در سطح ماده ديگر جذب سطحي ميشود، جذب شونده نام دارد. جذب سطحي فيزيكي عمدتاً به وسيله نيروهاي واندروالس و نيروهاي الكترواستاتيكي بين مولكولهاي جذب شونده و اتمهاي تشكيل دهنده سطح جاذب ايجاد ميشود. بنابراين جاذبهايي كه از طريق اين مكانيسم عمل جذب را انجام ميدهند با خواص سطحي نظير سطح مساحت و قطبيت مشخص ميشوند. آلودگي دريايي، ورود انرژي يا مواد توسط انسان، به صورت مستقيم يا غيرمستقيم به محيط زيست دريايي است كه اثرات نامطلوبي را در بر خواهد داشت از آن جمله خطراتي براي سلامتي انسان، بروز موانعي در برابر فعاليتهاي دريايي شامل ماهيگيري، كاهش كيفيت در مورد استفاده از آب دريا، آلودگي سواحل تفريحي، صدمه به جمعيت جانوري و گياهي منطقه آلوده و كاهش سازگاري است. پس تأكيد بيشتر، بر عوامل انساني به نسبت طبيعي و همين طور بر اثرات تخريبي اين مواد زائد است. بسياري از زائدات ورودي به دريا (به عنوان مثال سموم و پلاستيكها) ساخته دست انسان بوده و بالطبع در طبيعت وجود ندارند، اما اكثر عواملي كه تا به حال مورد بحث قرار گرفتهاند، به طور طبيعي در دريا حضور دارند. از جمله مواد آلي كه مورد تخريب و تجزيه باكتريايي قرار ميگيرند؛ فلزات موجود در هرز آب ناشي از زائدات فلزدار نفت حاصل از نشت طبيعي، ذرات حاصل از فرسايش ساحلي، آب گرم حاصل از چشمههاي آب گرم و نيروگاهها و راديواكتيويته ميباشند.بررسي ها نشان دهنده اين واقعيت است كه آلودگي هاي نفتي به سه نوع شيميايي، فيزيكي و بيولوژيكي در محيط زيست نمايان ميگردند.عوامل شيميايي، آلودگي نفتي در محيط زيست شامل پخش آمونياك، فنل، سيانور، فسفر، فلزهاي سنگين، هيدروكربن هاي سبك و سنگين، دي اكسيد كربن، دي اكسيد گوگرد و دي اكسيد نيتروژن حاصل از احتراق نفت، كلريدهاي سديم، منيزيم، سولفات، سيليس و اكسيدهاي آهن موجود در نفت كه موجب جرم گرفتگي و خوردگي تأسيسات ميشوند.عوامل فيزيكي آلودگي نفتي در محيط زيست شامل پخش چربي، روغن، مواد معلق تغيير درجه حرارت، رنگ و بو، نشت نفت به هنگام استخراج، حمل و نقل، گل حفاري و آب شور فرايند حفاري، خرده سنگ هاي حاصل از استخراج ميباشند. عوامل بيولوژيكي آلودگي نفتي در محيط زيست شامل افزايش ميزان COD , BOD ميباشد. مواد نفتي با پخش شدن در محيط زيست لايهاي غير قابل نفوذ ايجاد ميكنند كه در محيط آبي از رسيدن اكسيژن به موجودات آبزي و در محيط خشكي از فعاليتهاي حياتي موجود ميكاهند.برخي از هيدروكربن هاي نفتي براي انسان سمي ميباشند اما افراد بشر آستانه چشايي بسيار پاييني براي هيدروكربنهاي نفتي داشته و اين مزه شديداً دافع است، پس خطر اندكي از جهت دريافت ندانسته مقادير قابل توجه اين مواد سمي، از طريق غذا و آب آشاميدني آلوده، براي انسان وجود دارد. نفت، حاوي هيدروكربنهاي آروماتيك چند حلقهاي (PAH) است كه برخي از آنها خاصيت سرطانزايي دارند. غذاهاي دريايي حاوي غلظت ناچيزي از PAH (اندازه گيري بر اساس بنزو ] [ پيرين، يك عامل سرطانزا) در مقايسه با آنچه به طور طبيعي در ساير مواد غذايي كه در مقادير بيشتري خورده ميشود موجود است. (جدول 1) توريستها، سواحل شناي عاري از نفت را ترجيح ميدهند و اكثر تفرجگاه هاي ساحلي، تلاش بسيار زيادي در جهت زدودن قير و