Guwahatiगुवाहाटी: भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी में सिविल इंजीनियरिंग विभाग के प्रो. अनिल के. मिश्रा के नेतृत्व में एक शोध दल ने दो प्रमुख वैश्विक चुनौतियों के लिए एक अभिनव समाधान विकसित किया है: औद्योगिक अपशिष्ट प्रबंधन और टिकाऊ निर्माण। उनका शोध औद्योगिक उपोत्पादों और अपशिष्ट पदार्थों, जैसे कि जल उपचार कीचड़ (डब्ल्यूटीएस), फ्लाई ऐश (एफए), और ग्राउंड ग्रेनुलेटेड ब्लास्ट फर्नेस स्लैग (जीजीबीएस) का उपयोग करके एक जियोपॉलिमर बनाने पर केंद्रित है। आईआईटी गुवाहाटी ने एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा, "शहरीकरण और औद्योगीकरण की तीव्र गति के साथ, औद्योगिक अपशिष्ट का प्रबंधन एक महत्वपूर्ण वैश्विक मुद्दा बन गया है।" विज्ञप्ति में कहा गया है, "विभिन्न प्रकार के औद्योगिक अपशिष्टों में से जल उपचार कीचड़ अपनी उच्च जल सामग्री और कार्बनिक घटकों के कारण महत्वपूर्ण चुनौतियां प्रस्तुत करता है। दुनिया भर में जल उपचार संयंत्र प्रतिदिन लगभग 100,000 मीट्रिक टन कीचड़ उत्पन्न करते हैं। लैंडफिलिंग या मिट्टी के मिश्रण के रूप में कीचड़ का उपयोग करने जैसी पारंपरिक निपटान विधियां महंगी और पर्यावरण के लिए जोखिमपूर्ण साबित हुई हैं, क्योंकि भारी धातुएं भूजल में घुल सकती हैं।"
शोध पर बोलते हुए, प्रो. अनिल के. मिश्रा ने कहा, "हमारा शोध WTS और फ्लाई ऐश और GGBS जैसे औद्योगिक उपोत्पादों को जियोपॉलीमर में परिवर्तित करके एक समाधान प्रदान करता है। जियोपॉलीमर अपनी उच्च शक्ति, स्थायित्व और न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव के लिए प्रसिद्ध हैं। जियोपॉलीमराइजेशन की प्रक्रिया के माध्यम से, इन सामग्रियों से सिलिकॉन और एल्यूमीनियम क्षारीय सक्रियकों के साथ प्रतिक्रिया करके एक त्रि-आयामी एल्यूमिनो-सिलिकेट संरचना बनाते हैं। इसके परिणामस्वरूप एक ऐसी सामग्री बनती है जो प्रदर्शन में पारंपरिक सीमेंट से मेल खाती है और कार्बन उत्सर्जन और ऊर्जा खपत को काफी कम करती है।" इस अध्ययन के निष्कर्ष प्रतिष्ठित जर्नल कंस्ट्रक्शन एंड बिल्डिंग मटीरियल्स में प्रकाशित हुए, जिसके सह-लेखक प्रो. अनिल के. मिश्रा और उनके शोध विद्वान आईआईटी गुवाहाटी के आलोक बिजलवान और बिटुपन सोनोवाल हैं । "WTS-FA-GGBS जियोपॉलीमर का एक मुख्य अनुप्रयोग सड़क निर्माण में है। शोध दल ने जियोपॉलीमर के यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन किया, विशेष रूप से सड़कों और फुटपाथों के लिए सबग्रेड सामग्री के रूप में इसकी उपयुक्तता का।
सबग्रेड परत सड़कों की नींव बनाती है, जो फुटपाथ की मजबूती और दीर्घायु निर्धारित करती है। स्टेबलाइजर के रूप में WTS-आधारित जियोपॉलीमर का उपयोग करने से सड़क के प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि हुई, विशेष रूप से नरम या कमजोर मिट्टी में। WTS के अलावा, टीम निर्माण और विध्वंस (C&D) कचरे के जियोपॉलीमराइजेशन पर भी ध्यान केंद्रित कर रही है, जो सालाना 10 बिलियन टन से अधिक है और वैश्विक कचरे का 35 प्रतिशत से अधिक है। उन्होंने सड़क के फुटपाथ और पेवर ब्लॉक के लिए बेस और सबबेस परतों सहित C&D कचरे के लिए अनुप्रयोग विकसित किए हैं, जो प्रभावी अपशिष्ट प्रबंधन और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने में योगदान करते हैं," बयान में कहा गया है। इसके अलावा, टीम पुराने नगरपालिका ठोस अपशिष्ट डंपसाइटों से लैंडफिल-खनन किए गए महीन अंशों के उपचार की जांच कर रही है, जो सर्कुलर अर्थव्यवस्था पहलों का समर्थन करते हुए आशाजनक समाधान पेश करती है। "वे फ्लाई ऐश और जीजीबीएस को शामिल करके पेट्रोलियम कीचड़ के स्थिरीकरण की भी खोज कर रहे हैं, जिसका उद्देश्य खतरनाक भारी धातुओं को स्थिर करना और पर्यावरणीय रिसाव को रोकना है।
आईआईटी गुवाहाटी द्वारा किए गए परीक्षण टीम, जिसमें अनकंफाइंड कंप्रेसिव स्ट्रेंथ (यूसीएस) और कैलिफोर्निया बियरिंग रेशियो (सीबीआर) आकलन शामिल हैं, ने खुलासा किया कि डब्ल्यूटीएस-एफए-जीजीबीएस जियोपॉलीमर सीमेंट-स्थिर सबग्रेड सामग्रियों के लिए न्यूनतम ताकत आवश्यकताओं से अधिक है। स्थायित्व परीक्षणों ने चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने की इसकी क्षमता की पुष्टि की, जिससे यह विभिन्न जलवायु में बुनियादी ढांचे की परियोजनाओं के लिए एक विश्वसनीय विकल्प बन गया। महत्वपूर्ण बात यह है कि जियोपॉलीमर गैर विषैला है। बयान में कहा गया है, "लीचिंग परीक्षणों से पता चला है कि जियोपॉलिमर लीचेट में भारी धातु की सांद्रता अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (यूएसईपीए) द्वारा निर्धारित सुरक्षा सीमाओं के भीतर है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि यह बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में भी पर्यावरण या मानव स्वास्थ्य के लिए कोई जोखिम नहीं पैदा करता है।"
प्रो. मिश्रा की टीम द्वारा किया गया यह शोध आधुनिक सिविल इंजीनियरिंग और अपशिष्ट प्रबंधन में कई प्रमुख चिंताओं को संबोधित करता है। औद्योगिक कचरे को पुनर्चक्रित करके , परियोजना लैंडफिल के बोझ को कम करने और पारंपरिक निपटान विधियों से होने वाले पर्यावरणीय नुकसान को कम करने में मदद करती है। अभिनव जियोपॉलिमर तकनीक उद्योगों, नगर पालिकाओं और सरकारों के लिए औद्योगिक अपशिष्ट निपटान के बढ़ते मुद्दे को संबोधित करते हुए पर्यावरण के अनुकूल निर्माण प्रथाओं को अपनाने के लिए नए रास्ते खोलती है।