آسیانیوز ایران؛ سرویس علم و تکنولوژی:
تصور کنید که پساب خروجی ساختمان محل زندگیتان، قبل از رهاسازی در محیط یا استفاده مجدد، با مادهای ارزان و طبیعی تصفیه شود که خود شما آن را هر روز دور میریزید. این تصور، دیگر یک رویای علمی-تخیلی نیست. این دقیقاً هدف پروژهای کاربردی و پیشرو است که توسط یک محقق جوان ایرانی به واقعیت نزدیک شده است. کشف اولیه توانایی تفاله قهوه در جذب فلزات سنگین، خبری هیجانانگیز بود. اما سؤال بزرگ بعدی این بود: چگونه این قابلیت آزمایشگاهی را میتوان در مقیاس یک شهر، یک محله یا حتی یک ساختمان پیاده کرد؟ اینجاست که نقش دانشمندان و مهندسانی پررنگ میشود که پا را از آزمایشگاه فراتر میگذارند و به فکر طراحی سیستمهای عملیاتی هستند. دکتر پوریا زرشناس، با همکاری دانشگاه قطر، در صدر این تلاشها قرار دارد.
پیشرفتهای علمی اغلب زمانی به ثمر مینشینند که ایدهای نو با تعهد و تلاش بیوقفه یک تیم پژوهشی همراه شود. داستان تبدیل پسماند قهوه به جاذبی برای نجات آبهای آلوده نیز، نمونهای درخشان از این همکاری است که با رهبری یک دانشمند جوان ایرانی به نقطهای تعیینکننده رسیده است. در حالی که پژوهشهای پایه در دانشگاه لافبورو انگلستان، توانایی شگفتانگیز تفاله قهوه در جذب فلزات سنگین را به دنیا اثبات کرد، این سؤال مطرح بود که چگونه میتوان این کشف آزمایشگاهی را به دنیای واقعی و زندگی روزمره مردم آورد؟ پاسخ این چالش در یک پروژه کاربردی و دقیق نهفته بود که توسط دکتر پوریا زرشناس، دانشمند جوان ایرانی و با حمایت دانشگاه قطر طراحی و اجرا شد.
تمرکز دکتر زرشناس و تیم همراهش، فراتر از بررسی خواص شیمیایی در آزمایشگاه بود. آن ها به دنبال عملیسازی این ایده در مقیاسی واقعگرایانه بودند: یک مجتمع مسکونی. مقاله جامع این تیم با عنوان "بررسی پتانسیل تفاله قهوه مصرفشده به عنوان یک جاذب پایدار برای حذف فلزات سنگین از آبهای خاکستری در ساختمانهای مسکونی: مطالعه امکانسنجی برای یک مجتمع آپارتمانی ده واحدی"، دقیقاً بر همین جنبه کاربردی و مهندسی متمرکز است. "آب خاکستری" به پسابهایی مانند آب حمام، سینک و ماشین لباسشویی اطلاق میشود که اگرچه برای آشامیدن مناسب نیستند، اما با تصفیه میتوانند برای مصارفی مثل آبیاری یا فلاش تانکها استفاده شوند. این پروژه، قابلیت استفاده از تفاله قهوه را در تصفیه همین جریان رایج و در عین حال آلوده درون ساختمانها بررسی کرد.
گذار از آزمایشگاه به میدان: اهمیت مطالعات امکانسنجی در فناوریهای سبز
بسیاری از کشفیات علمی در محیط کنترلشده آزمایشگاه به نتایج درخشانی دست مییابند، اما در مرحله عبور به مقیاس بزرگ و واقعی با موانع غیرمنتظرهای روبرو میشوند. مطالعه امکانسنجی که توسط دکتر زرشناس و تیمش انجام شد، دقیقاً برای پوشش این شکاف طراحی شده بود. چنین مطالعاتی به پرسشهای مهندسی حیاتی پاسخ میدهند: آیا تأمین ماده اولیه (تفاله قهوه) برای این مقیاس پایدار است؟ سیستم جمعآوری، خشککردن و آمادهسازی به چه شکل خواهد بود؟ این نوع پژوهش، هزینههای سرمایهگذاری اولیه، هزینههای عملیاتی و عمر مفید سیستم را مدلسازی میکند. بدون این تحلیلها، حتی بهترین ایدههای زیستمحیطی ممکن است هرگز از دیوارهای آزمایشگاه خارج نشوند. موفقیت این طرح در سطح بینالمللی نشان میدهد که جامعه علمی، ارزش و ضرورت این مرحله از تحقیقات را به خوبی درک میکند.
