पॉलीएक्रिलामाइड फ्लोकुलेंट्स का निम्नीकरण, स्थानांतरण और जलीय पारिस्थितिकी तंत्र पर प्रभाव
08-01-2026
1 परिचय
पॉलीएक्रिलामाइड (पीएएम) एक रेखीय जल-घुलनशील बहुलक है जो एक्रिलामाइड मोनोमर के बहुलकीकरण से बनता है। एक उच्च-दक्षता वाले फ्लोकुलेंट के रूप में, पीएएम में मजबूत फ्लोकुलेशन क्षमता, व्यापक अनुप्रयोग क्षेत्र और कम मात्रा में उपयोग जैसे लाभ हैं। इसका व्यापक रूप से शहरी सीवेज उपचार, औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार, पेयजल शुद्धिकरण, खनिज प्रसंस्करण, कागज निर्माण और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। अनुप्रयोग की प्रक्रिया में, पीएएम फ्लोकुलेंट पानी में निलंबित ठोस पदार्थों को प्रभावी ढंग से एकत्रित कर सकते हैं, निलंबित कणों के अवसादन को तेज कर सकते हैं, और इस प्रकार ठोस-तरल पृथक्करण की दक्षता में सुधार कर सकते हैं।
2. पॉलीएक्रिलामाइड फ्लोकुलेंट्स के निम्नीकरण तंत्र
पर्यावरण में पीएएम फ्लोकुलेंट्स का अपघटन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें भौतिक, रासायनिक और जैविक कारक शामिल होते हैं। अपघटन की मुख्य प्रक्रियाओं में भौतिक अपघटन, रासायनिक अपघटन और जैविक अपघटन शामिल हैं।
2.1 भौतिक क्षरण
भौतिक क्षरण से तात्पर्य कतरन बल, पराबैंगनी विकिरण और तापमान परिवर्तन जैसे भौतिक कारकों के कारण पीएएम आणविक श्रृंखलाओं के टूटने से है। जल उपचार और परिवहन की प्रक्रिया में, पीएएम फ्लोकुलेंट्स अक्सर तीव्र कतरन बलों के अधीन होते हैं, जिससे आणविक श्रृंखलाएं टूट सकती हैं और पीएएम का आणविक भार कम हो सकता है। पराबैंगनी विकिरण पीएएम के भौतिक क्षरण का एक अन्य महत्वपूर्ण कारक है। पराबैंगनी किरणें पीएएम आणविक श्रृंखलाओं में सहसंयोजक बंधों को तोड़ सकती हैं, जिससे पीएएम का क्षरण होता है। इसके अलावा, तापमान परिवर्तन भी पीएएम आणविक श्रृंखलाओं की स्थिरता को प्रभावित कर सकता है। उच्च तापमान अणुओं की गतिज ऊर्जा को बढ़ा सकता है, आणविक श्रृंखलाओं की गति को तेज कर सकता है, और इस प्रकार आणविक श्रृंखला के टूटने की संभावना को बढ़ा सकता है।
2.2 रासायनिक अपघटन
रासायनिक अपघटन से तात्पर्य पर्यावरण में मौजूद अन्य पदार्थों के साथ पीएएम (पीएएम) की रासायनिक अभिक्रिया से है, जिसके परिणामस्वरूप आणविक श्रृंखलाओं का टूटना या रासायनिक संरचना में परिवर्तन होता है। पीएएम की मुख्य रासायनिक अपघटन अभिक्रियाओं में जल अपघटन, ऑक्सीकरण और अपचयन शामिल हैं। जल अपघटन पीएएम की सबसे सामान्य रासायनिक अपघटन अभिक्रिया है। जल की उपस्थिति में, पीएएम की आणविक श्रृंखलाओं में मौजूद एमाइड समूह जल अपघटित होकर कार्बोक्सिल समूह में परिवर्तित हो जाते हैं, जिससे पीएएम के आवेश गुणधर्म और फ्लोक्यूलेशन क्षमता में परिवर्तन होता है। ऑक्सीकरण अपघटन पीएएम की एक अन्य महत्वपूर्ण रासायनिक अपघटन अभिक्रिया है। पर्यावरण में मौजूद ऑक्सीजन, ओजोन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड जैसे ऑक्सीकारक पीएएम की आणविक श्रृंखलाओं में कार्बन-कार्बन बंधों का ऑक्सीकरण कर सकते हैं, जिससे आणविक श्रृंखलाएं टूट जाती हैं। अपचयन अपघटन अपेक्षाकृत दुर्लभ है और यह मुख्यतः प्रबल अपचायकों की उपस्थिति में होता है।
2.3 जैविक अपघटन