بقاياي نفتي از سواحلشان، به كار ميبندند. آلودگي جدي ناشي از تصادفي شديد در محدوده يك تفرجگاه، مسئلهاي كاملاً متفاوت است. شايد كه اين مورد، خارج از محدوده مسئوليت منطقه اي بوده و به عنوان يك وضعيت اضطراري ملي،نياز به پاسخي كشوري داشته باشد. غرق تانكرها، از جمله توري كانيون، آموكوكاديز، آرو، بتلگوس از اين دسته هستند. جدول 1- غلظت بنزو ] [ پيرين (بر حسب Mg بر كيلوگرم) در غذاهاي دريايي آبهاي آلوده آبهاي غير آلوده غذاهاي دريايي 16- 2/8 1/1-38% صدف clam 0/90 5/0 ميگوها 0/30 0/5 خرچنگ 13-4/0 1/0 ماهي هرينگ 05/0 - كفشك ماهي در ابتدا به تحقيقدر خصوص الياف پلي پروپيلن به عنوان جاذب آلودگي نفتي مورد آزمايش قرار گرفت.اساس روش جذب در اين تحقيق بر پايه ASTM F726-99است .از روش جذب ديناميك به منظور تعيين ظرفيت جذب نفت جاذب ها استفاده مي شود . الياف پلي پروپيلن از ظرفيت جذب بالاتري نسبت به زمان برخوردار است . الياف پلي پروپيلن به علت عدم تخريب پذيري و از دست ندادن خاصيت الاستيك توانايي استفاده مجدد را فراهم مي كند.بر همين اساس جاذبهاي ساخته شده برپايه الياف پلي پروپيلن مي توانند در زمره جاذبهاي ارزان و قابل دسترس براي جذب آلودگيهاي نفتي به شمار روند . ربات جاذب نانويي آلودگي نفتي در دريا ( شكل شماره 1) شبيه نوار نقاله مسطحي ساخته كه بتواند مؤثرتر از هر جاذب كه تاكنون استفاده شده است، نفت خام ريخته شده در سطح آب درياها را جمعآوري كنند. نكته كليدي در اين فناوري، استفاده از يك روكش شبكهاي دفعكننده آب حاوي جاذب پروپيلني است كه روي يك نوار نقاله ايجاد شده است . نكته مهم ديگر اين است كه اين جاذب ميتواند به طور خودگران كار كند؛ اما اين وسيله پاك كننده چگونه كار ميكند, هر جاذب پاك كننده پلي پروپيلن 2 تا 5 متري در داخل دستگاهي براي جمعآوري نفت خام از روي سطح آب از نوار نقاله خود استفاده ميكند و در همان حال با استفاده از يك پروانه خود را به سمت جلو ميراند, (شكل شماره 2) اين دستگاه با كمك يك هدايت گر كنترل از راه دور و GPS ميتوانند مسير خود روي سطح آب دريا را پيدا كنند و همانند كپهاي از هزارپاهاي گرسنه روي يك ورقه، به نفت خام حمله و آن را جذب كنند. نوار نقاله اين جاذب داراي يك روكش شبكهاي دفعكننده آبِ حاوي پروپيلن است. اگر دست خود را روي اين جاذب پروپيلني بكشيد، احساس ميكنيد كه نرم است. يك اسفنج را تصور كنيد كه داراي خلل و فرج بسيار ريزي است. اين جاذب پروپيلني ماده مختص جذب نفت خام نيست، بنابراين به طور بالقوه ميتواند به خوبي براي تميزكردن انواع ديگري از مواد شيميايي از سطح آب استفاده شود. ميتوان تخمين زد كه اين روكش شبكهاي( جاذب ) حاوي جاذب پروپيلني است كه قابل استفاده مجدد نيز است، ميتواند تا 10 برابر وزن خود نفت خام را جذب كند. اين روكش شبكهاي( جاذب ) را با گرمكردن به منظور از بين بردن نگهداري نفت خام و عبور دادن از يك حلال نفتي كه در سطح پايين دستگاه قرار دارد (شكل شماره 3) ، ميتوان تميز كرد و دوباره مورد استفاده قرار داد. هريك از اين وسيله ها به وسيله يك پانل خورشيدي دو متر مربعي توان ميگيرد و طوري طراحي شده است كه با يك توان 100 واتي رانده ميشود. دليل اينكه اين وسيله پاك كندده