تمرکز بر آبهای خاکستری: یک هدف هوشمندانه و تأثیرگذار
انتخاب "آب خاکستری" به عنوان هدف تصفیه، نشان از درک عمیق تیم از مسائل مدیریت آب دارد. آب خاکستری، به دلیل عدم آلودگی به مواد دفعی انسانی، نسبت به فاضلاب سیاه، تصفیه سادهتر و کمهزینهتری نیاز دارد، اما همچنان حاوی آلایندههایی مانند فلزات سنگین (از شویندهها، لوازم آرایشی)، مواد آلی و ذرات معلق است. تصفیه و استفاده مجدد از آن در محل تولید (مثلاً برای آبیاری فضای سبز یا شستوشو)، بار بزرگی از شبکه جمعآوری و تصفیه خانههای مرکزی کم میکند و در مصرف آب شیرین صرفهجویی چشمگیری ایجاد مینماید. ارائه یک راهحل ارزان و طبیعی برای این بخش خاص از چرخه آب، هوشمندانه و دارای بالاترین پتانسیل برای اجرای سریع و گسترده است. این نگاه، تأثیر مستقیم پروژه را بر مدیریت پایدار منابع آب شهری پررنگ میکند.
طراحی سیستم برای مقیاس ساختمان: چالشهای فنی و راهحلها
طراحی یک سیستم تصفیه برای یک مجتمع ده واحدی، چالشهای فنی منحصر به فردی دارد. تیم پژوهشی باید به مسائلی مانند نرخ تولید آب خاکستری در ساعات مختلف روز، تغییرات کیفیت آن، فضای فیزیکی مورد نیاز برای نصب فیلترها یا راکتورهای حاوی جاذب، و نحوه بهرهبرداری و نگهداری سیستم توسط ساکنان فکر میکرد. آیا سیستم به صورت دستی مدیریت میشود یا اتوماتیک؟ فرکانس تعویض یا احیای جاذب اشباع شده چقدر است؟ و سرنوشت نهایی تفاله قهوه اشباع از فلزات چیست؟ پاسخ به این سؤالات در قالب یک مطالعه امکانسنجی، پیشنیاز هرگونه سرمایهگذاری برای ساخت نمونه اولیه و آزمایش میدانی است. این پروژه با بررسی این جزئیات، زیرساخت فکری لازم برای مرحله بعدی یعنی نمونهسازی را فراهم کرده است.
پیروزی در رقابت جهانی: معیارهای ارزیابی و جایگاه علم ایران
کسب جایزه برتر در یک کنفرانس بینالمللی با شرکت ۲۳۰ طرح، اتفاق کوچکی نیست. این موفقیت نشان میدهد که کار تیم دکتر زرشناس، معیارهای مهمی مانند نوآوری، قابلیت اجرا، پایداری محیطزیستی و تأثیر اجتماعی-اقتصادی را به خوبی پوشش داده است. داوران بینالمللی، عمق تحلیل مهندسی، روششناسی دقیق و جامعنگری این پژوهش را تشخیص دادهاند. این دستاورد، علاوه بر افتخارآفرینی، ثابت میکند که پژوهشگران ایرانی توانایی رقابت در عرصههای نوین فناوریهای پایدار و ارائه راهحلهای کاربردی برای مشکلات جهانی را دارند. چنین موفقیتهایی اعتبار علمی کشور را افزایش داده و میتواند جریان همکاریهای بینالمللی و جذب حمایتهای مالی برای پروژههای بعدی را تسهیل کند. این بار دوازدهمین کنفرانس بین المللی علوم، مهندسی، تکنولوژی و کسب و کارهای فناورانه در آتن میزبان او بود.
گسترش ایده به تفاله چای: تدوین یک سبد جاذبهای طبیعی
شروع فاز دوم پروژه با تمرکز بر تفاله چای، حرکت استراتژیک و منطقی است. این امر نشان میدهد که پژوهشگران به دنبال محدود کردن خود به یک ماده نیستند، بلکه در حال توسعه یک "سبد جاذبهای طبیعی" هستند. تفاله چای نیز ساختار آلی و متخلخل دارد و احتمالاً دارای گروههای عاملی متفاوتی است که میتوانند طیف وسیعتری از آلایندهها را هدف قرار دهند. این گسترش، چند مزیت دارد:
- اول، تنوع مواد اولیه در دسترس را افزایش میدهد.
- دوم، امکان مطالعه ترکیب جاذبها (مثلاً مخلوط قهوه و چای) برای دستیابی به بازدهی بالاتر را فراهم میکند.
- سوم، مسیر را برای ایجاد سیستمهای تصفیه چندمرحلهای یا تطبیقی هموار میسازد که بسته به نوع آلاینده غالب در آب، از جاذب خاصی استفاده کنند.
این نگاه سیستمی و آیندهنگر، پایداری و مقیاسپذیری کل این ایده را به شدت افزایش میدهد.
