ہمیشہ کے لیے کیمیکلز پانی اور مٹی میں برقرار رہتے ہیں۔ چونکہ وہ ٹوٹتے نہیں ہیں، یہ ہمارے پانی اور خوراک میں ختم ہو جاتے ہیں، جس سے صحت کے اثرات جیسے کینسر، اور زرخیزی میں کمی واقع ہوتی ہے۔
پچھلے مہینے، یو ایس انوائرمنٹل پروٹیکشن ایجنسی نے دو سب سے زیادہ عام ہمیشہ کے لیے کیمیکلز PFOA اور PFOS دینے کی تجویز پیش کی، جس نے سائنسدانوں کو ان کا پتہ لگانے اور صفائی کے اقدامات کی منصوبہ بندی کرنے کی اجازت دی۔
اب میں محققین کی ایک ٹیم واشنگٹن یونیورسٹی PFOA اور PFOS کو تباہ کرنے کا ایک نیا طریقہ ہے۔ وہ ایک نیا ری ایکٹر لے کر آئے- جو سپر کریٹیکل پانی کا استعمال کرتا ہے، جو کہ زیادہ درجہ حرارت اور دباؤ پر بنتا ہے- تاکہ تباہ کرنے میں مشکل کیمیکلز کو مکمل طور پر توڑ دیا جا سکے۔ یہ ٹیکنالوجی پرانے سٹاک کا علاج کر سکتی ہے، جیسے کہ آگ بجھانے والے فوم میں ہمیشہ کے لیے کیمیکل، ماحول میں پہلے سے موجود ہمیشہ کے لیے مرتکز کیمیکلز کو ہٹا سکتے ہیں، اور صنعتی فضلے کا علاج کر سکتے ہیں۔
مکینیکل انجینئرنگ کے UW ریسرچ ایسوسی ایٹ پروفیسر Igor Novosselov نے کہا، "ہمارا ری ایکٹر بنیادی طور پر پانی کو بہت تیزی سے گرم کرتا ہے، لیکن یہ پانی کو اس سے مختلف طریقے سے گرم کرتا ہے جب آپ اسے پاستا کے لیے ابالتے ہیں۔ عام طور پر، جب آپ درجہ حرارت بڑھاتے ہیں تو پانی ابلتا ہے اور بھاپ میں بدل جاتا ہے۔ وہاں سے، پانی اور بھاپ 100 ڈگری سیلسیس (212 F) سے زیادہ گرم نہیں ہوتے ہیں۔
پانی کو کمپریس کرنے سے اس توازن کو بدل سکتا ہے اور زیادہ گرم درجہ حرارت پر ابلتا نقطہ حاصل کر سکتا ہے۔ دباؤ میں اضافہ ابلتے ہوئے درجہ حرارت کو بڑھا سکتا ہے۔
پانی آخرکار ریاستوں کو مائع سے بخارات میں تبدیل کرنا بند کر دے گا۔ اس کے بجائے، یہ ایک نازک موڑ پر پہنچ جاتا ہے جہاں پانی سپرکریٹیکل مرحلے میں داخل ہوتا ہے، ایک الگ مادے کی حالت. اس مثال میں پانی مائع یا گیس نہیں ہے۔ یہ درمیان میں کہیں گرتا ہے، اور حدود تھوڑی دھندلی ہیں۔
۔ پانی کے انو پلازما جیسی حالت میں آئنائزڈ ذرات سے ملتے جلتے ہیں۔ یہ جزوی طور پر الگ کیے گئے مالیکیولز بہت زیادہ درجہ حرارت اور بہت تیز رفتاری پر دوہراتے ہیں۔ نامیاتی مالیکیول ایسے جارحانہ اور انتہائی سنکنرن ماحول میں زندہ نہیں رہ سکتے۔
نوووسیلوف نے کہا، "کیمیکل جو عام پانی میں ہمیشہ زندہ رہتے ہیں، جیسے PFOS اور PFOA، کو توڑا جا سکتا ہے سپرکریٹیکل پانی بہت زیادہ شرح پر. اگر ہم حالات کو صحیح طریقے سے حاصل کرتے ہیں، تو یہ بے قاعدہ مالیکیول تباہ ہو سکتے ہیں، کوئی درمیانی مصنوعات نہیں چھوڑتے اور صرف بے ضرر مادے پیدا کرتے ہیں، جیسے کاربن ڈائی آکسائیڈ, پانی، اور فلورائیڈ نمکیات، جو اکثر میونسپل پانی اور ٹوتھ پیسٹ میں شامل ہوتے ہیں۔
"ہم نے اصل میں اسے کیمیائی جنگی ایجنٹوں کو توڑنے کے لیے ڈیزائن کیا تھا، جنہیں تباہ کرنا بھی مشکل ہے۔ ہمیں ری ایکٹر بنانے میں پانچ سال لگے۔
