Efficiency of AZ compound as a bio-desalination and a bio- treatment of saline wastewater and applied for irrigation

वह पानी जो पीने या फसल उगाने के लिए बहुत अधिक नमकीन है, दुनिया के कई हिस्सों में एक बढ़ती हुई समस्या बन गया है। जब घरों और कारखानों का अपशिष्ट जल नमक के साथ मिलता है, तो यह एक जहरीले सूप में बदल जाता है जिसे पारंपरिक तरीकों से आसानी से साफ नहीं किया जा सकता। चुनौती दोहरी है: पानी में घुले हुए नमक का उच्च स्तर होता है जो पौधों को मार देता है, और इसमें जैविक कचरा और भारी धातुएं भी होती हैं जो मिट्टी को जहरीला बना देती हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से प्रकृति का उपयोग करके इस समस्या को हल करने के तरीके खोज रहे हैं, उन सूक्ष्मजीवों की ओर रुख कर रहे हैं जो कचरे को खा सकते हैं या नमकीन परिस्थितियों में जीवित रह सकते हैं। लक्ष्य एक ऐसी जैविक विधि खोजना है जो इस पानी से नमक को निकाल सके और साथ ही इसे हानिकारक प्रदूषकों से मुक्त कर सके, जिससे एक अपशिष्ट उत्पाद को कृषि के लिए एक संसाधन में बदला जा सके।

हाल ही में एक अध्ययन में, मिस्र के ऐन शम्स विश्वविद्यालय के एक शोधकर्ता ने यह परीक्षण करने के लिए कि क्या वह इस दोहरे कार्य को कर सकता है, 'AZ कंपाउंड' नामक एक विशिष्ट जैविक मिश्रण का परीक्षण किया। AZ कंपाउंड विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया का एक मिश्रण है, जिसे प्रयोगशाला में उगाया गया है और एक शक्तिशाली सफाई टीम बनाने के लिए आपस में मिलाया गया है। शोधकर्ता ने अत्यधिक लवणीय अपशिष्ट जल के नमूने लिए, जिन्हें रास-सुद्र के एक अनुसंधान केंद्र से एकत्र किया गया था, और उन्हें एक नियंत्रित रिएक्टर में रखा। इस रिएक्टर को एक गर्म, स्थिर तापमान पर रखा गया था और हवा की आपूर्ति की गई थी, जो एक प्राकृतिक वातावरण की नकल करता है जहाँ बैक्टीरिया फल-फूल सकें। टीम ने नमकीन पानी में बैक्टीरिया का मिश्रण मिलाया और दो दिनों की अवधि में देखा कि क्या होता है, साथ ही परिवर्तनों को मापने के लिए नियमित अंतराल पर नमूने लिए।

परिणामों ने दिखाया कि बैक्टीरिया ने तेजी से और प्रभावी ढंग से काम किया। चौबीस घंटों के भीतर, AZ कंपाउंड ने कुल घुले हुए ठोस पदार्थों (total dissolved solids)—जो पानी में सभी नमक और खनिजों का माप है—को लगभग सत्तर प्रतिशत तक कम कर दिया। पानी की शुरुआत बहुत उच्च नमक सामग्री के साथ हुई थी जो इक्कीस हजार पार्ट्स पर मिलियन (ppm) से अधिक थी और यह घटकर केवल छह हजार पार्ट्स पर मिलियन रह गई। यह एक महत्वपूर्ण गिरावट थी, जिसने पानी को जो अधिकांश उपयोगों के लिए बहुत अधिक नमकीन था, उसे उपयोग के योग्य होने के बहुत करीब बदल दिया। साथ ही, बैक्टीरिया ने पानी को इसके जैविक कचरे से भी साफ किया। उन्होंने जैविक ऑक्सीजन मांग (BOD) और रासायनिक ऑक्सीजन मांग (COD) को, जो पानी में प्रदूषण की मात्रा के मानक माप हैं, अस्सी प्रतिशत से अधिक कम कर दिया। उन्होंने लगभग सभी फॉस्फेट को और अमोनिया नाइट्रोजन के एक बड़े हिस्से को भी साफ कर दिया, जो ऐसे पोषक तत्व हैं जो पर्यावरण में छोड़े जाने पर हानिकारक शैवाल (algae) के प्रसार का कारण बन सकते हैं।