این پژوهش جامع، تنها یک مقاله علمی نبود، بلکه نقشهراهی برای اجرا محسوب میشد. تیم تحقیقاتی باید به پرسشهای عملی بسیاری پاسخ میداد: چه میزان تفاله قهوه برای خدمترسانی به یک مجتمع ده واحدی مورد نیاز است؟ سیستم جمعآوری و آمادهسازی تفالهها چگونه باید باشد؟ طراحی فیلتر یا سیستم تماس چگونه است؟ هزینههای اجرایی در مقایسه با روشهای متعارف چقدر است؟ و از همه مهمتر، بازدهی این سیستم در شرایط واقعی و با نوسانات کیفیت آب خاکستری چقدر خواهد بود؟
چرا این طرح گوی سبقت را از رقبا برد؟!
کیفیت و دقت این کار میدانی و مهندسی شده، مورد توجه داوران بینالمللی قرار گرفت. مقاله این پروژه در دوازدهمین کنفرانس بینالمللی علوم، مهندسی، فناوری و کسبوکارهای نوآورانه که در دانشگاه آتن یونان برگزار شد، از میان ۲۳۰ طرح و مقاله ارائهشده از سراسر جهان، به عنوان طرح برگزیده انتخاب شد و جایزه برتر را کسب کرد. این موفقیت، نه تنها ارزش علمی محتوای پژوهش، بلکه اهمیت کاربردی و قابلیت اجرایی بالای آن را تأیید میکند و نشان میدهد که راهحلهای پایدار میتوانند از دل مطالعات دقیق مهندسی بیرون آیند.
فاز دوم طرح
موفقیت این فاز، پایان راه نبود. با حمایت دانشگاه قطر، فاز دوم این پروژه تحت یک طرح پژوهشی پسادکتری آغاز شده است. جالب اینجاست که در این فاز، تمرکز بر روی تفاله چای قرار دارد. این توسعه منطقی نشان میدهد که اصل "اقتصاد چرخهای" و استفاده از پسماندهای آلی میتواند به دیگر مواد نیز تعمیم یابد. بررسی تفاله چای به عنوان جاذب، نه تنها دامنه مواد قابل استفاده را گسترش میدهد، بلکه این امکان را فراهم میکند تا سیستمهای تصفیه هیبریدی یا چندمرحلهای طراحی شوند که از ترکیب چند پسماند طبیعی برای دستیابی به بهترین بازده استفاده میکنند.
گام بعدی: تفاله چای!
تلاشهای دکتر پوریا زرشناس و همکارانش، پلی است میان کشف علمی اولیه و تحقق عملی آن در جامعه. این پروژه نشان میدهد که نوآوریهای سبز، زمانی تأثیر واقعی خود را میگذارند که با بینش مهندسی، مطالعه امکانسنجی دقیق و برنامهریزی برای اجرا همراه شوند. دستاوردهای این تیم، الگویی الهامبخش برای دیگر پژوهشگران است تا برای حل معضلات محیطزیستی، به راهحلهای جامع، عملی و قابل اندازهگیری بیندیشند. تمرکز تیم او بر روی یک چالش بسیار واقعی معطوف شده است: تصفیه آبهای خاکستری در مجتمعهای مسکونی. آب حاصل از شستوشو، استحمام و لباسشویی، حجم عظیمی از پساب شهری را تشکیل میدهد که میتواند با یک تصفیه مناسب، مجدداً چرخه مصرف را طی کند.
پروژه آنها یک "مطالعه امکانسنجی" دقیق برای یک مجتمع آپارتمانی ده واحدی است. این یعنی پاسخ به پرسشهایی درباره میزان ماده مورد نیاز، طراحی سیستم، هزینهها و بازده عملیاتی؛ همان جزئیاتی که یک ایده را به یک فناوری قابل اجرا تبدیل میکند. کیفیت این کار به حدی بود که در یک رقابت سنگین بینالمللی در یونان، در میان ۲۳۰ طرح از سراسر جهان، خوش درخشید و جایزه برتر را از آن خود کرد. این افتخار، تاییدی بر نگاه دقیق و کاربردی محققان ایرانی حاضر در این عرصه است. اکنون و در فاز بعدی، این نگاه جامع به سراغ پسماند دیگری رفته است: تفاله چای. این ادامه راه، نشان میدهد که ایران در زمینه ارائه راهحلهای سبز و عملیاتی برای بحرانهای جهانی، حرفهای زیادی برای گفتن دارد.
پایگاه خبری تحلیلی آسیانیوز ایران
این موفقیت را به جناب آقای دکتر پوریا زرشناس تبریک گفته
و آرزوی موفقیت های روز افزون برای ایشان دارد.