"وہاں اہم سوالات تھے جیسے، ہم چیزوں کو اس دباؤ میں کیسے رکھتے ہیں؟ ری ایکٹر کے اندر، دباؤ سطح سمندر سے 200 گنا زیادہ ہے۔ ہمارے پاس ایک اور سوال تھا: ہم یہ کیسے یقینی بناتے ہیں کہ ری ایکٹر ایک مقررہ درجہ حرارت پر لگاتار موڈ میں جلتا اور کام کرتا ہے؟
ری ایکٹر کیسے کام کرتا ہے؟
ری ایکٹر میں تقریباً ایک فٹ لمبا اور ایک انچ قطر کا ایک موٹا سٹینلیس سٹیل پائپ ہوتا ہے۔ سائنس دان یہ معلوم کرنے کے لیے اندر کا درجہ حرارت مختلف کر سکتے ہیں کہ کسی کیمیکل کو تباہ کرنے کے لیے انہیں کتنا گرم ہونا پڑتا ہے۔ کچھ کیمیکلز کو 400 C (752 F) اور کچھ 650 C (1202 F) کی ضرورت ہوتی ہے۔
سائنسدان مسلسل پائلٹ ایندھن، ہوا، اور کیمیکل جسے ہم ختم کرنا چاہتے ہیں، PFOS کی طرح، ری ایکٹر کے اوپری حصے میں موجود سپرکریٹیکل پانی میں متعارف کرواتے ہیں۔ ایندھن امتزاج کو سپرکرٹیکل رکھنے کے لیے درکار حرارت فراہم کرتا ہے، اور PFOS اس جارحانہ میڈیم کے ساتھ تیزی سے یکجا ہو جاتا ہے۔
مجموعی طور پر، ردعمل کا وقت ایک منٹ سے بھی کم ہے۔
نوووسیلوف نے کہا، "ری ایکٹر کے نچلے حصے میں، مائع اور گیس دونوں کے اخراج کے لیے مرکب کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ ہم تجزیہ کر سکتے ہیں کہ مائع اور گیس دونوں مراحل میں کیا ہے اس بات کی پیمائش کرنے کے لیے کہ آیا ہم نے کیمیکل کو تباہ کر دیا ہے۔
سائنسدانوں نے PFOS اور PFOA کے ساتھ ایک ہی تجربہ کیا۔ EPA ان دونوں کو منظم کرتا ہے۔ یہ پایا گیا کہ PFOA ہلکے سپرکریٹیکل حالات (تقریباً 400 ڈگری سینٹی گریڈ یا 750 F) میں چلا جاتا ہے، لیکن PFOS ایسا نہیں کرتا ہے۔ PFOS کی تباہی کو دیکھنے میں ہمیں 610 ڈگری C (1130 F) تک پہنچنے میں وقت لگا۔
اس درجہ حرارت پر، PFOS اور تمام انٹرمیڈیٹس تباہ ہو گئے تھے - 30 سیکنڈ کے معاملے میں۔
PFOS ٹیسٹوں نے انکشاف کیا ہے کہ PFOA سمیت متعدد درمیانی مرکبات کم درجہ حرارت پر تیار ہو سکتے ہیں۔ ان میں سے کچھ خرابی کی مصنوعات مائع مرحلے میں ابھری ہیں، جو تجویز کرتی ہیں کہ مستقل کیمیکلز کا استعمال کرتے ہوئے مینوفیکچرنگ سہولیات سے نکلنے والے فضلے میں یہ شامل ہو سکتے ہیں۔ لیکن دیگر انٹرمیڈیٹس گیس کے مرحلے میں باہر آ رہے ہیں، جو مشکل ہے کیونکہ گیس کے اخراج کو عام طور پر منظم نہیں کیا جاتا ہے۔
نووسیلوف نے کہا, "ان مالیکیولز میں فلورین ہوتا ہے، اور ہم جانتے ہیں کہ اس قسم کی گیسیں گرین ہاؤس اثرات میں حصہ ڈالتی ہیں۔ اس وقت، ہمارے پاس گیس کی آلودگی کو حقیقی وقت میں مانیٹر کرنے کا کوئی طریقہ نہیں ہے، اور ہم نہیں جانتے کہ ہم کتنا پیدا کریں گے یا ان کی صحیح کیمیائی ساخت بھی۔"
"ہمارے پاس کچھ اگلے مراحل ہیں۔ ہم یہ دیکھنے کے لیے ری ایکٹر استعمال کر رہے ہیں کہ یہ PFOS اور PFOA کے علاوہ دیگر ہمیشہ کے لیے کیمیکلز کو کتنی اچھی طرح سے تباہ کرتا ہے۔ ہم اس بات کا بھی جائزہ لیتے ہیں کہ یہ ٹیکنالوجی حقیقی دنیا کے منظرناموں کے لیے کتنی اچھی طرح کام کر سکتی ہے۔
جرنل حوالہ:
- Joanna Li, Igor V.Novosselov, et al. مسلسل سپرکریٹیکل واٹر آکسیڈیشن ری ایکٹر میں PFOS کی تباہی۔ کیمیکل انجینئرنگ جرنل. ڈی او آئی: 10.1016/j.cej.2022.139063
