कोयला आधारित बिजली संयंत्रों को नैनोपार्टिकल कताई के रूप में

विदेशी टाइटेनियम ऑक्साइड नैनोकणों एक स्वास्थ्य खतरा पैदा कर सकता है

कोयले के दहन के लिए, ऐसा प्रतीत होता है कि दशकों से अनिर्दिष्ट विदेशी टाइटेनियम उप -क्साइड नैनोकणों का गठन किया गया है। © Danicek / थिंकस्टॉक
जोर से पढ़ें

डिस्कवरी की खोज: कोयले का जलना जाहिर तौर पर पहले से पहचाने गए खनिज नैनोपार्टिकल्स की बड़ी मात्रा को जारी करता है। शोधकर्ताओं ने कोयले की राख और कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के आसपास और प्रयोगशाला में कोयला जलाने वाले प्रयोगों में इन टाइटेनियम सबऑक्साइड कणों का पता लगाया है। एक पहले परीक्षण से पता चलता है कि इन विदेशी नैनोकणों में घातक प्रभाव हो सकते हैं। "नेचर कम्युनिकेशंस" पत्रिका के शोधकर्ताओं के अनुसार, आगे के अध्ययन की तत्काल आवश्यकता है।

कोयले के जलने से आज दुनिया की लगभग 30 प्रतिशत ऊर्जा की जरूरत है। विशेष रूप से बिजली उत्पादन और इस्पात निर्माण में, कोयला अभी भी अग्रणी है। हालांकि, इसका पर्यावरण पर समान रूप से दोहरा नकारात्मक प्रभाव पड़ता है: लंबी अवधि में, जारी कार्बन डाइऑक्साइड ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाता है। अल्पावधि में, कोयले का दहन कालिख और अन्य सूक्ष्म कणों को मुक्त करता है जो पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाते हैं।

अज्ञात टाइटेनियम ऑक्साइड संस्करण

और यह पा सकता है: वर्जीनिया वर्जीनिया पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट (वर्जीनिया टेक) के यी यांग और उनके सहयोगियों ने पहले अज्ञात प्रकार के नैनोकणों की खोज की है जो कोयला जलने के दौरान बनते और जारी होते हैं। पहला सुराग तब मिला जब उन्होंने कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र के पास नदी तलछट और कोयले की राख का विश्लेषण किया।

हैरानी की बात है कि नमूनों में, शोधकर्ताओं ने टाइटेनियम ऑक्साइड के एक निश्चित समूह के नैनोकणों के बहुत सारे, तथाकथित मैग्नेली चरणों की खोज की। इन यौगिकों की विशेषता रासायनिक सूत्र Ti x O 2x-1 - और अत्यंत दुर्लभ है। "शुरुआत में मुझे विश्वास नहीं हो रहा था कि हमने वहां क्या पाया है, " यांग कहते हैं।

सभी कोयले की राख में शामिल हैं

यह सामान्य ज्ञान है कि टाइटेनियम सबऑक्साइड नैनोकणों का यह प्रकार वास्तव में प्रकृति में अनुपस्थित है। अब तक, वे केवल कुछ उल्कापिंडों में, चंद्र चट्टानों में और पश्चिमी ग्रीनलैंड में एक एकल चट्टान के निर्माण में पाए गए हैं। कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र के आसपास के क्षेत्रों में नमूनों में मैग्नेली चरणों में प्रति किलोग्राम छह ग्राम तक की खोज की गई थी। प्रदर्शन

पास के पावर प्लांट से तलछट (ऊपर) और कोयले की राख से टाइटेनियम सबऑक्साइड नैनोकणों के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ, साथ ही कटाव खंड के इलेक्ट्रॉन विवर्तन छवि। यांग एट अल नेचर कम्युनिकेशंस, CC-by-sa 4.0

क्या यह संभवतः इस विशेष बिजली संयंत्र की ख़ासियत थी? इसका परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ता संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन के विभिन्न क्षेत्रों में बारह अन्य कोयला-आधारित बिजली संयंत्रों से राख जमा का विश्लेषण कर रहे हैं। परिणाम: सभी नमूनों में इन टाइटेनियम सबऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स के एक से तीन अलग-अलग वेरिएंट शामिल थे, जिनमें से सबसे आम Ti 6 O 11 है, जैसा कि वे रिपोर्ट करते हैं।