पानी को साफ करने के अलावा, AZ कंपाउंड ने भारी धातुओं के लिए एक फिल्टर के रूप में भी कार्य किया। अध्ययन में पाया गया कि बैक्टीरिया ने एल्युमीनियम, लोहा, मैंगनीज, बोरॉन, वैनेडियम और जिंक जैसे जहरीले तत्वों को महत्वपूर्ण मात्रा में हटाया। उदाहरण के लिए, उपचार ने एल्युमीनियम और वैनेडियम को अस्सी प्रतिशत से अधिक और लोहे को सत्तर प्रतिशत से अधिक हटाया। इस प्रक्रिया ने पानी की अम्लता (acidity) को नहीं बदला, जो पूरे प्रयोग के दौरान स्थिर रही। यह बताता है कि बैक्टीरिया केवल समस्या को छिपा नहीं रहे थे बल्कि वे नए रासायनिक असंतुलन पैदा किए बिना सक्रिय रूप से प्रदूषकों को तोड़ रहे थे या सोख रहे थे।

यह देखने के लिए कि क्या यह साफ किया गया पानी वास्तव में खेती के लिए सुरक्षित और उपयोगी था, शोधकर्ता ने चावल के पौधों का उपयोग करके दूसरा प्रयोग किया। चावल एक ऐसी फसल है जो नमक के प्रति संवेदनशील होती है, और अध्ययन में उपयोग की गई विशिष्ट किस्म, जिसे 'गिज़ा 179' के रूप में जाना जाता है, सूखे और लवणता को कुछ हद तक सहन करने की अपनी क्षमता के लिए जानी जाती है। शोधकर्ता ने एक ग्रीनहाउस के अंदर गमलों में चावल उगाया, पौधों को तीन समूहों में विभाजित किया। एक समूह को ताजे नल के पानी से सींचा गया, दूसरा मूल, अनुपचारित नमकीन अपशिष्ट जल से, और तीसरा उस पानी से जिसे AZ कंपाउंड द्वारा उपचारित किया गया था। अनुपचारित नमकीन अपशिष्ट जल से सींचे गए पौधों में कोई वृद्धि नहीं हुई और उनकी उपज शून्य रही। इसके विपरीत, उपचारित पानी से सींचे गए चावल के पौधे तेजी से बढ़े। वे लगभग अट्ठावन सेंटीमीटर की ऊंचाई तक पहुंच गए, अनाज के तीस स्पाइक्स (spikes) पैदा किए, और स्वस्थ जड़ों एवं तनों का विकास किया। हालांकि वे ताजे नल के पानी से सींचे गए पौधों जितने ऊंचे नहीं बढ़े, लेकिन वे बिना उपचार वाले पौधों की तुलना में कहीं बेहतर थे।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि AZ कंपाउंड सिंचाई के लिए नमकीन अपशिष्ट जल को एक संसाधन में बदलने का एक व्यवहार्य तरीका है। बैक्टीरिया के मिश्रण का उपयोग करके, पानी को एक ही प्रक्रिया में विलवणीकृत (desalinated) और जैविक कचरे तथा भारी धातुओं से मुक्त किया जा सकता है। उपचारित पानी को ग्रीनहाउस की स्थितियों में चावल, जो एक प्रमुख खाद्य फसल है, के विकास को सहारा देने के लिए सक्षम पाया गया। यह सुझाव देता है कि ऐसा जैविक दृष्टिकोण उन क्षेत्रों के लिए एक व्यावहारिक समाधान प्रदान कर सकता है जहाँ ताजा पानी दुर्लभ है और नमकीन अपशिष्ट जल प्रचुर मात्रा में है, बशर्ते इस विधि को बड़े पैमाने पर और खुले खेतों में परीक्षण किया जा सके। यह शोध रेखांकित करता है कि प्रकृति के अपने सूक्ष्म श्रमिकों का उपयोग जटिल पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने के लिए किया जा सकता है, जिससे एक खतरनाक अपशिष्ट धारा को ऐसे पानी में बदला जा सकता है जो आबादी को खिलाने में मदद कर सके।