فهم دور الحبيبات النانوية في تطهير المياه: قتل البكتيريا مقابل تحطيمها الضوئي الكلي بواسطة ZnO

تتعرض المياه لملوثات مختلفة منها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والتي تعرض مستخدميها إلى أمراض وأعراض ربما تكون خطرة، وقد تمت معاجلة المياه بأشكال مختلفة والتركيز على مياه الشرب بشكل خاص، أما من حيث الملوثات البيولوجية التي تشكل خطورة واضحة على مستخدمي المياه والتي تتمثل بالبكتيريا بشكل كبير والتي عولجت بأشكال مختلفة، ولكن الكثير من طرق المعالجة هذه يترتب عليها آثار جانبية خطيرة. أما الحفاز المستخدم في هذه الدراسة، وهو أول أكسيد الزنك (ZnO) الذي يتمتع بصفات زادت من أهميته من حيث عدم سميته وفعاليته وتواجده بشكل يسير وسهولة التخلص منه، جعلته محط أنظار الدارسين، في هذه الرسالة درس أثر الجزيئات النانوية من (ZnO) على البكتيريا المتواجدة في المياه حيث استخدم ضوء الشمس الذي يحتوي على قدر كاف من الأشعة الفوق بنفسجية لقتل وتحطيم هذه البكتيريا وتحليلها بشكل كامل الى غازات متصاعدة مثل (CO2). حيث أثبتت الدراسة أنه بالإمكان تطهير المياه بشكل كبير ونهائي من ملوثاتها البيولوجية بهذه الطريقة، حيث وصلت درجة التحطيم الى 100 %. كما ودرست بعض العوامل على معالجة الحفز مثل مدة التعريض لضوء الشمس ودرجة الحرارة وتركيز الملوث ، وكمية الحفاز ودرجة الحموضة، حيث لم يظهر أي تأثير لهذه العوامل في تحطيم الحفاز للبكتيريا وكانت نسبة التحطيم غالبا 100 % في معظم التجارب بوجود الحفاز وضوء الشمس ، مما زاد هذا الحفاز الضوئي أهميه وسهولة في الإستخدام. كما وأجريت تجارب على نوعين من البكتيريا وهما على التوالي P.aeruginosa و E.coli، حيث أظهرت النتائج القتل والتحطيم لكلتيهما بنسبة 100 % بوجود الحفاز وضوء الشمس ( المحتوي على الأشعة الفوق بنفسجية، أما بغياب ضوء الشمس كان هناك تباين بنسبة التحطيم، حيث كانت بنسبة 50 % لل P. aeruginosa و20.21% لل E.coli ; مما يدل على فعالية الحفاز على بكتيريا P. aeruginosa بشكل أكبر من E.coli في الظروف المعتمة. وأثبتت هذه الدراسة ايضا، بعد تحليل كمية الكربون في المحلول البكتيري بعد معالجته أن الحفاز لا يقتل البكتيريا فحسب، بل يحللها بوجود الأشعة الفوق بنفسجية، الى غازات متطايرة تخرج من المحلول مما يترك المياه معقمة، ونظيفة بنسبة عالية، حيث لا تحتاج الى عمليات فلترة أخرى.