Automated Underwater Delivery System for Coral Probiotics
यह शोध पत्र पहले स्वचालित, इन-सीटू (in-situ) वितरण उपकरण को प्रस्तुत करता है जो 25 मीटर की गहराई तक 30 दिनों के लिए लाभकारी मूंगा सूक्ष्मजीवों (BMCs) की स्केलेबल, पूर्व-निर्धारित खुराक देने में सक्षम है, जो मूंगा चट्टान बहाली में मैनुअल प्रोबायोटिक अनुप्रयोग की सीमाओं को दूर करने के लिए एक लागत प्रभावी समाधान प्रदान करता है।
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कोरल रीफ (मूंगा चट्टानें) जीवंत समुद्री शहर हैं जो समस्त समुद्री जीवन के एक चौथाई हिस्से का समर्थन करती हैं, जिससे लाखों लोगों को भोजन, तटीय सुरक्षा और आर्थिक मूल्य प्राप्त होता है। ये पारिस्थितिकी तंत्र कोरल जीवों और उनके भीतर तथा आसपास रहने वाले सूक्ष्मजीव समुदायों के बीच एक नाजुक संतुलन पर निर्भर करते हैं। जब समुद्र बहुत गर्म या प्रदूषित हो जाता है, तो यह संतुलन बिगड़ जाता है। सहायक सूक्ष्मजीव जो कोरल को स्वस्थ रखते हैं, अक्सर मर जाते हैं या हानिकारक सूक्ष्मजीवों द्वारा बदल दिए जाते हैं, जिससे कोरल बीमारी और मृत्यु के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि पानी में विशिष्ट लाभकारी सूक्ष्मजीवों को वापस डालने से कोरल को उबरने में मदद मिल सकती है, जो एक प्राकृतिक औषधि की तरह कार्य करते हैं। हालांकि, इन सूक्ष्मजीवों को कोरल रीफ के विशाल, गहरे और अक्सर दूरदराज के क्षेत्रों तक पहुँचाना एक बड़ी लॉजिस्टिक चुनौती है। इसे हाथों से करने के लिए गोताखोरों को प्रत्येक कोरल कॉलोनी तक तैरकर जाना पड़ता है, जो एक धीमी, महंगी और समस्या के आकार के अनुरूप बड़े पैमाने पर करना असंभव प्रक्रिया है।
इस बाधा को दूर करने के लिए, किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने कोरल रीफ तक सीधे लाभकारी सूक्ष्मजीवों को पहुँचाने के लिए डिज़ाइन किया गया पहला स्वचालित {automated} अंडरवाटर मशीन बनाया है। यह उपकरण एक आत्मनिर्भर इकाई है जो समुद्र के तल पर बैठती है, जिसमें सूक्ष्मजीव समाधान का भंडार होता है और यह लंबे समय तक सटीक खुराक में इसे छोड़ती है। इस प्रणाली का परीक्षण रेड सी (लाल सागर) में किया गया था, जहाँ इसने 9 मीटर की गहराई पर हफ्तों तक सफलतापूर्वक काम किया। यह एक महीने में दो लीटर प्रोबायोटिक समाधान वितरित करने में सक्षम सिद्ध हुआ, और पानी का तापमान 25 से 32 डिग्री सेल्सियस के बीच बदलने के बावजूद विश्वसनीय रूप से कार्य करता रहा। यह मशीन एक सरल लेकिन प्रभावी डिज़ाइन का उपयोग करती है: यह सूक्ष्मजीवों को सिरिंजों में संग्रहीत करती है जिन्हें कोशिकाओं को बैठने से रोकने के लिए एक चुंबकीय तंत्र द्वारा लगातार हिलाया जाता है, और फिर तरल को ट्यूबों के माध्यम से कोरल कॉलोनियों में पंप करती है।
इस आविष्कार का मुख्य केंद्र एक वाटरप्रूफ बॉक्स है जिसमें एक बैटरी, एक कंप्यूटर कंट्रोलर और कई छोटे पंप होते हैं। शोधकर्ताओं ने एक ऐसा डिज़ाइन चुना है जो मशीन को मानवीय हस्तक्षेप के बिना तैनात करने की अनुमति देता है। पानी में जाने से पहले, वैज्ञानिक इसे एक शेड्यूल के साथ प्रोग्राम करते हैं कि कब और कितनी मात्रा में समाधान छोड़ना है। पानी के नीचे होने पर, मशीन सही समय पर जाग जाती है, सूक्ष्मजीव मिश्रण को हिलाती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह तैयार है, और फिर तरल को बाहर धकेलती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि तरल सुचारू रूप से प्रवाहित हो और ट्यूबों में न फंसे, सिस्टम में छोटे हवा से भरे चैंबर शामिल हैं जो पंपों से उत्पन्न दबाव के उतार-चढ़ाव को सोख लेते हैं। उपचार के बाद ट्यूबों को समुद्री जल से फ्लश करने के लिए एक पांचवां पंप भी शामिल किया गया है, जिससे नाजुक सूक्ष्मजीवों के सिस्टम को जाम होने से रोका जा सके।