مسطح طراحي شده نيز اين است كه ، براي جلوگيري از واژگون شدن بايد به سطح آب بچسبد و همراه با امواج حركت كند. ربات جاذب نانويي پاك كننده متشكل از يك سر پوشيده شده كه توسط يك لايه سلول هاي فتو ولتائيك و نوار نقاله پوشيده توسط جاذب پروپيلني ميباشد. سلول هاي فتو ولتائيك انرژي الكتريكي كافي براي كار و حركت رو به جلو ربات را براي هفته ها ايجاد مي نمايد. درحاليكه شناور در آب به وسيله كنترل از راه دور حركت ميكند نوار نقاله به صورت مداوم چرخيده و آلودگي را جذب ميكند, نوار پوشيده شده توسط شبكه پروپيلني تحت فشار, حرارت و ماده حلال قرار ميگيرد تا مواد نفتي را دفع كند. زمانيكي قسمت پاكيزه نوار از قسمت انتها بيرون مي آيد به سرعت جذب مواد نفتي را شروع نموده در نتيجه مرحله جذب مواد نفتي مداوم و موثر خواهد بود. اين فرآيند ساده تر و موثر تر از تكنولوژي هاي موجود اسكيمر ها ميباشد چراكه اين ربات ها به صورت كنترل از راه دور عمل كرده و نيازي به بازگشت به ساحل براي نگهداري و تعميرات ندارد. چنانچه اين ربات ها به صورت گروهي به كار گرفته شوند ميتوانند سطح وسيعي از آلودگي را تحت پوشش قرار دهند و با برقراري ارتباط با يكديگر و همچنين با ارتباط با مسئولين در خشكي، ميتوانند عمليات جمع آوري خود را هماهنگ نمايند. با توجه به ابعاد 2*5 فوت، اين ربات ها ميتوانند به مناطقي كه دسترسي به انها سخت ميباشد مانند خط ساحلي و مصب رودها دست يابد. در اين وسيله يا ربات پاك كننده از تكنولوژي پارچه هاي متشكل از شبكه پروپيلني با قابليت جذب مواد نفتي تا چند برابر وزن خود ، استفاده شده است كه پس از جذب مواد و مشتقات نفتي ميتوان با حرارت دادن , حلال ها پارچه مواد نفتي را زدود. زماني كه مواد نفتي زدوده شدند، شبكه جاذب پروپيلني ميتوانند به صورت مجدد مورد استفاده قرار گيرند. شبكه جاذب پروپيلني همانند يك پارچه ميباشد. خاصيت بي وزني به تيم در مطرح شدن ايده ساخت وسيله اي كه ميتواند به آرامي روي سطح آب سر بخورد كمك نمود. مانند يك حوله كاغذي، اين وسيله پاك كننده از اين مواد پروپيلني براي جذب پيوسته مواد نفتي استفاده مينمايد. در شكل هاي 1و2و3 اين موارد تشريح شده است . با توجه به اينكه در حال حاضر پتانسيل خود پالايي درياها قادر به حذف آلودگيهاي بيش از حد ناشي از ورودي تركيبات نفتي به آنها نميباشند، بنابراين لزوم بهرهگيري از روش بيولوژيكي و پس از آن استفاده از جاذب ها به ويژه جاذب هاي پروپيلني با عنايت به ويژه گي هاي چشمگير آنها نيز علاوه بر روشهاي شيميايي و مكانيكي محرز ميگردد. در اين روش با استفاده از ساخت پارچه اي با ويژگي هاي منحصر به فرد و نصب آن بر روي يك سيستم با قابليت هاي رباتيك و كنترل از راه دور ميتواند تا حد زيادي ما را به آرزوي از بين بردن تمامي آلودگي هاي نفتي پس از انتشار نزديك نمايد . مواد نفتي نزديك سطح آب و مواد نفتي كه كاملاً در آب پراكنده شدهاند به راحتي متوانند توسط اين سيستم جاذب ، جذب شوند .در بخش مقابله با آلودگي هاي ناشي از نفت ميتوان به بهترين شكل و به صورت كاملا رباتيك و كنترل از راه دور و منطبق با شرايط قابل تحمل در محيط زيست به از بين بردن آلودگي هاي نفتي اقدام نمود .
موارد یافت شده: 1