ફ્લોરાઇડ નિલોગોન અને આર્સિરોન નિલોગોન: દુષિત પાણીમાંથી ફ્લોરાઇડ અને આર્સેનિક દૂર કરવાની સસ્તી, સરળ અને કાર્યક્ષમ પદ્ધતિઓ

Gujarati

ભૂગર્ભજળનું દૂષણ ભારતમાં એક ચિંતાજનક મુદ્દો છે અને યુએનનો તાજેતરનો એક રિપોર્ટ જણાવે છે કે જળ ગુણવત્તાની અનુક્રમણિકાના સંદર્ભમાં ભારત ૧૨૨ દેશોમાંથી ૧૨૦માં ક્રમે છે. ભારતમાં ૭૦ ટકા જેટલો પાણી પુરવઠો દૂષિત છે, પરિણામે દર વર્ષે લગભગ ૨ લાખ લોકો મૃત્યુ પામે છે. પીવાના પાણી અને સ્વચ્છતા મંત્રાલયના એક અહેવાલ મુજબ ભારતમાં લાખો લોકો ભૂગર્ભજળમાં વધુ માત્રામાં ફ્લોરાઈડ, આર્સેનિક અને સીસાના દૂષણને કારણે ગંભીર જોખમોનો સામનો કરે છે.

ફ્લોરાઇડ કુદરતી રીતે બનતું એક ખનિજ છે, જે  હાડકાં અને દાંત માટે મર્યાદિત માત્રામાં આવશ્યક છે. પરંતુ ઇવાગ(EAWAG)ના સંશોધકોના અંદાજ મુજબ દેશના ભૂગર્ભજળના મોટા ભાગમાં જરૂર કરતા વધુ પ્રમાણમાં તે મળી આવે છે જેના કારણે દાંત, હાડકાં તેમજ અન્ય આરોગ્યને લગતી સમસ્યાઓ જેમ કે ઓસ્ટીયોપોરોસિસ, સંધિવા, મગજને નુકસાન, કેન્સર, ન્યુરોલોજીકલ ડિસઓર્ડર વગેરેનો ઉદ્ભવ થાય છે. એક અંદાજ મુજબ દેશના પશ્ચિમ અને દક્ષિણ ભાગો ભૂગર્ભજળના ફ્લોરાઇડ-દૂષણથી પ્રભાવિત થવાની સંભાવના વધારે છે. આમાં આંધ્રપ્રદેશ, આસામ, બિહાર, છત્તીસગઢ, દિલ્હી, ગુજરાત, હરિયાણા, ઝારખંડ, કર્ણાટક, કેરળ, મધ્યપ્રદેશ, મહારાષ્ટ્ર, ઓરિસ્સા, પંજાબ, રાજસ્થાન, તમિલનાડુ, ઉત્તર પ્રદેશ અને પશ્ચિમ બંગાળનો સમાવેશ થાય છે.

વિશ્ર્વભરમાં જયારે આજે  ઓછા ખર્ચે, સલામત, પર્યાવરણને અનુકૂળ એવી ફ્લોરાઇડ દૂર કરવા માટેની સરળ પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી રહી છે. આવો જ એક પ્રયાસ આસામની તેજપુર યુનિવર્સિટીના કેમિકલ સાયન્સ વિભાગમાં ડૉ..રોબિન દત્તાની આગેવાની હેઠળની ટીમ દ્વારા કરવામાં આવ્યો છે. આ ઓછી કિંમતની ફિલ્ટર ટેકનોલોજી-‘નીલોગોન’ જે ભૂગર્ભજળમાંથી ફ્લોરાઇડને દૂર કરે છે તે માત્ર પોસાય તેવી જ નથી, પરંતુ ગ્રામીણ વિસ્તારોમાં સરળતાથી ઉપયોગમાં લઇ શકાય તેવી ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા વાળી પદ્ધતિ છે.