कोयला दहन का उत्पाद

शोधकर्ताओं का स्पष्ट संदेह: यह संभव है कि इन नैनोकणों को कोयले के दहन द्वारा उत्पादित किया जाता है, जैसा कि पहले गैर-मान्यता प्राप्त उत्पादों द्वारा किया गया था। कोयले में अक्सर रूटाइल, एनटेज या ब्रोकेइट के रूप में टाइटेनियम युक्त खनिज होते हैं, वे बताते हैं। यांग और उनके सहयोगियों ने कहा, "उनका वेतन कुछ प्रतिशत के दसवें हिस्से से कई प्रतिशत तक भिन्न होता है।"

प्रयोगशाला प्रयोगों में, वैज्ञानिकों ने परीक्षण किया कि कोयला दहन के दौरान इन टाइटेनियम खनिजों को किन परिस्थितियों में मैग्नीली चरणों में परिवर्तित किया गया है। यह पता चला है कि जब फुफ्फुसीय कोयले को कम से कम 900 डिग्री पर जलाया जाता है, तो ये टाइटेनियम सबऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स बनते हैं। पावर स्टेशनों में कोयले के दहन के मामले में और कोक के उत्पादन में भी, इन नैनोकणों का उत्पादन किया जा सकता है और फिर निकास गैस के साथ हवा और पर्यावरण में छोड़ा जा सकता है।

पहले से ही एक अरब टन जारी किया?

यदि पुष्टि की जाती है, तो औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के बाद से इन नैनोकणों की बड़ी मात्रा को गैर-मान्यता प्राप्त वातावरण में जारी किया जा सकता था। वैज्ञानिक मैग्नीली चरणों की मात्रा की रक्षा कर रहे हैं जो लगभग 200 वर्षों से कम से कम एक अरब टन के लिए जारी किए गए हैं।

अमेरिका और अन्य देशों में सख्त पर्यावरण नियमों के साथ, कम से कम कुछ और अन्य नैनोकणों को अब पावर स्टेशन निकास गैस के फिल्टर द्वारा हटाया जा रहा है, होचेला बताते हैं। "लेकिन उन देशों में जहां कणों का मामला कम प्रभावी है या फ़िल्टर नहीं किया गया है, ये टाइटेनियम सबऑक्साइड के कण वायुमंडल में जारी हैं - उदाहरण के लिए, भारत या चीन में।"

जीवों के लिए हानिकारक?

लेकिन पर्यावरण और स्वास्थ्य के लिए इसका क्या मतलब है? टाइटेनियम डाइऑक्साइड नैनोकणों (TiO 2 ) पहले से ही ऑक्सीडेटिव तनाव द्वारा कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाने और फेफड़ों के ऊतकों और आंतों में सूजन का कारण बनता है।

ज़ेब्राफिश भ्रूण में टाइटेनियम सबऑक्साइड टाय 611 के साथ पहले विषाक्तता परीक्षण में, यांग और सहकर्मियों ने पाया कि ये नैनोकण मछली के भ्रूण की उत्तरजीविता दर को कम करते हैं और अंधेरे में जैविक रूप से सक्रिय होते हैं। अंतर्निहित तंत्र अभी भी अज्ञात है, लेकिन शोधकर्ताओं को संदेह है कि ये टाइटेनियम ऑक्साइड वेरिएंट टाइटेनियम डाइऑक्साइड की तुलना में अलग तरीके से काम कर सकते हैं।

होशेला कहती हैं, "टाइटेनियम सबऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स फेफड़ों के लिए विषैले होते हैं या नहीं, इस पर अब आगामी अध्ययनों में सावधानीपूर्वक जांच होनी चाहिए, लेकिन इसमें सालों लग सकते हैं।" "संभावित खतरे को देखते हुए, यह एक सोच विचार है।" (प्रकृति संचार, 2017; doi: 10.1038 / s41467-017-00276-2)

(प्रकृति / वर्जीनिया टेक, 09.08.2017 - एनपीओ)