समाचार में क्यों?
Indian Institute of Technology Guwahati के शोधकर्ताओं ने पानी से सीसा (lead) हटाने के लिए एक जैविक सामग्री विकसित की। यह सामग्री आम तौर पर उपलब्ध सायनोबैक्टीरिया (cyanobacteria) से आती है। इसने प्रायोगिक स्थितियों के तहत 66.2 प्रतिशत सीसा हटा दिया। शोधकर्ता अब मिश्रित औद्योगिक अपशिष्ट जल के साथ परीक्षण की योजना बना रहे हैं।
पृष्ठभूमि
सायनोबैक्टीरिया (Cyanobacteria) सूक्ष्म बैक्टीरिया हैं जो प्रकाश संश्लेषण के लिए सूरज की रोशनी पकड़ते हैं, और वे तालाबों, झीलों, मिट्टी, महासागरों और धान के खेतों में होते हैं।
उन्हें पारंपरिक रूप से उनके रंग और रूप के कारण blue-green algae कहा जाता है, लेकिन वे बैक्टीरिया हैं, सच्चे शैवाल (algae) नहीं।
सच्चे शैवाल में एक नाभिक (nucleus) युक्त जटिल कोशिकाएं होती हैं, और सायनोबैक्टीरिया में झिल्ली-बाध्य नाभिक के बिना सरल कोशिकाएं होती हैं।
प्राचीन सायनोबैक्टीरिया ने बहुत बड़े पैमाने पर ऑक्सीजन छोड़ना शुरू किया। इसने लगभग 2.4 अरब साल पहले पृथ्वी की Great Oxidation Event को चलाने में मदद की।
इस घटना ने महासागरों और वायुमंडल को बदल दिया, और इसने अंततः ऑक्सीजन पर निर्भर जीवन के विकास का समर्थन किया।
सायनोबैक्टीरिया की महत्वपूर्ण विशेषताएं
- वे पानी और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके ऑक्सीजन उत्पादक प्रकाश संश्लेषण करते हैं, और उनमें क्लोरोफिल-ए (chlorophyll-a) और रंगीन सहायक वर्णक होते हैं।
- कुछ प्रजातियां वायुमंडलीय नाइट्रोजन को जैविक रूप से प्रयोग करने योग्य यौगिकों में परिवर्तित करती हैं।
- वे अकेले, कॉलोनियों में या लंबे तंतुओं (filaments) के रूप में रह सकते हैं, और कई अपनी कोशिकाओं के बाहर एक चिपचिपा पदार्थ पैदा करते हैं।
गर्म, धीमा और पोषक तत्वों से भरपूर पानी तेज़ी से सायनोबैक्टीरियल विकास का समर्थन कर सकता है, और यह वृद्धि एक दृश्यमान ब्लूम (bloom) बना सकती है।
कुछ ब्लूम हानिकारक विषाक्त पदार्थों (toxins) को छोड़ते हैं या घुले हुए ऑक्सीजन को कम करते हैं, लेकिन हर सायनोबैक्टीरियल प्रजाति विषाक्त पदार्थों का उत्पादन नहीं करती है।
सीसे का प्रदूषण खतरनाक क्यों है?
सीसा (Lead) एक ज़हरीली भारी धातु है जिसकी कोई उपयोगी जैविक भूमिका नहीं है। खनन, बैटरी, रंजक (pigments) और औद्योगिक निर्वहन इसे छोड़ सकते हैं।
सीसा मस्तिष्क, गुर्दे, रक्त और प्रजनन प्रणाली को नुकसान पहुंचा सकता है, और बच्चों को विशेष रूप से गंभीर विकासात्मक और सीखने के प्रभावों का सामना करना पड़ता है।
धातु स्वाभाविक रूप से एक हानिरहित पदार्थ में नहीं टूटती है। इसलिए जल उपचार को इसे अलग करना और सुरक्षित रूप से समाहित करना चाहिए।
शोधकर्ताओं ने किसका उपयोग किया?