વર્ષ ૧૯૯૯માં એક વિગતવાર સર્વેમાં ફ્લોરોસિસની ખરાબ અસરો જાણવા મળ્યું. કાર્બી આંગલોંગની ઘણી શાળાઓમાં ૫૦ ટકાથી વધુ વિદ્યાર્થીઓ ડેન્ટલ ફ્લોરોસિસથી પીડાતા હતા તેમજ મોટી સંખ્યામાં લોકો હાડકાના ફ્લોરોસિસથી પીડાતા હતા જેમાં વિકૃત અંગો, સાંધાનો દુખાવો અને અકડાયેલા કરોડરજ્જુ જેવા લક્ષણો દેખાતા હતા. બજારમાં ઉપલબ્ધ ફિલ્ટર કાં તો ફ્લોરાઇડ દૂર કરવામાં અક્ષમ હતા અથવા સામાન્ય લોકોને ન પરવડે તેવા મોંઘા હતા.

ડૉ. દત્તા એવા ગામમાંથી આવે છે કે જ્યાં આર્સેનિક-દૂષિત પાણીના લીધે વર્ષ ૧૯૭૫થી આજ સુધી ૩૦ જેટલા કેન્સરના લીધે મોત થયા છે જેમાં તેમના પરિવારજનોનો પણ સમાવેશ થાય છે.  તેઓ કહે છે કે, “જ્યારે અમે સસ્તી અને કાર્યક્ષમ હોય એવી ફ્લોરાઇડ દૂર કરવાની પદ્ધતિ શોધવાનો પ્રયત્ન કરી રહ્યા હતા,  ત્યારે વર્ષ ૨૦૦૪માં બ્રહ્મપુત્રા અને આસામની બરાક ખીણના વિશાળ વિસ્તારોમાં ભૂગર્ભજળમાં જીવલેણ આર્સેનિકની હાજરી નોંધવામાં આવી. હું જાણું છું કે પાણીના જીવલેણ દૂષણોના કારણે કુટુંબીજનો અને દોસ્તોને ગુમાવવાનું દુઃખ કેવું હોય છે.” લાંબા ગાળા માટે અકાર્બનિક આર્સેનિકના સંપર્કમાં રહેવાથી- જેમ કે, આર્સેનિક વાળું દૂષિત પાણી પીવાથી, અથવા એવા પાણીમાં ઉગાડવામાં આવેલો ખોરાક અથવા રાંધવામાં આવેલો ખોરાક ખાવાથી ત્વચાના રોગો અને કેન્સર થઈ શકે છે.

પોતાના મિત્રો, વિદ્યાર્થીઓ, સહકર્મીઓ, વેપારીઓ, અસરગ્રસ્ત લોકો, તેજપુર યુનિવર્સિટી તેમજ ફંડીંગ કરનારી કેટલીક એજન્સીઓની સહાયથી,  ડૉ દત્તાએ ૨૦૧૦ સુધીમાં આર્સેનિક અને ૨૦૧૧ સુધીમાં ફ્લોરાઇડ દૂર કરવા માટેની સરળ, સસ્તી, સલામત તેમજ કાર્યક્ષમ તકનીકો વિકસાવી જેને ક્રમશઃ આર્સિરોન નિલોગોન અને ફ્લોરાઇડ નિલોગોન નામ આપવામાં આવ્યું. આસામની ભાષામાં નિલોગોનનો અર્થ “અલગ કરવું” એવો થાય છે.

ફ્લોરાઇડ નીલોગોન:

ફ્લોરાઇડ નિલોગોન પદ્ધતિ પાણીમાંથી ફ્લોરાઇડને શૂન્ય પીપીએમ સુધી દૂર કરી શકે છે. જો કે, તંદુરસ્ત દાંત અને હાડકાં માટે ફ્લોરાઇડની થોડી માત્રા જરૂરી હોવાથી, ફોસ્ફોરિકની યોગ્ય માત્રા દ્વારા ફ્લોરાઇડની અંતિમ સાંદ્રતા ૦.૬૫ (±૦.૧) પીપીએમ જેટલી રાખવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ અવક્ષેપન- અધિશોષણ (precipitation-adsorption) આધારિત છે જેમાં ફોસ્ફોરિક એસિડ અને પીસેલા ચૂનાપત્થર દ્વારા પ્રકિયા કરવામાં આવે છે.

May be an image of 5 people

ફ્લોરાઇડ નિલોગોનની કાર્યપદ્ધતિ:

ફ્લોરાઇડ નિલોગોનમાં ફ્લોરાઇડ વાળા પાણીમાં ખુબ ઓછી માત્રામાં (૦.૦૦૦૬૮ અણુ સાંદ્રતા- molar concentrations) ખાદ્ય ફોસ્ફોરિક એસિડ ઉમેરી તેને કચડેલા ચૂનાપત્થરના બેડ પ્લગ-ફ્લો રિએક્ટરમાં નાખવામાં આવે છે અને તેને ઓછામાં ઓછા ત્રણ કલાક સુધીના સમય માટે રાખવામાં આવે છે. આ સમય દરમિયાન રિએક્ટરમાં પાણીમાંથી ફ્લોરાઇડ દૂર થાય છે. આ પાણીને ત્રણ કલાક બાદ રેતી-કાંકરીના ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કરીને ફિલ્ટર કરીને ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે..

ફ્લોરાઇડ નિલોગોનની બનાવટ:

ફ્લોરાઇડ નિલોગોનના એકમમાં બે-તબક્કાનો સમાવેશ થાય છે અને તેને જરૂરિયાત મુજબ ડિઝાઇન કરી શકાય છે. પ્રથમ તબક્કામાં કચડેલા ચૂનાપત્થરના બેડ પ્લગ-ફ્લો રિએક્ટરનો સમાવેશ થાય છે. આ રિએક્ટર કોઈપણ પાત્રથી બનેલું હોઈ શકે છે, મોટેભાગે પ્લાસ્ટિકની ડોલ અથવા પ્લાસ્ટિક ડ્રમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જેમાં નીચેની તરફ પ્લાસ્ટિકનો નળ લગાડવામાં આવે છે. બીજા તબક્કામાં ફિલ્ટરનો સમાવેશ થાય છે અને તેમાં પણ એક પ્લાસ્ટિકની ડોલ અથવા પ્લાસ્ટિક ડ્રમ હોય છે જેમાં પાણીને ગાળવા માટે રેતી-કાંકરીના થરનો ઉપયોગ થાય છે. આમાં પણ નીચેની તરફ પ્લાસ્ટિકનો નળ લગાડવામાં આવે છે.

ફ્લોરાઇડ નિલોગોનનું ઘરગથ્થુ એકમ:

ફ્લોરાઇડ નિલોગોનના એક સામાન્ય ઘરગથ્થુ એકમમાં રિએક્ટર માટે ૪૦ લિટર ક્ષમતાની પ્લાસ્ટિકની ડોલ અને રેતી-કાંકરી ફિલ્ટર માટે બીજી ૨૦ લિટરની ડોલનો સમાવેશ થાય છે. બંને ડોલની નીચે એક-એક પ્લાસ્ટિકનો નળ લાગેલો હોય છે. રિએક્ટર વાળી ડોલને ફિલ્ટરની ડોલથી ઉપરની સપાટી પર રાખવામાં આવે છે જેમાં ૦.૧ થી ૧.૫ સેમી કદના ચૂનાપત્થરના અંદાજે ૫૦ કિલો જેટલા ટુકડા ભરવામાં આવે છે. આ રિએક્ટર લગભગ ૧૫ લિટર પાણીનો સમાવેશ કરી શકે છે. નીચેની સપાટી પર રહેલી ફિલ્ટર વાળી ડોલમાં તળિયે ૨-૩ સેમી કદની કાંકરીનું ૮-૧૦ સેમીનું સ્તર હોય છે અને બાકીની ડોલ સ્વચ્છ અને મધ્યમ કદની રેતીથી ભરેલી હોય છે. કાંકરીના સ્તરમાં રેતી મિશ્ર ન થઈ જાય એ માટે બંનેના સ્તરો વચ્ચે એક પાતળું છિદ્રાળુ કાપડ હોય છે.

ફ્લોરાઇડ નિલોગોનનું નાના સમુદાય માટેનું એકમ:

શાળાઓ જેવા નાના સમુદાયો માટે ૨૦૦ અથવા ૫૦૦ લિટરના પ્લાસ્ટિક ડ્રમનો રિએક્ટર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે જેમાં ૦.૧ થી ૧.૫ સેમી કદના ચૂનાપત્થરના ક્રમશઃ ૨૫૦ કિલો અને ૬૨૫ કિલો ટુકડા ભરવામાં આવે છે. અને અન્ય ૨૦૦ લિટરના પ્લાસ્ટિક ડ્રમનો રેતી-કાંકરી ફિલ્ટર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. ચૂનાપત્થર ભર્યા પછી, ૨૦૦ લિટરના ડ્રમમાં લગભગ ૮૮ લિટર અને ૫૦૦ લિટરના ડ્રમમાં લગભગ ૨૨૦ લિટર જેટલું પાણી સમાઈ શકે છે. ફિલ્ટરના તળિયામાં ૨-૩ સેમી જેટલી કાંકરીઓનું ૧૫-૨૦ સેમીનું સ્તર હોવું જોઈએ જેને પાતળા છિદ્રાળુ કાપડથી ઢાંકી તેની ઉપર સ્વચ્છ અને મધ્યમ કદની રેતીનું ૫૦-૬૦ સેમીનું સ્તર હોવું જોઈએ.

પંપ દ્વારા ટ્યુબવેલમાંથી આવતું પાણી રિએક્ટરની ટોચ પર રાખવામાં આવેલા નાના પ્લાસ્ટિકના પાત્રમાં પડે છે. પાણીને રિએક્ટરમાં ઉમેરવા પહેલા ફોસ્ફોરિક એસિડનો જરૂરી ડોઝ તે પાત્રમાં ઉપરથી ઉમેરવામાં આવે છે. ફોસ્ફોરિક એસિડના ડોઝના નિયંત્રિત પ્રવાહની જરૂર રહેતી નથી કારણ કે એસિડ પાણી સાથે ખૂબ જ ઝડપથી ભળી જાય છે.

આર્સિરોન નિલોગોન

આર્સિરોન નિલોગોનની પદ્ધતિ ઉપચયન-સ્કંદન-શોષણ(oxidation-coagulation-adsorption) આધારિત છે, જેમાં મુખ્યત્વે ત્રણ સામાન્ય રસાયણોની જરૂર પડે છે- pH કન્ડીશનીંગ માટે ખાવાનો સોડા, ઓક્સિજન પુરવઠા માટે પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ અને આર્સેનિકના શોષક તરીકે ઘન આયર્ન ઓક્સાઈડ પૂરો પાડવા માટે ફેરિક ક્લોરાઈડ.

આર્સિરોન નિલોગોનના એકમમાં ફ્લોરાઇડ નિલોગોનની જેમ જ પ્લાસ્ટિકની ડોલ અથવા ડ્રમ જેવા બે પાત્રોની જરૂર પડે છે જેમાં એક કેમિકલ પ્રક્રિયા માટે અને એક રેતી-કાંકરી ફિલ્ટર તરીકે હોય છે. ૨૦ લિટર પાણીમાં ક્રમશઃ ૨ ગ્રામ ખાવાનો સોડા, ૦.૨ મિલિ/૬ ટીપાં (૫% w/V) પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ (આયર્ન વગરના પાણી માટે) અથવા પાણીનો રંગ સતત આછો જાંબલી ન થાય ત્યાં સુધી(આયર્ન વાળા પાણી માટે) અને ૨ મિલિ ફેરિક ક્લોરાઇડ (૨૫% w/V) ઉમેરવામાં આવે છે અને તેને એક થી બે કલાક માટે રહેવા દેવામાં આવે છે જેથી આર્સેનિક સાથે ઘન આયર્ન ઓક્સાઇડ તળિયા પર સ્થાયી થઈ જાય. ત્યારબાદ આ પાણીને બીજા પાત્રમાં રહેલા રેતી-કાંકરીના ફિલ્ટરમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે જે આર્સેનિક-મુક્ત તેમજ શુદ્ધ પાણી હોય છે.

ડૉ. દત્તાના કહેવા મુજબ આર્સિરોન નિલોગોન આર્સેનિક અને આયર્ન સાથે સાથે મેંગેનીઝ, સીસું, નિકલ, ક્રોમિયમ વગેરે જેવા અન્ય ઝેરી ધાતુના આયનોને પણ ખૂબ જ સારી રીતે દૂર કરે છે.

Leave a Reply