डिवाइस को यह सिद्ध करने की आवश्यकता थी कि यह गहरे समुद्र के दबाव और सूक्ष्मजीव तरल पदार्थों के विभिन्न गाढ़ेपन को संभाल सकता है। प्रयोगशाला में, टीम ने मशीन को एक टैंक में डुबो दिया और दबाव तब तक बढ़ाया जब तक कि वह 25 मीटर की गहराई के बराबर नहीं पहुँच गया। उन्होंने पाया कि जबकि बाहरी कवच 70 मीटर की गहराई तक दबाव झेल सकता था, पंप स्वयं 25 मीटर से अधिक गहराई पर प्रभावी ढंग से काम करना बंद कर देते थे। इसने उस स्पष्ट सीमा को स्थापित किया जहाँ डिवाइस संचालित हो सकता है। उन्होंने यह भी परीक्षण किया कि मशीन विभिन्न प्रकार के सूक्ष्मजीव समाधानों का अनुकरण करते हुए, गाढ़े या पतले तरल पदार्थों को कितनी अच्छी तरह संभालती है, और पुष्टि की कि पंप तरल की स्थिरता के बावजूद सही मात्रा वितरित कर सकते हैं।
सबसे महत्वपूर्ण परीक्षण यह था कि क्या लाभकारी सूक्ष्मजीव अपने काम करने के लिए मशीन के अंदर पर्याप्त समय तक जीवित रहेंगे। शोधकर्ताओं ने सूक्ष्मजीवों को सिरिंजों में रखा और वास्तविक तैनाती जैसी स्थितियों का अनुकरण करते हुए उन्हें मशीन में दो सप्ताह तक रखा। उन्होंने अवधि की शुरुआत और अंत में जीवित कोशिकाओं की संख्या की जाँच की और पाया कि जनसंख्या स्थिर रही। जब उन्होंने मशीन को रेड सी में रीफ पर ले जाकर हफ्तों तक चलने के लिए छोड़ा, तो डिवाइस ने ठीक उसी तरह हिलाना और पंप करना जारी रखा जैसा कि प्रोग्राम किया गया था। गोताखोरों ने मशीन की जाँच की और पुष्टि की कि नोजल समाधान छोड़ रहे थे और कोरल कॉलोनियों को उपचार मिल रहा था। बैटरी 700 घंटों से अधिक के निरंतर संचालन तक टिकी रही, जिससे सिद्ध हुआ कि एक एकल चार्ज इस डिवाइस को पूरे एक महीने तक बनाए रख सकता है।
यह कार्य कोरल बहाली को बड़े पैमाने पर व्यावहारिक बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। गोताखोरों द्वारा मैन्युअल रूप से उपचार देने की आवश्यकता को हटाकर, यह प्रणाली इन सूक्ष्मजीव उपचारों को कोरल रीफ के बहुत बड़े क्षेत्रों में लागू करने का मार्ग प्रशस्त करती है। शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि तकनीक समुद्र की परिवर्तनशील स्थितियों, जैसे बदलते तापमान से लेकर पानी के भौतिक दबाव तक, को संभालने के लिए पर्याप्त मजबूत है। हालाँकि इस डिवाइस की गहराई की सीमा 25 मीटर है, जो कई उथले रीफ क्षेत्रों को कवर करती है, लेकिन इसकी एक बार में हफ्तों तक स्वायत्त रूप से कार्य करने की क्षमता एक ऐसे भविष्य का सुझाव देती है जहाँ रिफ प्रबंधक पूरे रीफ के हिस्सों की रक्षा के लिए इन मशीनों के बेड़े तैनात कर सकते हैं। अध्ययन पुष्टि करता है कि स्वचालित वितरण केवल एक सैद्धांतिक विचार नहीं है बल्कि एक कामकाजी वास्तविकता है जो जलवायु परिवर्तन के बढ़ते खतरों से कोरल रीफ को बचाने के व्यापक लक्ष्य का समर्थन कर सकती है।
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