कई सायनोबैक्टीरिया exopolysaccharides छोड़ते हैं, और ये जीवाणु कोशिकाओं के बाहर स्थित लंबी, चीनी-युक्त अणु (molecules) हैं।
ये अणु जीव के चारों ओर एक चिपचिपी सुरक्षात्मक परत बनाते हैं, और इनमें कई रासायनिक रूप से सक्रिय बाध्यकारी (binding) समूह भी होते हैं।
गुवाहाटी टीम ने सायनोबैक्टीरिया से इस सामग्री को निकाला, और फिर उन्होंने इसे नियंत्रित स्थितियों के तहत सीसा-दूषित पानी के संपर्क में लाया।
यह सीसे को कैसे पकड़ता है?
- पानी में सीसा मुख्य रूप से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों के रूप में मौजूद होता है, और जैविक सामग्री ऑक्सीजन युक्त रासायनिक समूहों को वहन करती है।
- ये समूह सीसा आयनों को आकर्षित करते हैं और बांधते हैं, और बाध्य धातु सामग्री की सतह से जुड़ी रहती है।
- श्रमिक फिर पानी से भरी हुई सामग्री को अलग कर सकते हैं।
यह प्रक्रिया मुख्य रूप से adsorption है। अधिशोषण (Adsorption) का मतलब है कि कण एक सतह पर एकत्र होते हैं, जबकि अवशोषण (absorption) का अर्थ है सामग्री में प्रवेश।
महत्वपूर्ण अंतर: जैविक सामग्री सीसे को पकड़ती है; यह धातु को नष्ट नहीं करती है। उपयोग की गई सामग्री के लिए सुरक्षित निपटान या नियंत्रित धातु पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता होती है।
अध्ययन ने क्या बताया?
- निकाली गई सामग्री ने परीक्षण किए गए सीसे का 66.2 प्रतिशत हटा दिया।
- रासायनिक विश्लेषण ने धातु बंधन के लिए जिम्मेदार समूहों की पहचान की।
- जैविक दृष्टिकोण ने अत्यधिक ऊर्जा-गहन उपकरणों के बिना काम किया।
- शोधकर्ताओं ने भविष्य की निरंतर प्रवाह वाली उपचार प्रणाली का प्रस्ताव रखा।
यह शोध June 2026 में Journal of Environmental Chemical Engineering में छपा। Debasish Das ने Indian Institute of Technology Guwahati टीम का नेतृत्व किया।
यह दृष्टिकोण उपयोगी क्यों हो सकता है?
- सायनोबैक्टीरिया तेज़ी से बढ़ते हैं और उन्हें सरल आदानों की आवश्यकता होती है, और कच्ची जैविक सामग्री नवीकरणीय और सस्ती हो सकती है।
- यह महंगे झिल्ली और आयन-विनिमय (ion-exchange) सामग्रियों पर निर्भरता कम कर सकता है।
- प्राकृतिक बाइंडिंग समूह कई विषाक्त धातुओं को पकड़ सकते हैं, और प्रक्रिया मूल्यवान धातुओं की चक्रीय रिकवरी का समर्थन कर सकती है।
आगे क्या परीक्षण किया जाना चाहिए?
वास्तविक औद्योगिक अपशिष्ट जल में कई धातुएँ, लवण और कार्बनिक रसायन होते हैं, और ये पदार्थ समान बाइंडिंग साइटों के लिए प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं।
वैज्ञानिकों को प्रवाह दर, बार-बार उपयोग और दीर्घकालिक स्थिरता का परीक्षण करना चाहिए। उन्हें अवांछित जैविक सामग्री की किसी भी रिहाई को भी रोकना चाहिए।
लागत तुलना के लिए एक पूर्ण उपचार चक्र की आवश्यकता होती है, और उस चक्र में उत्पादन, पृथक्करण, पुनर्जनन और अंतिम अपशिष्ट प्रबंधन शामिल है।
वर्तमान चरण: 66.2 प्रतिशत का परिणाम नियंत्रित अनुसंधान से आता है। यह अभी तक शहर-व्यापी पेयजल उपचार के लिए तत्परता साबित नहीं करता है।
निष्कर्ष
Cyanobacterial exopolysaccharides सीसा पकड़ने के लिए एक आशाजनक, कम ऊर्जा वाली विधि प्रदान करते हैं। अध्ययन बताता है कि कैसे सतह बाइंडिंग हटाने को संभव बनाती है, और सुरक्षित पैमाने पर विस्तार के लिए अब जटिल, वास्तविक अपशिष्ट जल के साथ परीक्षण की आवश्यकता है।