नवनीत कुमार गुप्ता
भारत सरकार के केंद्रीय जल शक्ति मंत्रालय के आंकड़ों के अनुसार, यह अनुमान लगाया गया है कि भारत में 36,000 से अधिक ग्रामीण बस्तियों में पीने के पानी के स्रोत फ्लोराइड, आर्सेनिक आदि भारी धातु संदूषण से प्रभावित हैं।
भारी धातुओं की उपस्थिति मिट्टी की लवणता को बढ़ाकर मिट्टी की गुणवत्ता को भी प्रभावित करती है, जिसका कृषि उपज में कमी और मानव स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव के माध्यम से वैश्विक खाद्य सुरक्षा पर महत्वपूर्ण प्रतिकूल प्रभाव पड़ेगा। मिट्टी और पानी में भारी धातुओं का पता लगाने के लिए एक पोर्टेबल उपकरण की आवश्यकता महसूस होती रही है।
इस दिशा में कार्य करते हुए भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान मद्रास (आईआईटी मद्रास) के शोधकर्ताओं ने मिट्टी और पानी में भारी धातुओं का पता लगाने के लिए एक पोर्टेबल उपकरण विकसित किया है। इस उपकरण का उद्देश्य प्रौद्योगिकी को एक ऐसे डिवाइस में पैकेज करना है, जिसे मोबाइल फोन जैसे एप्लिकेशन पर मिट्टी गुणवत्ता सूचकांक का गैर-तकनीकी रीड-आउट मूल्य प्रदान करने के लिए प्रोग्राम किया जाएगा।
वर्तमान में, कोई फ़ील्ड- उपयोग योग्य या पॉइंट-ऑफ़-उपयोग समाधान नहीं है जिसे कोई आम व्यक्ति मिट्टी में भारी धातु का पता लगाने के लिए संचालित कर सके। यह उपकरण अप्रशिक्षित उपयोगकर्ताओं को भी मिट्टी और पानी की गुणवत्ता का तुरंत निर्धारण करने में सक्षम बनाएगा।
मौजूदा उच्च-स्तरीय तकनीकें जैसे इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा-ऑप्टिकल एमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी (आईसीपी-ओईएस) आम लोगों और किसानों के लिए उपयोगकर्ता के अनुकूल नहीं हैं क्योंकि उन्हें परिष्कृत प्रयोगशालाओं पर भारी निर्भरता के साथ लंबी प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। आम लोगों द्वारा उपयोग में लाए जाने वाले पोर्टेबल उपकरण के सामाजिक और आर्थिक प्रभाव दोनों ही नजरिए से काफी फायदे हैं।
शोध दल में आईआईटी मद्रास के धातुकर्म और सामग्री इंजीनियरिंग विभाग के सहायक प्रोफेसर डॉ. श्रीराम के. कल्पथी और डॉ. तिजू थॉमस और आईआईटी मद्रास की परियोजना वैज्ञानिक सुश्री विद्या के.वी.शामिल थे। यह शोध समूह भारी धातुओं का पता लगाने के लिए एक पोर्टेबल, टर्नकी डिवाइस बनाने की परियोजना का नेतृत्व कर रहा है।
इस प्रौद्योगिकी के संभावित प्रमुख प्रभाव पर प्रकाश डालते हुए, आईआईटी मद्रास के धातुकर्म और सामग्री इंजीनियरिंग विभाग के सहायक प्रोफेसर डॉ. श्रीराम के. कल्पथी ने कहा, “कृषि पर भारतीय आबादी की व्यापक निर्भरता है। इसलिए मिट्टी में भारी धातुओं का तत्काल पता लगाने जैसे तकनीकी समाधान की आवश्यकता है।
इससे किसानों को यह तय करने के लिए आवश्यक जानकारी मिलेगी कि कौन सी फसल उगानी है । वर्तमान में चल रहा शोध विशिष्ट धातुओं (कॉपर, लेड और कैडमियम) का चयनात्मक पता लगाने के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन पहचान क्षमताओं को प्राप्त करने पर केंद्रित है।
हमारी अवधारणा को मान्य करने के लिए वास्तविक मिट्टी/पानी के नमूनों का परीक्षण वर्तमान में प्रगति पर है। इस संदर्भ में, आईआईटी मद्रास में रूरल टेक्नोलॉजी एक्शन ग्रुप (RUTAG-IITM) के सहयोग से हमने तमिलनाडु के रामेश्वरम में कई मंदिर टैंकों से एकत्र किए गए पानी के नमूनों में पानी की गुणवत्ता और भारी धातु की उपस्थिति का भी विश्लेषण किया है।
हमारा लक्ष्य अगले 3 से 5 वर्षों में प्रौद्योगिकी को क्षेत्र के वातावरण में मान्य और प्रदर्शित करना है।” खाद्य अपमिश्रण निवारण संशोधन अधिनियम 1999 के अनुसार भारत में मिट्टी में भारी धातुओं की अनुमेय सीमा (मिलीग्राम/किग्रा में) कैडमियम: 3 से 6, जिंक: 300 से 600, तांबा: 135 से 270, सीसा: 250 से 500 और निकेल: 75 से 150 है।
इस शोध कार्य पर आगे विस्तार से बताते हुए, आईआईटी मद्रास के धातुकर्म और सामग्री इंजीनियरिंग विभाग के सहायक प्रोफेसर, डॉ. तिजू थॉमस ने कहा, “हमारी तकनीक धातु आयनों को मिट्टी धोने के पानी (या) में डुबोकर पतली पॉलिमर फिल्मों पर सोखने के विचार पर आधारित है। पानी के नमूने का विश्लेषण किया जाएगा।
भारी धातुओं की उपस्थिति और सांद्रता की पहचान और अनुमान लगाने के लिए इन फिल्मों के इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपिक संकेतों की तुलना एक कैलिब्रेटेड डेटाबेस से की जाएगी। शोध के वर्तमान चरण में, यह विधि 10 से 1,000 माइक्रोमोलर की सांद्रता सीमा में तांबे, 10 से 5,000 माइक्रोमोलर के स्तर पर जस्ता और पानी में प्रति मिलियन कुछ भागों में पारा की उपस्थिति का पता लगाने में सक्षम है।
आईआईटी मद्रास की परियोजना वैज्ञानिक सुश्री विद्या के.वी. ने कहा, “वर्तमान शोध की वैज्ञानिक नवीनता यह है कि इसमें पॉलिमर पतली फिल्मों पर अधिशोषित धातु आयनों के विशिष्ट अवरक्त संचरण संकेतों का उपयोग किया गया है।” शोध टीम ने हाल ही में एक सफलता हासिल की है और एक अनंतिम पेटेंट पॉलीमेरिक पतली फिल्म-आधारित भारी संक्रमण मेटल डिटेक्टर& भारतीय पेटेंट आवेदन संख्या: 202341040751) दायर किया है।
