मुंबई : वस्त्रोद्योगातून निर्माण होणाऱ्या सांडपाण्यातील घातक रंगद्रव्यांमुळे वाढणाऱ्या जलप्रदूषणावर भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई (आयआययी मुंबई) येथील संशोधकांनी प्रभावी तोडगा शोधला आहे. समुद्री जिवाणू आणि ग्राफिन ऑक्साईडच्या नॅनोशीटचा संगम साधत संशोधकांनी अशी नवी जैव-नॅनो प्रणाली विकसित केली आहे, जी सांडपाण्यातील रंगद्रव्ये केवळ पकडून ठेवत नाही, तर त्यांचे पूर्णपणे विघटनही करते. हे संशोधन नुकतेच ‘जर्नल ऑफ मटेरिअल्स केमिस्ट्री ए’ या आंतरराष्ट्रीय शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झाले आहे.
वस्त्रोद्योगातील रंगद्रव्ये अनेकदा प्रक्रिया न करता थेट नद्या, तलाव आणि जमिनीत मिसळली जातात. यातील अनेक रसायने सहज विघटित होत नसल्याने ती दीर्घकाळ पर्यावरणात टिकून राहतात. त्यामुळे जलाशयांमध्ये तळापर्यंत सूर्यप्रकाश पोहोचण्यास अडथळा निर्माण होतो, तसेच जलचर सजीवांनाही धोका निर्माण होतो. सध्या अशा रंगद्रव्यांवर नियंत्रण मिळवण्यासाठी कार्बन, झिओलाइट आणि पॉलिमेरिक रेझिनसारख्या पदार्थांचा वापर केला जातो. हे पदार्थ रंगद्रव्यांचे रेणू शोषून घेतात; मात्र त्यांचे विघटन करत नाहीत. त्यामुळे पकडलेले प्रदूषक अन्यत्र सोडावे लागतात. ते पुन्हा मातीत किंवा कचरा डेपोमध्ये झिरपू शकतात.
आयआयटी मुंबईतील प्रा. शोभा शुक्ल यांच्य नेतृत्वाखालील संशोधन गटाने गोवा येथील राष्ट्रीय समुद्र विज्ञान संस्थेच्या सहकाऱ्यांसह हा अभ्यास केला. ग्राफिन ऑक्साईड नॅनोशीट आणि बॅसिलस एनएजी १ नावाच्या समुद्री जिवाणूचा वापर करून नवी प्रणाली तयार केली. हा जिवाणू खारफुटी क्षेत्रातून वेगळा करण्यात आला असून तो खाऱ्या पाण्यात, उच्च क्षारता, जास्त पीएच आणि तीव्र तापमानासारख्या कठीण परिस्थितीतही तग धरू शकतो. प्रा. शुक्ला यांनी सांगितले की, प्रयोगशाळेतील सामान्य जिवाणूंशी तुलना करता समुद्री जिवाणू अधिक कणखर असतात. त्यामुळे सांडपाण्यासारख्या प्रतिकूल वातावरणातही ते प्रभावीपणे कार्य करू शकतात.
कशा पद्धतीने केले तंत्रज्ञान विकसित
ग्राफिन ऑक्साईडच्या पातळ नॅनोशीटचा पृष्ठभाग मोठा असल्याने ते रंगद्रव्यांचे रेणू वेगाने पकडते. त्याच वेळी जिवाणूंना चिकटून राहण्यासाठी आधारही उपलब्ध होतो. परिणामी, रंगद्रव्ये जिवाणूंच्या जवळ येतात आणि त्यांचे विघटन अधिक वेगाने घडते. संशोधकांनी विविध प्रमाणात ग्राफिन ऑक्साईड वापरून प्रयोग केले. कमी ते मध्यम प्रमाणात ग्राफिन ऑक्साईड असताना जिवाणू सक्रिय राहिले, वाढले आणि नॅनोशीटला चिकटले. मात्र प्रमाण जास्त झाल्यास त्यांची कार्यक्षमता घटल्याचे आढळले. त्यानंतर संशोधकांनी अशी अचूक मर्यादा निश्चित केली, जिथे रंगद्रव्यांचे शोषण आणि जिवाणूंची क्रिया दोन्ही सर्वोत्तम पद्धतीने घडू शकतात.
पारंपरिक पद्धतींपेक्षा एकात्मिक प्रणाली परिणामकारक
ग्राफिन ऑक्साईड रंगद्रव्यांचे शोषण करते आणि जिवाणूंना त्यांचे विघटन करण्यासाठी सहज उपलब्ध करून देते. त्यामुळे ही एकात्मिक प्रणाली पारंपरिक पद्धतींपेक्षा अधिक परिणामकारक ठरते. या प्रणालीची चाचणी ‘अझूरझू ए’ आणि ‘अझूरझू बी’ या दोन सामान्य रंगद्रव्यांवर करण्यात आली. ही रंगद्रव्ये रासायनिकदृष्ट्या स्थिर असून सहज विघटित होत नाहीत. मात्र जैव-नॅनो प्रणालीद्वारे प्रक्रिया केल्यानंतर अवघ्या २४ तासांत बहुतांश रंगद्रव्ये नष्ट झाली. या प्रक्रियेची कार्यक्षमता तब्बल ९५ टक्क्यांपर्यंत असल्याचे दिसून आल्याचे या अभ्यासाच्या प्रमुख लेखिका डॉ. नेहा रेडकर यांनी सांगितले.
रंगद्रव्ये शोषून त्यांचा कायमस्वरूपी नायनाट
ग्राफिन ऑक्साईडच्या उपस्थितीत जिवाणूंनी अधिक प्रमाणात एन्झाईम्स तयार केले. लाकेस आणि पेरोक्सीडेसेससारखी ही एन्झाईम्स रंगद्रव्यांच्या गुंतागुंतीच्या रासायनिक संरचना तोडून त्यांचे लहान व निरुपद्रवी संयुगांमध्ये रूपांतर करतात. ही प्रणाली केवळ रंगद्रव्ये शोषून घेत नाही, तर त्यांचा कायमस्वरूपी नायनाट करते. त्यामुळे प्रदूषण एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी हलवण्याऐवजी मूळ समस्येवर उपाय मिळतो, असे प्रा. शुक्ला यांनी स्पष्ट केले. संशोधकांच्या मते, भविष्यात ही तंत्रज्ञानाधारित प्रणाली प्रत्यक्ष सांडपाणी प्रक्रिया केंद्रांमध्ये वापरता येऊ शकते. सध्या सपाट नॅनोशीटऐवजी स्पंजसारख्या सच्छिद्र पदार्थांवर काम सुरू असून त्यामध्ये अधिक प्रमाणात जिवाणू सामावून घेता येतील. त्यामुळे मोठ्या प्रमाणातील सांडपाण्यावर प्रक्रिया करणे शक्य होईल.