जैविक अपघटन से तात्पर्य पर्यावरण में मौजूद सूक्ष्मजीवों द्वारा पीएएम के अपघटन से है। जीवाणु, कवक और शैवाल जैसे सूक्ष्मजीव एंजाइम स्रावित कर सकते हैं जो पीएएम को विघटित करते हैं, जिससे पीएएम की आणविक श्रृंखलाएं छोटे आणविक पदार्थों में टूट जाती हैं। पीएएम का जैविक अपघटन एक धीमी प्रक्रिया है, और इसकी अपघटन दर कई कारकों से प्रभावित होती है, जैसे कि सूक्ष्मजीवों का प्रकार और सांद्रता, पर्यावरण का तापमान, पीएच मान और पोषक तत्वों की स्थिति। वर्तमान में, पीएएम के जैविक अपघटन पर शोध अभी प्रारंभिक चरण में है, और पीएएम को प्रभावी ढंग से अपघटित करने वाले सूक्ष्मजीवों के प्रकार और उनकी अपघटन क्रियाविधियों का आगे अध्ययन किया जाना आवश्यक है।
3. पॉलीएक्रिलामाइड फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों की स्थानांतरण प्रक्रियाएं
पर्यावरण में प्रवेश करने के बाद, पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पाद कई स्थानांतरण प्रक्रियाओं से गुजरते हैं, जिनमें जल निकायों में स्थानांतरण, तलछट में अधिशोषण और विशोषण, और मिट्टी में स्थानांतरण और रूपांतरण शामिल हैं। ये स्थानांतरण प्रक्रियाएं पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के वितरण और पर्यावरणीय जोखिमों को सीधे प्रभावित करती हैं।
3.1 जल निकायों में प्रवास
पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पाद जल प्रवाह के साथ जल निकायों में प्रवाहित हो सकते हैं। प्रवाह की दर और दूरी कई कारकों से प्रभावित होती है, जैसे पीएएम का आणविक भार, जल में निलंबित ठोस पदार्थों की सांद्रता और जल प्रवाह दर। सामान्यतः, पीएएम का आणविक भार जितना कम होगा, जल निकायों में प्रवाह की दर उतनी ही तीव्र होगी। जल में निलंबित ठोस पदार्थों की उपस्थिति पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों को सोख लेती है, जिससे प्रवाह की दर कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, जल प्रवाह दर भी पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के प्रवाह को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। जल प्रवाह दर जितनी अधिक होगी, प्रवाह की दूरी उतनी ही अधिक होगी।
3.2 तलछटों में अधिशोषण और विशोषण
जल निकायों में पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के लिए तलछट एक महत्वपूर्ण स्रोत है। पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पाद भौतिक अधिशोषण, रासायनिक अधिशोषण और आयन विनिमय के माध्यम से तलछट की सतह पर अधिशोषित हो सकते हैं। पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के लिए तलछट की अधिशोषण क्षमता कई कारकों से प्रभावित होती है, जैसे कि तलछट की संरचना, जल का पीएच मान और पीएएम की सांद्रता। कुछ परिस्थितियों में, अधिशोषित पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पाद तलछट से मुक्त होकर जल निकायों में पुनः प्रवेश कर सकते हैं, जिससे द्वितीयक प्रदूषण हो सकता है।
3.3 मृदा में प्रवासन और परिवर्तन
जब स्लज निपटान या सिंचाई के माध्यम से पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पाद मिट्टी में प्रवेश करते हैं, तो वे मिट्टी में स्थानांतरित और रूपांतरित होते हैं। मिट्टी में पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों का स्थानांतरण मुख्य रूप से मिट्टी की बनावट, मिट्टी में नमी की मात्रा और मिट्टी के कोलाइड्स की सोखने की क्षमता से प्रभावित होता है। इसके अलावा, पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पाद मिट्टी में जल अपघटन और ऑक्सीकरण जैसी रूपांतरण प्रतिक्रियाओं से भी गुजर सकते हैं, जो उनके पर्यावरणीय व्यवहार और पारिस्थितिक जोखिमों को प्रभावित करते हैं।
4. अनुसंधान में मौजूद कमियां और भविष्य के अनुसंधान की दिशाएँ
हालांकि पीएएम फ्लोकुलेंट्स के क्षरण, स्थानांतरण और जलीय पारिस्थितिकी तंत्र पर पड़ने वाले प्रभावों के अनुसंधान में काफी प्रगति हुई है, फिर भी कुछ ऐसे शोध क्षेत्र हैं जिन पर आगे अध्ययन करने की आवश्यकता है।
सबसे पहले, पीएएम फ्लोकुलेंट्स के निम्नीकरण तंत्रों पर वर्तमान शोध मुख्य रूप से एक ही निम्नीकरण मार्ग पर केंद्रित है, और अनेक निम्नीकरण मार्गों के संयुक्त प्रभावों पर पूरी तरह से विचार नहीं किया गया है। वास्तविक वातावरण में, पीएएम फ्लोकुलेंट्स एक साथ कई भौतिक, रासायनिक और जैविक कारकों से प्रभावित होते हैं, और निम्नीकरण प्रक्रिया अधिक जटिल होती है। इसलिए, अनेक निम्नीकरण मार्गों के संयुक्त प्रभावों पर शोध को सुदृढ़ करना और पर्यावरण में पीएएम फ्लोकुलेंट्स के व्यापक निम्नीकरण तंत्रों को उजागर करना आवश्यक है।
दूसरे, पर्यावरण में पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों की स्थानांतरण प्रक्रियाओं पर शोध मुख्य रूप से प्रयोगशाला स्तर पर केंद्रित है, जबकि क्षेत्र स्तर पर शोध अपेक्षाकृत कम है। वास्तविक पर्यावरण में पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों की स्थानांतरण प्रक्रियाएं जलवैज्ञानिक स्थितियों, भूवैज्ञानिक स्थितियों और पारिस्थितिक स्थितियों जैसे अनेक कारकों से प्रभावित होती हैं। इसलिए, क्षेत्र निगरानी और शोध करना और वास्तविक पर्यावरण में पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के स्थानांतरण नियमों को उजागर करना आवश्यक है।
तीसरा, जलीय पारिस्थितिक तंत्रों पर पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के प्रभावों पर वर्तमान शोध मुख्य रूप से जलीय जीवों के व्यक्तिगत और जनसंख्या स्तर पर केंद्रित है, जबकि समुदाय और पारिस्थितिक तंत्र स्तर पर शोध अपेक्षाकृत कम है। पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के जलीय पारिस्थितिक तंत्रों पर प्रभाव व्यापक और व्यवस्थित हैं, और पीएएम फ्लोकुलेंट्स के पारिस्थितिक जोखिमों को पूरी तरह से समझने के लिए समुदाय और पारिस्थितिक तंत्र स्तर से अध्ययन करना आवश्यक है।
भविष्य में, इस क्षेत्र में अनुसंधान को निम्नलिखित दिशाओं पर केंद्रित होना चाहिए: (1) पीएएम फ्लोकुलेंट्स के अनेक अपघटन मार्गों के संयुक्त प्रभावों पर अनुसंधान को सुदृढ़ करना और पर्यावरण में व्यापक अपघटन तंत्रों को उजागर करना। (2) पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों की स्थानांतरण प्रक्रियाओं पर क्षेत्र निगरानी और अनुसंधान करना और वास्तविक पर्यावरण में स्थानांतरण नियमों को उजागर करना। (3) समुदाय और पारिस्थितिकी तंत्र स्तरों से जलीय पारिस्थितिक तंत्रों पर पीएएम फ्लोकुलेंट्स और उनके अपघटन उत्पादों के प्रभावों पर अनुसंधान को सुदृढ़ करना और पारिस्थितिक जोखिमों को पूरी तरह से समझना। (4) पीएएम फ्लोकुलेंट्स के लिए एक व्यापक जोखिम मूल्यांकन प्रणाली स्थापित करना और पीएएम फ्लोकुलेंट्स के सुरक्षित अनुप्रयोग और जलीय पारिस्थितिक तंत्रों के संरक्षण को सुनिश्चित करने के लिए प्रभावी स्रोत नियंत्रण और प्रक्रिया अनुकूलन प्रौद्योगिकियों का विकास करना।
आइए मिलकर पीएएम पर आगे के शोध की ओर अग्रसर हों - शेनयांग जिउफांग टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड