भावलेले विज्ञान

मंगळवार, ३ जानेवारी, २०२३

वाळूची कमतरता आणि उपाय. भाग १ / Sand deficiency and alternatives. Part 1

स्वतःच्या सुखसोयींकरता मानव निसर्गाच्या संपत्तीचा उपयोग करत असतो. तसा तो अवश्य करावा पण जेव्हा त्या नैसर्गिक संपत्तीला तो ओरबाडतो तेव्हा गंभीर परिस्थिती निर्माण होते. ती संपण्याची टांगती तलवार सतत डोक्यावर असते. जी संपते ती संपत्ती. वाळू हा एक असाच वसुंधरेतून मिळणारा घटक. याचे वर्गीकरण भारतात 'गौण खनिजात' केले जाते. जगात जीवाश्म इंधनानंतर जमिनीतून सर्वाधिक उत्खनन होते ते वाळूचेच! इंग्रजीमध्ये त्याच्या कणांच्या आकारावरुन त्याला तीन नावांनी ओळखतात : सिल्ट, सँड आणि ग्रॅव्हेल. सर्वात बारीक कण सिल्टचे नंतर सँड आणि त्याहून मोठे ग्रॅव्हेल. मराठीत मात्र याला बारीक आणि जाड वाळू असेच ओळखले जाण्याचे पर्याय आहेत. यापैकी सँडचा (वाळू) वापर आपण अनेक प्रकारे करतो. खनिजांच्या एकूण होणार्‍या उत्खननापैकी वाळूचा वाटा ८५% आहे असे म्हणतात. आधुनिक इमारतींच्या, रस्त्यांच्या बांधकामापासून ते घड्याळे, ट्रांसमीटर, दागिने, काच वगैरेंसाठी वाळूचा वापर केला जातो. शिवाय गेल्या काही वर्षांत वाळूमधून क्वार्ट्झ खनिजाचा घटक वेगळा करुन त्यापासून तावदानांवरील सौर घट बनवायला सुरुवात झाली आहे. अर्थात यापैकी सर्वाधिक वाळूचा वापर बांधकामांसाठीच होतो. आयआयटी खरगपूर आणि आयआयटी मुंबईच्या संशोधकांनी वाळूच्या अनिर्बंध वापरामुळे होणारे पर्यावरणीय परिणाम, वाळूचे दुर्भिक्ष्य आणि तिला पर्याय यावर त्यांचे विचार एका पुस्तकाच्या प्रकरणात मांडले आहेत. वाळू संकटावर आपण वर्तमानपत्रांतून, नियतकालिकांमधून वाचत असतोच त्यामुळे याचे गांभीर्य जनसामान्यांपर्यंत पोहोचले आहेच. संशोधकांनी मांडलेल्या विचारांवर आधारित हे लेखन आहे.

वाळूची निर्मिती हवामान आणि क्षरण प्रक्रियेमुळे होते. ती तयार व्हायला हजारो वर्षं लागतात. डोंगरावर उगम पावणारी नदी वाहात खाली येते तेव्हा वाटेतले दगड-धोंडे ती उतारावरुन आपल्यासोबत घेऊन येते. नदीच्या वेगाने वाहणार्‍या पाण्यामुळे तिच्या काठाशी आणि तळाशी असलेल्या दगड-धोंड्यांचे एकमेकांवर आदळून जोरदार घर्षण होत असते. या घर्षणादरम्यान नदीकाठाची धूप होते, दगड-धोंड्यांची झीज होते आणि त्यांचा आकार त्यांच्या पुढील प्रवासादरम्यान लहान-लहान होत जातो. म्हणूनच नदीच्या सुरुवातीच्या भागात डोंगरातील खडकातून सुटलेले टोकदार दगड त्यांच्या पुढील प्रवासात गुळगुळीत गोटे बनतात आणि त्याही पुढे त्यांची बारीक वाळू तयार होते.

मानवी वापरासाठी नदीच्या तळाशी असलेली वाळू वर काढली जाते. या वर काढण्याच्या क्रियेला उत्खनन किंवा उपसा म्हणले जाते. नदीतली वाळू ही त्याचा आकार, गोलाई, घनता, पाण्याचे शोषण करण्याची गुणवत्ता इत्यादी गुणधर्मांमध्ये इतर ठिकाणच्या वाळूंमध्ये उजवी ठरते. सुमारे ९०% वाळू ही इतर ठिकाणी म्हणजे वाळवंटात, समुद्रकिनारी आहे. मात्र इतक्या मोठ्या प्रमाणात येथे उपलब्ध असणार्‍या वाळूचा उपयोग बांधकामांसाठी करता येत नाही. कारण वाळवंटातल्या वाळूचे कण खूप बारीक आणि गुळगुळीत असतात त्यामुळे ते एकमेकाला चिकटून राहात नाहीत. याचा वापर केला तर त्याचा राळा (स्लरी) घसरून खाली पडतो. तो भिंतींना चिकटत नाही. हा दोष समुद्रकिनार्‍यावरील वाळूतही असतोच. शिवाय त्यातील क्षार आणि क्लोरिनचे अंश बांधकामासाठी वापरलेल्या लोखंडाच्या गंजण्याच्या क्रियेला बळ देतात. तिच्या प्राकृतिक गुणधर्मांमध्ये आकुंचन आणि ताणशक्तीचा अभाव असतो. म्हणून एवढ्या मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध असलेल्या वाळूचा उपयोग तसा शून्यच! नदीतल्या वाळूवर बांधकामादरम्यानच्या वापरासाठी कुठलीही प्रक्रिया करावी लागत नाही. उत्खनन करा, वाहनांमध्ये भरा आणि बांधकामस्थळी आणून तिचा वापर सुरु करा इतके सोपे असल्याने इतर ठिकाणच्या वाळूचा विचारही करायची गरज पडत नाही.

पण यामुळे पर्यावरणाला मोठाच धोका निर्माण झाला आहे. नदीतून याचे अमर्याद उत्खनन नद्यांची खोली वाढवते आणि तीत भर घालायला मग नदीच्या किनार्‍यांची धूप होते, नद्यांच्या मुखांची रुंदी वाढत चालली आहे कारण समुद्राच्या किनार्‍यावर नवी वाळू आवश्यक प्रमाणात पोहोचतच नाहीये. भारतातही हे मोठ्या प्रमाणात दिसून येत आहे. केरळातल्या ४४ नद्यांमधली भरतपुझा नदी एके काळी बारमाही वाहात असे ती आता वाळूअभावी कोरडी पडत चालली आहे. पंबा नदी ही केरळातली तिसर्‍या क्रमांकाची सर्वात मोठी नदी. तिचीही जल धारण क्षमता आटली आहे. पालार आणि तिच्या उपनद्या - चेय्यार, अरनियार, कोसथलाईयर तसेच कावेरीच्या उपनद्याही जलस्रोतांच्या ऱ्हासाला सामोर्‍या जात आहेत. कर्नाटकातल्या पापाग्नी नदीच्या पात्रात आणि तिच्या पाणलोट क्षेत्रात बेकायदेशीरपणे, क्षमतेपेक्षा अधिक प्रमाणात उत्खनन केले जात असल्याने पाण्याची पातळी खालावली आहे. यामुळे नदीकाठच्या गावांच्या पर्यावरणाचा ऱ्हास होत असून नदी जवळजवळ कोरडी पडली आहे. तामीळ नाडू मध्ये सेनगुंद्रम हा भाग चेन्नैच्या शेजारी. याला इंग्रजीमध्ये 'रेड हिल्स' म्हणूनही ओळखले जाते. तिथल्या आणि चोलावरम तलावांमधील वाळूच्या अमर्याद उत्खननामुळे पाण्याच्या प्रवाहात अडथळा निर्माण होऊन चेन्नैच्या पाणीपुरवठ्याला धोका निर्माण झाला. अवैध वाळू उत्खननामुळे नदीवरचे पूल आणि रेल्वेमार्गाचे नुकसान होत असल्याचेही निदर्शनास आले आहे. चेन्नै तलावांचे शहर म्हणून पूर्वी ओळखले जायचे. तेथील हिरवी झाडीही पर्यावरणाला सांभाळायची क्षमता बाळगून असे. चक्रीवादळांत येणार्‍या पुरांदरम्यान या तलावांमुळे शहराला धोका नसे. विकासाच्या नावाखाली या तलावांमध्ये मोठ्या प्रमाणात उत्खनन झाले, ते हटवून वस्ती वाढवली गेली. परिणामी अलिकडे २०१६ साली चेन्नैला विनाशकारी पुराचा सामना करावा लागला तर २०१९ साली हे शहर पाण्याचा स्रोत उपलब्ध न राहिल्यामुळे कोरडे पडले. खाणकामामुळे केवळ परिसंस्थेचा नाश होत नाही तर मानवांवरही मोठ्या प्रमाणावर परिणाम होतो. म्हणून चेन्नैकडे मानवनिर्मित पर्यावरणाच्या हानीचे उत्तम उदाहरण म्हणून आज पाहिले जाते.

महाराष्ट्र आणि गोव्यातही वेगळी परिस्थिती नाही. महाराष्ट्रात उगम पावणारी गोदावरी नदी दक्षिणेतल्या नद्यांमध्ये सर्वात मोठी. सुमारे सहा कोटी लोकसंख्या या नदीच्या पाण्यावर अवलंबून आहे. पण मराठवाड्यादरम्यान या नदीमध्ये वाळूसाठी अमर्याद उत्खनन झाले आहे. परिणामी ती आता जवळजवळ वर्षभर कोरडीच असते. एक मीटर खोलीपर्यंत वाळू काढावी असा नियम असताना या भागात नदीतून ७-९ मीटर खोलीपर्यंत उत्खनन केले गेले. याचा परिणाम असा की जवळ असलेल्या विहिरी, ओढेही कोरडे पडले. गोवा हे महाराष्ट्रालगतचे देशातले आकाराने सर्वात लहान राज्य. या राज्यात ३ नद्या आणि सुमारे ४४ उपनद्यांचे अस्तित्व आहे. गालजीबाग, मांडवी, सालेरी, काणकोण, झुवारी, साळ, तळपण, तेरेखोल, कोलवाळ या नद्या, उपनद्यांचा उगम शेजारील महाराष्ट्र अथवा कर्नाटक राज्यांमध्ये होतो. तेरेखोल, शापोरा, गुळेली इत्यादी नद्यांमधून मोठ्या प्रमाणात, सध्या बंदी असली तरी, उत्खनन चालते. गेल्याच आठवड्यात काही नद्यांमधून वाळू काढायची बंदी मुख्यमंत्र्यांनी उठवल्याच्या बातम्या आहेत. १९९३ पावेतो परंपरागत पद्धतीने शारीरिक श्रमांचा वापर करुन वाळूचा उपसा व्हायचा. पण भारतात आर्थिक सुधारणांच्या धोरणानंतर गोव्यातल्या पर्यटन उद्योगाने प्रचंड वेग घेतला. त्याकरता आवश्यक अशा पायाभूत सुविधा निर्माण करण्यासाठी वाळूचा उपसा करायला यांत्रिक पद्धतीचा वापर रुढ झाला. यामुळे किनार्‍याजवळील गोड्या पाण्याचे अनेक स्रोत नष्ट झाले आहेत.

छायाचित्र : गोव्यातील अवैध वाळूचे उत्खनन. स्रोत : हेराल्ड

एका बाजूला वाळूची मर्यादित उपलब्धता तर दुसरीकडे जगभर शहरांची मोठ्या प्रमाणात होणारी वाढ, तेथील उंचच उंच इमारतींचे बांधकाम आणि या शहरांना जोडायला मोठे रुंद रस्ते याकरता प्रचंड प्रमाणात वाळूची मागणी वाढत आहे. जगात दुबईसारख्या वाळवंटात वसलेल्या काही देशांत तर नदीतल्या वाळूची आयातही केली जात आहे. १९६० पासून सिंगापूरमध्ये समुद्र हटवून उपलब्ध केलेल्या जमिनीमुळे एकूण तेथील भूभागात २०-२५% वाढ झालेली आहे. याकरता त्या देशाने इंडोनेशिया, मलेशिया सारख्या शेजारी देशांतून वाळूची आयात केली.

भारतामध्ये सुरुवातीला नमूद केल्याप्रमाणे वाळूचे वर्गीकरण 'गौण खनिज' म्हणून केले गेले आहे. वाळूचा उपसा हा राज्यांच्या अखत्यारीतला विषय समजला जातो. तेलंगणामध्ये वाळू उपसा धोरण पद्धती उत्तम प्रकारे अमलात आणली जाते आणि इतर राज्यांसाठी आदर्श ठरावी असे संशोधक म्हणतात. तेलंगणा राज्य सरकारने नदीपात्रातील, पाटबंधारे प्रकल्पांमध्ये साठलेली अतिरिक्त वाळू आणि पूर टाळण्यासाठी नद्यांजवळील खाजगी शेतजमिनीतील वाळू काढण्यावर उत्तम धोरण राबवले आहे असे म्हणतात. राज्य सरकारने वाळूच्या उत्खननासाठी मर्यादा घातल्या आहेत. मोठ्या नद्यांमध्ये दोन मीटर खोलीपर्यंत तर लहान ओढ्यांमध्ये फक्त एक मीटर खोलीपर्यंतच वाळूचे उत्खनन करायची परवानगी आहे. पावसाळ्यात भूजल पातळीपर्यंत नदीतील वाळू उत्खननाला परवानगी असते. भूजल विभाग, खाण आणि भूविज्ञान विभाग आणि इतर संबंधित विभाग एकत्र उत्खननस्थळाची पाहणी करुन उत्खननासंबंधी शिफारस करतात. भूजल पातळी खोल गेली असेल तर किंवा पूल, बांध आणि बंधारे यांपासून ५०० मीटर अंतरापर्यंत तसेच नदी काठापासून १५ मीटर अंतरापर्यंत किंवा प्रवाहाच्या रुंदीच्या एक पंचमांश भागात आणि ओढ्यात, नद्यांमध्ये वाळूचा थर २ मीटरहून कमी झाला असेल तर वाळूच्या उत्खननाला मज्जाव केला जातो. नदीच्या पूररेषेवरील काठावरून वाहने न्यायलाही मज्जाव आहे. अवैध वाळूच्या उत्खननाला आणि वाहतूकीला आळा घालण्यासाठी जागोजागी नाके निर्माण केले आहेत, जिल्हाधिकार्‍याच्या देखरेखीखाली पोलिस, परिवहन, खनिज आणि भूविज्ञान खात्यांमधील अधिकार्‍यांची एकत्र फिरती पथके गस्त घालत असतात असे संशोधक नमूद करतात. वाळू उत्खननाला आणि वाहतूकीला फक्त तेलंगणा राज्य खनिज विकास महामंडळालाच परवानगी दिली आहे. वाळूची वाहतूक करणार्‍या वाहनांची नोंद खनिज विकास महामंडळाकडे करणे आवश्यक केले आहे आणि अवैध वाहतूक करणार्‍या वाहनांवर जप्तीची तरतूद आणि जप्त केलेल्या वाळूची विल्हेवाट लावायला यंत्रणा निर्माण केली आहे.

तर अशी आहे सध्याची वाळूची परिस्थिती, तिची उपलब्धता, अमर्याद वापर आणि काही ठिकाणी त्यावर नियंत्रण आणण्याचे प्रयत्न. संशोधक वाळूला असलेल्या पर्यायांचा आढावाही घेतात. तो आपण पुढील लेखादरम्यान पाहूया.

संदर्भ : Bhatawdekar, R.M., et al. Best river sand mining practices vis-a-vis alternative sand-making methods for sustainability. In: Risk, Reliability and Sustainable Remediation in the Field of Civil and Environmental Engineering (Chapter 17), Ed. by: Thendiyath Roshni, Pijush Samui, Dieu Tien Bui, Dookie Kim, Rahman Khatibi. Elsevier, 2022. 285-313. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-85698-0.00007-1.

---------------

शुक्रवार, २५ नोव्हेंबर, २०२२

वाळूची कमतरता आणि उपाय. भाग २ / Sand deficiency and alternatives. Part 2

यापूर्वीच्या लेखात आपण वाळूच्या उपलब्धीसंबंधी, त्याच्या अमर्याद उपशाबाबत माहिती घेतली. संशोधकांनी वाळूला असलेल्या पर्यायांचाही आढावा घेतला आहे तो या लेखादरम्यान पाहूया.

भारतात असलेल्या नद्यांमधील वाळूचा उपसा आणि त्यात नवी वाळू निर्माण होण्याचे प्रमाण व्यस्त आहे. यामुळे वाळूची टंचाईच निर्माण होत आहे म्हणा ना! एका अहवालानुसार सध्याच्या उत्खननाचा वेग ती तयार होण्याच्या वेगापेक्षा दुप्पट आहे असे संशोधक म्हणतात. हा वेग आणि अशास्त्रीय पध्दतीने केलेले उत्खनन चालूच राहिले तर पर्यावरणावर होणार्‍या गंभीर परिणामांव्यतिरिक्त तिचे दुर्भिक्ष्य आपल्या जीवनपद्धतीवर मोठाच आघात करण्याची शक्यता दिसून येते. हे जरी खरे असले तरी वाळू संपेपर्यंत तिचे अवैध उत्खनन आणि वाहतूक याला संपूर्ण आळा घालणे खूप कठीण हेच वास्तव आहे. कारण कितीही नियम-कायदे केले तरी आपली नीतीमत्ता इतकी खालावली आहे की त्यांचा परिणाम होत नाही. जोवर एखाद्या वस्तूची मागणी कमी होत नाही तोवर कायदे आणि पळवाटा यांच्यातली चढाओढ न संपणारी असते. हा प्रश्न एकूणच थोड्याफार फरकाने सगळ्याच देशांसाठी इतका गंभीर झाला की या विषयावर संयुक्त राष्ट्र पातळीवर २०११ साली पहिली चर्चा घडवून आणली गेली. यावर उपाय म्हणजे एखाद्या उत्पादनातून निर्माण झालेल्या टाकावू मालातून वाळूच्या गुणधर्मांशी मिळता-जुळता पर्याय शोधावा असे ठरले. वाळूला, बांधकामपद्धतीला पर्याय शोधून काढण्यासाठी मोठ्या संशोधनाची गरज नमूद केली गेली. वाळूला पर्याय ठरणार्‍या पदार्थाचे उत्पादन करण्याच्या संशोधनावर भर दिला गेला. परिणामी काही प्रमाणात असे पर्याय उपलब्ध होत आहेत.

आजकाल शहरांमध्ये जुन्या इमारती पाडून तेथे नव्या बांधायची पद्धत रुढ होत आहे. जुनी इमारत वापरासाठी योग्य राहिली नाही याकरता ती पाडणे ठीक पण बर्‍याचशा इमारती तशा झालेल्या नसतात. तर शहरांमधील जमिनीचे भाव गगनाला भिडल्यामुळे जुन्या इमारतीच्या ठिकाणी नवी इमारत वाढीव चटई क्षेत्राचा वापर करीत बांधली तर त्याला खूप मोठी किंमत येते. अगदी जुन्या रहिवाशांना नव्या इमारतीत विनामूल्य सदनिका देऊन विकासक उरलेल्या चटई क्षेत्रातून फायदा कमावतात. पण यामुळे जुनी इमारत पाडल्यानंतर त्यातून निर्माण झालेला मलबा कुठे टाकायचा ही समस्या शहरांना आता सतावत आहे. या जुन्या इमारतीतून निघालेला मलबा जर ठेचला आणि चाळला तर त्यातून मिळालेले वाळूच्या आकाराचे कण सुमारे २५% वाळूला पर्याय ठरु शकतात. अमेरिकेतल्या काही राज्यांमध्ये अशा प्रकारे केलेल्या कामाला प्रोत्साहन म्हणून करात सूट दिली जाते. यातून वाळूची गरजही काही प्रमाणात कमी होते.

बंधारे आणि धरणातल्या पाण्याची साठवणक्षमता वाहून आलेल्या वाळूमुळे कालागणिक कमी होते. त्यातील वाळू काढायचे काम तसे खर्चिक. पण जर हे काम वाळू काढणार्‍यांना दिले तर यातून दुहेरी लाभ होऊ शकतो. वाळूची गरज काही प्रमाणात भागेल आणि धरणांची पाण्याची साठवणक्षमता वाढेल. भारतात पावसाळ्यात नद्या वाहताना दिसतात. पण पाऊस थांबला की लगेच त्या कोरड्या पडतात. पूर्वी नद्या बारमाही वाहायच्या. कारण पावसाळ्याव्यतिरिक्तच्या दिवसात त्यांना भूजलाचा पुरवठा व्हायचा. यात बदल होण्याची कारणं दोन. एक म्हणजे आसपासच्या मोकळ्या भूभागांवर काँक्रिटीकरण केल्यामुळे जमिनीत पाणी मुरण्याची शक्यता कमी झाली आहे आणि दुसरे म्हणजे अतिरिक्त वाळूचा उपसा केल्यामुळे नद्यांची पाण्याची धारणक्षमता कमी होत चालली आहे. जेथे वाळू असते तेथे पाण्याचा अंश असतो. वाळूची पाणी साठवून ठेवायची क्षमता किती असते ते आजही कोरड्या विहिरीत खड्डा केल्यानंतर तेथे पाणी लागते त्यावरुन कळू शकते. म्हणून सगळी वाळू ओरबाडून काढणे विनाशकारी ठरु शकते. नदीचे पात्र आसपासच्या परिसराच्या तुलनेत सर्वात खोलगट भाग असतो. ती कोरडी पडायला लागते तेव्हा जमिनीत मुरलेले पाणी तिच्याकडे वाहायला सुरुवात होते.

या पर्यायांव्यतिरिक्त वाळूच्या गुणधर्मांशी जुळणार्‍या इतर टाकाऊ मालाचा काही प्रमाणात तरी वापर करणे शक्य आहे. भारतात ६० ते ६५ लाख टन ताम्रधातूची मळी (कॉपर स्लॅग) निर्माण होते. याचा वापर काँक्रिटमध्ये केला तर वाळूचे प्रमाण ५०% पर्यंत कमी होऊ शकते. याच्या वापराने काँक्रिटची बळकटी सुमारे २० टक्क्याने वाढत असल्याचे नजरेस आले आहे. ब्लास्ट फर्नेस स्लॅग (बीएफएस) लोखंडाची निर्मिती करताना तयार होतो. भारतात सुमारे एक कोटी टन बीएफएस तयार होतो. लोह-खनिज, कोळसा आणि चुनखडीच्या मिश्रणाने तयार झालेला हा पदार्थ आता तर सिमेंट कंपन्याही त्यांच्या सिमेंटमध्ये मिसळायला वापरतात. वाळूऐवजी याच्या वापराने सुमारे ७५% वाळूला पर्याय निर्माण झाला आहे. वीज निर्मितीसाठी वापरलेल्या कोळशातून भारतात १० कोटी टन राख निर्माण होते. यातली ८०-८५% राख 'फ्लाय अ‍ॅश' या नावाने ओळखली जाते तर उरलेल्याला 'तळातली राख' (बॉटम अ‍ॅश) म्हणतात. फ्लाय अ‍ॅशला सिमेंट उद्योगातून बर्‍यापैकी मागणी आहे आणि त्याचा वापर केला जात आहे. पण तळातल्या राखेचा उपयोग त्या उद्योगात होत नाही. याप्रमाणेच ओतशालेतही (फाऊंड्री) जे टाकाऊ पदार्थ निर्माण होतात त्याला 'फाऊंड्री सँड' म्हणले जाते. भारतात फाऊंड्री सँडची सुमारे ८० लाख टनाची निर्मिती होते. ३०% वाळूऐवजी तळातली राख किंवा फाऊंड्री सँड मिश्रणात वापरली तर चांगल्या प्रतीचे काँक्रिट तयार होते असे अभ्यासाअंती दिसून आले आहे. तेवढीच वाळूची बचत! गोवा आणि कोकणचा भाग खाणींसाठी प्रसिद्ध आहे. या खाणींमधून टाकावू माती चाळून जर त्यातील वाळूच्या आकाराचे कण वेगळे केले तर तेही वाळूला पर्याय ठरु शकतात असे संशोधक म्हणतात. यावरील संशोधनही भारतात झाले आहे.

आजकाल महानगरांमध्ये मोठे खडक आणून त्यांना चेचून त्यातून 'वाळू' निर्माण केली जात आहे. वाळूच्या आकाराच्या कणांना 'एम सँड' तर त्याहून थोड्या कमी आकाराच्या कणांना 'पी सँड' या नावाने ओळखले जाते. एम सँडचा वापर काँक्रिटमध्ये वाळूला पर्याय ठरु शकतो तर पी सँड वीटकाम आणि भिंतींना प्लॅस्टर करण्यासाठी सर्रास वापरली जात आहे.

तंत्रज्ञानात बदल करुनही वाळूचा वापर कमी करता येऊ शकतो. उदा. रस्ते बनवायला जे काँक्रिट वापरले जाते ते ओतण्यापूर्वी त्या ठिकाणी घट्ट अशा प्लॅस्टिकच्या चौकटीच्या जाळ्या (जिओग्रिड्स) बसवल्या जातात. यामुळे त्यात ओतलेला माल स्थिर राहातो, अनेक वर्षं टिकतो, खर्चात कपात होते, माल (वाळूसकट) कमी लागतो आणि वेळातही बचत होते. याशिवाय तंत्रज्ञानातून निर्माण केलेल्या टिकावू बांबूचा वापर करण्याचे प्रयत्नही होत आहेत. भिंती, छप्पर अशा बांधकामांच्या जागी याचा वापर होऊ शकतो. वाळूची गरजच पडत नाही.

छायाचित्र : जिओग्रिड्सचा रस्ते बनवायला वापर

हे पर्याय जरी शोधून काढले गेले असले तरी नमूद केलेले टाकाऊ पदार्थ वाळूसारखे सर्वत्र आढळत नाहीत. तरीही ज्या ठिकाणी त्याची निर्मिती होते त्याच्या आसपासच्या बांधकामांना ते वाळूला पर्याय ठरु शकतात. दुसरा मुद्दा येतो तो किंमतीचा. जर वाळू या पदार्थांपेक्षा स्वस्त असेल तर नैसर्गिकपणे त्याचाच वापर केला जाईल. तेव्हा पर्याय हे नेहमीच अर्थशास्त्रीय निकषांवर उजवे ठरायला हवेत. यावर संशोधक कुठलेही भाष्य करीत नाहीत. पर्यावरण वाचवा म्हणून कोणी सहजी आपल्या खिशातली कमाई यावर खर्च करणार नाही. पण कधीतरी या पर्यायांना आर्थिक व्यवहार्यता ही येईलच अशी आशा करु या.

--------------------

अर्धांगवायू ग्रस्तांसाठी व्यायामाचे स्वयंचलित उपकरण / Equipment prototype to train joints for paralyzed

प्रौढांमध्ये येणारे अपंगत्व ही एक मोठीच गंभीर समस्या आहे. आता तर याचे प्रमाण मध्यमवयीन व्यक्तींमध्येही वाढत असल्याचे दिसून येत आहे. अपंगत्वाचे प्रमुख कारण लकवा येणे (अर्धांगवायू होणे). यामुळे या समस्येने ग्रासलेल्या व्यक्तीचे चलनवलनच थांबते किंवा त्यात विकृती तरी निर्माण होतात. साधारण ५५ वर्षे वय ओलांडलेल्या प्रत्येक ५ स्त्रियांपैकी एकीला आणि ६ पुरुषांपैकी एकाला लकव्याने ग्रस्त होण्याची भीती असते. भारतातही या समस्येने ग्रस्त अशा अनेक व्यक्ती दिसून येतात. पोलियोपेक्षा ही समस्या गंभीर आहे आणि त्यातून बरे व्हायला खूप वेळ लागतो. अशावेळी अशा समस्येने ग्रस्त असलेल्या व्यक्तीला आधार देणे आणि त्याच्या अपंगत्वावर नियमित व्यायामाच्या रुपाने उपचार करणे आवश्यक ठरते. व्यायामाच्या रुपातले हे उपचार शरीरातल्या मज्जातंतूंच्या कार्याला पुन्हा चेतना द्यायला मदत करतात. बसलेल्या किंवा निजलेल्या अवस्थेतल्या रुग्णाच्या पायाच्या सांध्यांची विविध प्रकारे हालचाल आणि शरीराचा तोल सांभाळत चालण्याची क्षमता निर्माण करणे हे व्यायामाचे मुख्य प्रकार. रोबोंद्वारे हे व्यायाम सुलभ आणि सर्वंकष उपचारपद्धतींनी कसे देता येतील यावर सध्या वैद्यकीय क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात संशोधन होत आहे. रुग्ण जेव्हा लकव्याच्या प्राथमिक अवस्थेत असतो तेव्हा त्याच्या पायाची सतत हालचाल करायचा व्यायाम अतिशय महत्त्वाचा ठरतो. विशेषतः बसलेल्या किंवा निजलेल्या अवस्थेतल्या रुग्णाला द्यावयाच्या व्यायामांचे अनेक प्रकार आहेत. पायाच्या प्रत्येक सांध्याला हा व्यायाम घडणे महत्त्वाचे असते. उदा. नितंबापासून पाय शरीरापासून लांब नेणे (फाकवणे) आणि दुसर्‍या पायावर आणणे (जुळवणे), नितंबापासून पाय वर उचलणे (उर्ध्वीकरण) आणि नितंबाच्या पातळीच्या खाली नेणे (अध:करण), पाय वर नेऊन गुडघ्यात वाकवणे आणि समस्थितीत गुडघ्यातून आत वळवणे (दुमडणे), घोट्याच्या सांध्यातून पाऊल जवळ घेणे आणि ताणणे (आकृती १). याकरता उपकरणेही बाजारात उपलब्ध आहेत. पण प्रत्येक व्यायाम प्रकारासाठी ती वेगळी असल्याने त्यांचा वापर सोयीचा ठरत नाही. तसेच ती महागही आहेत. आयआयटी, पलक्कड आणि जोधपूरच्या संशोधकांनी इतर देशांशी केलेल्या संशोधन सहयोगातून असा व्यायाम घडवून आणणार्‍या एका उपकरणाचा आराखडा विकसीत केला आहे. एकाच यांत्रिक उपकरणातून आवश्यक अशा हालचाली यामुळे करता येणे शक्य होणार आहे. सर्वसाधारणपणे लकवा आलेल्या व्यक्तींचे एकाच बाजूचे अंग निष्क्रिय होते म्हणून एका वेळी एकाच पायाला व्यायाम देण्याची सोय त्यात विचारात घेतली गेली आहे. हे यंत्र अत्यंत साध्या यांत्रिक जुळणीचे असल्याने ही प्रणाली अतिशय साधी असून रोबोसारखी क्लिष्टता त्यात आलेली नाही. त्या यंत्रणेची नियंत्रण करणारी प्रणाली सरळ रेषेतल्या एका उभ्या आणि दोन आडव्या खांबांवर अवलंबून असल्याने ती स्थिर, सुरक्षित आणि मजबूत तर आहेच पण सगळ्या - नितंबातल्या, गुडघ्यातल्या आणि घोट्यातल्या हालचाली रुग्णाच्या पायात या आराखड्यानुसार तयार केलेल्या उपकरणाद्वारे घडवून आणता येऊ शकतील.

आकृती १: पायाच्या प्रत्येक सांध्याला द्यावा लागणारा व्यायाम

आकृती २: प्रत्येक सांध्याला व्यायाम देण्यासाठी निर्माण केलेल्या स्वयंचलित उपकरणाचा आराखडा

आकृती स्रोत : दोन्ही आकृत्या मूळ संशोधन लेखातून घेऊन त्यात मराठी भाषेत लेबल्स लिहिले आहेत.

प्रणालीचे संकल्पनात्मक आरेखन आकृती २ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे आहे. यात पायाच्या सांध्यांतून त्याला खाली-वर, मागे-पुढे आणि आजू-बाजूला वाकवता येण्याची सोय आहे. रुग्णाला बसायला एक खुर्ची आणि पाय ठेवायला एक स्थिर आधार आहे. हा आधार हव्या त्या बाजूने वळवायला तीन दांड्यांना जोडलेला असून या खांबांवर असलेल्या खाचांमध्ये वर्तुळाकार आणि लंबाकार पद्धतीने सरकतो. सांध्याची हालचाल डॉक्टरने ठरवलेल्या कोनातून करता येईल तसेच त्याच्या वेगावर ही प्रणाली नियंत्रण ठेऊ शकेल असा संशोधकांचा दावा आहे. रुग्णाचे वजन आणि उंचीचा विचारही या वेग आणि सांध्यातल्या विशिष्ट कोनातल्या हालचालींसाठी केला जाऊ शकतो. शिवाय या हालचाली आणि वेग रुग्णाच्या क्षमतेच्या बाहेर जात असतील, कमी-अधिक करायच्या असतील तर त्या थांबवायला रुग्णाच्या आणि तंत्रज्ञाच्या हातात त्याचे नियंत्रण करायला आवश्यक अशी कळ असेल. यात कंबर, मांडी, पोटरी आणि पावलाला त्यांच्या सांध्यांतून एकाच वेळी व्यायाम दिला जाईल. त्याकरता नितंबाच्या सांध्यात दोन प्रकारे आणि गुडघा आणि घोट्यात प्रत्येकी एका प्रकारे हालचाल करायला वाव असेल. या सगळ्या हालचालींचा सूत्र-समीकरणांद्वारे संशोधकांनी अभ्यास केला आहे आणि त्यामुळे हा निर्माण केलेला आराखडा म्हणजे 'जुगाड' नव्हे. त्याला वैज्ञानिक अभ्यासाचे पद्धतशीर पाठबळ असणार आहे.

हा व्यायाम देणारे तंत्रज्ञ पायाच्या प्रत्येक सांध्याची किती वेगाने हालचाल करायची हे साधारणपणे रुग्णाच्या प्रकृतीवरुन, त्याच्या पायाला आलेली सूज, दुखणे, ताठरपणा यावरुन ठरवू शकतील. हा व्यायाम तीन प्रकारे दिला जातो - त्यातला सर्वात सोपा प्रकार म्हणजे तंत्रज्ञाच्या मदतीशिवाय रुग्णानेच अपेक्षित हालचाल करायची, तर दुसर्‍यात व्यायामशाळेतल्या उपकरणांवर व्यायाम करताना तेथील तज्ञ मार्गदर्शन करतो तसे तंत्रज्ञ रुग्णाला कशी हालचाल करायची याकरता सूचना देतो आणि आवश्यकतेनुसार शिथील झालेल्या स्नायूंना व्यायामावेळी आधारही दिला जातो. तिसर्‍यात मात्र, रुग्ण स्वतः कसलीही हालचाल करण्याच्या परिस्थितीत नसल्याने त्याच्या पायाची हालचाल तंत्रज्ञाद्वारे किंवा उपकरणाद्वारेच घडवून आणली जाते. प्रस्तुत उपकरणाचा आराखडा हा मुख्यतः तिसर्‍या प्रकारच्या व्यायामासाठी तयार केला असला तरी त्याचा वापर पहिल्या दोन्ही प्रकारच्या रुग्णांकरताही होऊ शकतो.

याची पुढची पायरी म्हणजे या आराखड्यानुसार आता उपकरणाची जडणघडण करणे! संशोधकांना त्यात यश आले तर हे उपकरण लकवा आलेल्या रुग्णांकरता मोठेच उपकारक ठरावे. अर्थात संशोधनात शेवट हा कधीही नसतोच. त्यात अनेक सुधारणा त्यानंतर होत राहातील.

संदर्भ: Sunilkumar, P., et al. Design and motion control scheme of a new stationary trainer to perform lower limb rehabilitation therapies on hip and knee joints. International Journal of Advanced Robotic Systems. Jan-Feb 2022; 1–20. https://dx.doi.org/10.1177/17298814221075184

--------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या २३ नोव्हेंबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

शनिवार, १२ नोव्हेंबर, २०२२

स्वच्छ भारतासाठी उपकरणांबरोबर संवादाचे महत्त्व/ Achieving clean cities through dialogue

२०१९ साली भारत सरकारने राष्ट्रीय शुद्ध वायू कार्यक्रमाची मुहूर्तमेढ रोवली. ज्या शहरांमध्ये वातावरणातल्या हवेची गुणवत्ता मानकाच्या तुलनेत खालावलेली आहे तेथे हवेतील २.५ पीएम जाडीच्या धूळसदृश कणांचे मापन करुन २०२४ पावेतो त्याचे प्रमाण किमान २० ते ३० टक्के घटवायचे हा कार्यक्रम ठरवला गेला. पण मागे वळून पाहता गेली तीन वर्षे वायाच गेली असे म्हणायला हरकत नाही. याचे मुख्य कारण म्हणजे वायूची गुणवत्ता तपासण्यासाठी लागणारी आवश्यक तितकी उपकरणेच उपलब्ध करुन दिली गेली नाहीत. ४००० उपकरणांची गरज (किमान १६००) असताना केवळ ८८३ उपकरणे सध्या उपलब्ध करुन दिली आहेत आणि यातली केवळ २६१ सभोवतालच्या हवेच्या गुणवत्तेचे निरंतर निरीक्षण करु शकणारी आहेत. ही उपकरणे महागडी आहेत असे कारण सांगितले जाते. हवेतील कण-प्रदूषणामुळे होणार्‍या फुफ्फुसाच्या आजारपणामुळे किती जणांच्या आयुष्याची दोरी लहान होते, ते हिरावले जाते त्याचा हिशोब येथे केला जात नाही. कारण महामारीसारखे हे रोगी एकदम मरण पावत नाहीत त्यामुळे बातम्यात ते न आल्यामुळे सरकारची छी-थू होत नाही. अशी परिस्थिती असताना हे प्रदूषण कसे कमी होणार? २०२१ मध्ये दिल्ली आणि सलगच्या प्रदेशांमध्ये वायूच्या गुणवत्तेचे मूल्यमापन आणि व्यवस्थापन करणार्‍या दुसर्‍या एका शासकीय कार्यालयाने प्राप्त परिस्थितीत स्वस्त (कमी-किमतीचे) संवेदक (सेंसर्स) वापरावेत असा सल्ला दिला पण त्यावरही अचूकतेबद्दल शंका काढत अद्याप निर्णय घेतलेला नाही म्हणे. अर्थात माहितीत अचूकता ही असायला हवीच आणि त्याकरता उपायही आहेत. केवळ हातावर हात बांधून बसणे हा पर्याय नव्हे.

स्वस्त संवेदक

दरम्यान आयआयटी कानपुरच्या संशोधकांची मदत घेऊन महाराष्ट्र प्रदूषण नियंत्रण मंडळाने २०२०-२१ दरम्यान मुंबईत असलेल्या ४० महागड्या संवेदकांशेजारी असे स्वस्त संवेदक बसवून त्यांच्या अचूकतेबद्द्लचा आढावा घेतला. या अभ्यासाअंती संशोधकांच्या असे निदर्शनास आले की हे स्वस्त संवेदक महागड्या संवेदकाच्या तुलनेत साधारणपणे ८०-९०% अचूक संवेदन करु शकतात. या अभ्यासादरम्यान आणखी एक सकारात्मक बाब समोर आली की या स्वस्त संवेदकांद्वारे नेमक्या कुठल्या वेळी सर्वाधिक प्रदूषण आहे हे कळू शकते. बंगळूरुच्या दुसर्‍या एका संस्थेने यांच्या अचूकतेचा अभ्यास केला आणि त्यांनी असे नजरेस आणले की या स्वस्त संवेदकांकडून मिळणारी गुणात्मक माहिती बर्‍यापैकी महागड्या संवेदकाशी मिळती-जुळती आहे पण संख्यात्मक माहितीत मात्र मोठा फरक पडतोय.

आयआयटी, कानपुरच्या संशोधकांनी आता चेन्नै, जयपुर, गुवाहाटी आणि इतर शहरी भागांमध्ये तेथील हवेतील प्रदूषणाचे मापन करण्याकरता अशी स्वस्त उपकरणे (महागड्या उपकरणांच्या जोडीने) लावली आहेत. पण केवळ उपकरणे लावून प्रदूषण कमी होणार नाही याची त्यांना कल्पना आहे. उपकरणांचा उपयोग प्रदूषण नेमके कशामुळे, केव्हा आणि कुठे होते हे कळण्यासाठी. पुढची पायरी महत्त्वाची. ज्यामुळे हे प्रदूषण होत आहे त्याकरता जबाबदार अशा समाजात जागरुकता आणून त्याला आळा घालण्याचे प्रयत्न महत्त्वाचे. नुसते महत्त्वाचे नाही तर ते चिवटपणे राबवावे लागतात, त्यात सातत्य असावे लागते. एका रात्रीत समाज त्यांच्या वागण्याच्या पद्धतीत बदल करीत नाही. याकरता या प्रकल्पाअंतर्गत उपकरणे बसवण्याबरोबर प्रत्येक शहरात वीस-वीस जणांचा 'स्वच्छ हवा मार्गदर्शकांचा' एक गट प्रशिक्षित करुन पाठवला. या प्रकल्पाच्या परिणामाचे अवलोकन केल्यावर आता अनेक शहरांत अशी स्वस्त उपकरणे बसवण्याचा कल वाढला आहे असे म्हणतात. स्मार्ट शहर मोहिमेअंतर्गत अनेक शहरांमध्ये ही स्वस्त उपकरणेच प्रदूषणाचे मापन करतात. नुसते मापनच नाही तर कोणत्या वेळी (हॉट-स्पॉट) आणि कशामुळे प्रदूषणाचा अतिरेक होतोय त्याचा मागोवा त्यातून ते घेतात. मध्य प्रदेशातील २० लाख वस्तीच्या इंदूरसारख्या शहरात केलेल्या प्रयोगाची माहिती मिळाली आहे. इंदूरमध्ये एकूण १९ उपकरणे कार्यरत आहेत आणि असे दिसून आले की तेथे एकूण तीन कारणांमुळे वेगवेगळ्या ठिकाणी वायूप्रदूषण होत आहे. व्यावसायिक क्षेत्रात वाहनांच्या वर्दळीमुळे, औद्योगिक क्षेत्रात कचरा निर्मितीतून तर निवासी भागात जैवइंधन जाळण्यामुळे. एखाद्या शहरातले प्रदूषण हे एकाच कारणामुळे होते आणि त्यावर एकच एक उपाय लागू करुन ते कमी करता येईल असे नसते असा धडा यातून त्यांना मिळाला. मग त्यांनी त्या गटाचा उपयोग, विशेषतः नागरी वस्त्यांमध्ये ज्यांना या प्रदूषणाची कल्पनाच नाही, समाज जागृतीसाठी केला.

जागृतीदरम्यान चौकात लाल दिवा लागल्यावर जेव्हा वाहनांची दाटी होते तेव्हा तेथे "लाल बत्ती चालू, वाहनाचे इंजिन बंद" अशी मोहीम राबवली. वाहन चालकांना असे आवाहन करुन त्यांनी हे सिद्ध केले की या छोट्याशा कृतीतून प्रदूषणात सुमारे २० टक्के घट होऊ शकते! स्वच्छ हवा मार्गदर्शकांनी केलेल्या पाठपुराव्यामुळे झालेल्या अशा दृष्य बदलातून समाजाचाही सकारात्मक प्रतिसाद वाढला. इंदूरातली हवा कोरडी असते. आर्द्रतेचे प्रमाण नगण्यच. गावातील नागरिकांना घरासमोरचे अंगण झाडण्यापूर्वी सडा घालून झाडायला शिकवले त्यामुळे धुलीकणांचे हवेतील प्रमाण कमी झाले, कमी अंतरावर जायचे असेल तर वाहतुकीचा वापर करण्याऐवजी चालत जायला उद्युक्त केले गेले, शक्य तेथे बागा फुलवायला प्रोत्साहन दिले गेले. मार्गदर्शकांनी झोपडपट्ट्यांमध्ये कचरा जाळण्याच्या सवयीतही बदल घडवून आणला आणि खाण्याच्या टपर्‍यांमध्ये जैवइंधनाचा वापर कमी झाल्याचीही नोंद केली आहे.

संशोधकांनी आता आपला मोर्चा कमी लोकवस्ती असलेल्या गावांकडे वळवला आहे. त्यांना शहरे आणि गावांमधल्या प्रदूषणातला फरक समजावून घ्यायचा आहे. उत्तम प्रतीच्या संसाधनाअभावी हातावर हात बांधून बसण्यापेक्षा कमी प्रतीच्या स्वस्त उपकरणांचा वापर करुन समाजाच्या प्रशिक्षणाच्या प्रयत्नांतून बदल घडवून आणवून संशोधकांनी केलेले हे प्रयत्न खरोखरीच स्पृहणीय आहेत. उपकरणे केवळ माहिती देतात. त्याचा वापर करुन समाजमन आणि सवयी बदलण्यासाठी संवादच महत्त्वाचा असतो. स्वस्त उपकरणांसोबत स्वच्छ हवा मार्गदर्शकांचा सहभाग म्हणूनच मोलाचा ठरतो.

संदर्भ: Padmanaban, D. Indian cities invest in low-cost air quality sensors. EOS. 103; 2022. https://eos.org/articles/indian-cities-invest-in-low-cost-air-quality-sensors

----------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या ९ नोव्हेंबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

शनिवार, ५ नोव्हेंबर, २०२२

आपले शरीर - एक क्लिष्ट यंत्र / Our body: A complex engine

सर्वसाधारणपणे मानवाच्या शरीरातल्या पेशी पेशीद्रवाने (सायटोप्लाझम) व्यापलेल्या असतात. या पेशीद्रवात विविध कार्य करणारे प्रभाग (ऑर्गेनेल्स) तरंगत असतात. या तरंगणार्‍या प्रभागांपैकी एक लिपिडचे लहान-लहान थेंब (बुडबुड्यात लिपिड रेणूंनी भरलेल्या पिशव्या) असतात. याशिवाय पेशीचा केंद्रक (न्यूक्लियस) आणि केंद्रकाला नळ्यांसारख्या आकाराच्या जाळीने वेढलेले प्रभागही आढळतात ज्याला एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलम म्हणतात. यकृताच्या पेशींमधील लिपिडचे थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमला मधून मधून चिकटतात आणि त्यांच्यात रेणूंची देवघेव होते. पण असे कोणत्या परिस्थितीत होते हे अद्याप माहिती नव्हते. जेव्हा प्राणी अन्न सेवन करतो तेव्हा किंवा त्यात एखाद्या जीवाणूचे संक्रमण (बॅक्टेरियल इन्फेक्शन) होते तेव्हा लिपिडचे थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमला चिकटत असल्याच्या निष्कर्षाला आयआयटी, मुंबई आणि टीआयएफआरचे संशोधक त्यांच्या अवलोकनानंतर पोहोचले आहेत त्याचा हा वृत्तांत. रक्तातली लिपिड्सची पातळी कमी करण्यासाठी या अभ्यासाचा उपयोग होऊ शकेल असे त्यांचे मत आहे. जर रक्तातली लिपिड्सची पातळी वाढली तर त्यामुळे लठ्ठपणात वाढ होते, जी पुढे चालून मधुमेहाला आमंत्रण देते आणि यातून हृदयविकाराचा धोका वाढतो म्हणून हे संशोधन महत्वाचे.

रेखाचित्र स्रोत: https://researchmatters.in/news/lipid-travel-diary

थेंबातले लिपिड यकृतातून रक्तात कसे पोहोचते? जेव्हा व्यक्ती अन्न सेवन करते तेव्हा रक्तातले साखरेचे (ग्लुकोज) प्रमाण वाढते आणि इन्सुलिनच्या निर्मितीला प्रेरणा देते. इन्सुलिन किनेसिन नावाच्या प्रथिनाला (प्रोटीन) कार्यरत करत ते लिपिडच्या थेंबांना बांधून घेते. किनेसिन मग लिपिडच्या थेंबांना एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमजवळ घेऊन येते आणि एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमच्या कडांवर असलेल्या प्रथिनाला जोडले जाते. एकदा का ते जोडले गेले की लिपिडच्या थेंबातले लिपिड एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलममध्ये ओतले जाते आणि त्या बदल्यात जिवाणूरोधी प्रथिने त्यातून घेऊन ते थेंब मोकळे होतात. या क्रियाही याच संशोधकांच्या यापूर्वी लक्षात आलेल्या होत्या. पेशींमधल्या या क्रिया नेमक्या केव्हा घडतात याचे अवलोकन करणे ही बाब तशी अवघडच. मग प्रयोगासाठी त्यांनी उंदरांच्या यकृतातील पेशींचा वापर केला. यातील काही उंदरांना उपाशी ठेवले तर काहींना त्यांचे पुरेसे अन्न दिले होते. यानंतर या नैसर्गिक क्रियाकलापांचे अवलोकन करण्यासाठी संशोधकांनी उपाशी आणि खायला घातलेल्या उंदरांच्या यकृतातील एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमचे तुकडे घेऊन ते पातळ पापुद्र्याच्या स्वरुपात आणि त्याच यकृताच्या पेशीतले लिपिडच्या थेंबांचे दोन वेगळे नमुने तयार करीत त्यांचे सूक्ष्मदर्शकयंत्राखाली निरीक्षण केले तेव्हा त्यांना असे आढळले की उपाशी उंदरांतून घेतलेल्या नमुन्यात पापुद्र्याजवळ केवळ २० टक्के लिपिड थेंब चिकटलेले आहेत तर खायला घातलेल्या उंदरांच्या नमुन्यांमध्ये ८०% लिपिड थेंब त्या पापुद्र्याला चिकटले आहेत. यावरुन त्यांनी असा निष्कर्ष काढला की जेव्हा जीव उपाशी असतात तेव्हा त्यांच्या पेशीतले लिपिड्सचे सर्वाधिक थेंब पेशीद्रवात विखुरलेले असतात. या दरम्यान जर ते एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी संयोग करुन त्यात लिपिड्स ओतत राहिले असते तर परिस्थिती हाताबाहेर गेली असती कारण ते अतिरिक्त लिपिड्स रक्तात मिसळून हृदयापर्यंत पोहोचते झाले असते ज्याचे परिणाम भयानक होण्याची शक्यता वाढते.

संशोधकांनी आणखी एक प्रयोग केला. त्यांनी काही उंदरांना लायपोपॉलिसेकराईडचे इंजेक्शन दिले. यामुळे त्यांच्यात जीवाणूसंसर्ग झाला. याला तोंड द्यायला त्यांच्यातली प्रतिरोधक यंत्रणा सक्षम झाली. अशा उंदरांच्या यकृतातील एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलम आणि लिपिड थेंबांचे अवलोकन सूक्ष्मदर्शकाखाली केल्यावर त्यांना असे आढळले की सुमारे ७०% थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमच्या पापुद्र्याला चिकटले आहेत. या अवलोकनातून त्यांनी असा निष्कर्ष काढला की अधिकाधिक लिपिड थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमला चिकटण्याचे कारण असे की त्यांना या जिवाणूसंसर्गाशी संघर्ष करायला आता प्रथिनांची गरज आहे. ही प्रथिने एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलममधून मिळवण्याकरता ते त्याला चिकटले आहेत. याचा उपयोग ते आता जिवाणूंचा नायनाट करण्याकरता करतील.

एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी लिपिड थेंबांचा संयोग होण्याकरता फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिड कार्यरत होत असल्याचे त्यांना या संशोधनादरम्यान आढळून आले. फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिड हा शंकूच्या आकाराचा एक असामान्य लिपिड रेणू असून त्याचे कार्य या संयोगासाठी होणे ही एक निसर्गाने केलेली अफलातून किमया आहे असे म्हणायला हवे. लिपिड थेंब गोलाकार असतात आणि त्यांना सपाट पृष्ठभाग असलेल्या एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी जोडणे प्राकृतिक दृष्ट्या अवघड जाते. शंकूच्या आकाराचे फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिडचे रेणू सपाट एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमच्या पृष्ठभागावर दाब देऊ शकतात आणि थेंबांतून लिपिड त्यात सुलभतेने रिते करायला मदत करतात. या दरम्यान फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिड किनेसिनसारख्या इतर प्रथिनांना स्त्रवतात आणि ही प्रथिने लिपिडच्या थेंबांना एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी बांधून ठेवायला आणि त्यातील पदार्थांचे स्थानांतरण करायला उपयोगी पडतात.

जेव्हा या प्रभागांच्या बंधनात त्रुटी निर्माण होतात तेव्हा अल्झायमर आणि पार्किंसन्स सारख्या व्याधींचा जन्म होतो. संशोधकांना या दरम्यान त्यांनी केलेल्या प्रभागाच्या बंधनाची उकल अशा व्याधींवरील संशोधनासाठीही उपयोगी ठरावी असा विश्वास वाटतो. संशोधक यकृतातील पेशींमध्ये असलेल्या लिपिड थेंबांवर होणारे किनेसिनचे बंधन रोखण्यासाठी काय करता येईल याचा आता विचार करीत आहेत. त्यात जर यश आले तर लिपिड्सचे एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलममधील आणि पुढे चालून रक्तात होणार्‍या याच्या वितरणावर ताबा ठेवला जाऊन लठ्ठपणा, मधुमेह, हृदयविकार यावर नियंत्रण ठेवणे शक्य होईल असा त्यांना विश्वास वाटतो.

एखाद्या व्याधीवर नियंत्रण आणायचे असेल तर त्याकरता आपल्या शरीरातल्या क्रिया त्यांच्या बारकाव्यांसकट समजावून घेणे आवश्यक ठरते. हे काम किती किचकट आहे हे वरील विवेचनावरुन समजून येतेच. आपल्या शरीरात अनेक क्रिया घडत असतात ज्यावर आपले नियंत्रण नसते. त्या क्रियांना समजावून घेणे हीच खरी प्राथमिकता!

संदर्भ: १) Manohar, G.M. The lipid travel diary. Research Matters. 2022. https://researchmatters.in/news/lipid-travel-diary

२) Kamerkar, S. et al. Metabolic and immune-sensitive contacts between lipid droplets and endoplasmic reticulum reconstituted in vitro. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(24); 2022; Article ID: e2200513119. https://doi.org/10.1073/pnas.2200513119

--------------------------------------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या २ नोव्हेंबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

बुधवार, २६ ऑक्टोबर, २०२२

ओझोन स्थिरतेकडे / Arresting Ozone Layer Dilution

आपण अनेक आंतरराष्ट्रीय बैठकांदरम्यान झालेल्या करारांच्या बातम्या ऐकतो, वाचतो. या करारांचे पुढे काय होते ते मात्र अनेकदा कळत नाही. सामान्य नागरिक त्याबाबत अनभिज्ञ राहातात. विश्वाच्या कल्याणासाठी एकत्र येऊन सर्वांसाठी असलेल्या प्रश्नांची उत्तरे शोधण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय बैठका होतात. काही विषय मोजक्या राष्ट्रांच्या हिताचे असू शकतात आणि ती श्रीमंत राष्ट्रे असतील तर येनकेनप्रकारे गरीब राष्ट्रांवर दबाव टाकला जातो. उदाहरणार्थ, हवामानात होणारा वैश्विक बदल हा श्रीमंत राष्ट्रांनी निसर्गाला ओरबाडून घेऊन व्यक्तीगत मौजमजेसाठी त्याचा वापर केल्यामुळे झालाय आणि त्याचा भार गरीब राष्ट्रांना अशा बैठकांमध्ये उचलायला सांगितला जातो असा एक समज आहे. काही अंशी तो खराही असेल. पण घराला आग लागल्यानंतर ती कुणी लावली यावर चर्चा करीत बसण्यापेक्षा प्रत्येकाने आपल्या परीने त्यातून स्वतः सुरक्षित कसे बाहेर पडायचे आणि जमले तर घर कसे वाचवायचे ही प्राथमिक जबाबदारी ठरते. एकाच घरातल्या कुटुंबीयांचे वेगवेगळे विचार असू शकतात आणि त्यामुळे अनेकदा कुरबुरी झाल्याचे आपल्याला दिसून येते. मग 'हे विश्वचि माझे घर' या उक्तीनुसार सगळ्या देशांनी बैठकीसाठी एकत्र आल्यानंतर सर्वांनी एकमताने निर्णय घेणे किती अवघड असेल याची कल्पना यावी. मतं-मतांतरे होतातच पण त्यातून मार्ग काढत पुढे जावे लागते. ओझोनला पडलेले खिंडार (ओझोन होल) हा असाच सगळ्यांच्या जिव्हाळ्याचा विषय.

छायाचित्र स्रोत: https://www.thequint.com/

पृथ्वीपासून साधारण १० ते ५० कि.मी. अंतरावर जो हवेचा थर आहे त्या भागाला स्थिरावरण (स्ट्रॅटोस्फिअर) असे म्हणतात. त्याठिकाणी वातावरणाची एक प्रकारची स्थिरता असते त्यावरुन हे नाव दिले गेले आहे. यातला एक थर ओझोन या वायूचा असतो. जसजसे स्थिरावरणात उंचीवर जाऊ तसतसे त्या भागाच्या तापमानात वाढ होत असल्याचे जाणवते. याचे कारण असे की तेथे असलेला ओझोन वायू सूर्याकडून येणार्‍या अतिनील किरणांना शोषून घेतो आणि वरील भागाचे तापमान वाढते. वातावरणात ओझोन तसा सूक्ष्ममात्रेनेच असतो. इतका नगण्य की एक कोटी कणात केवळ तीन कण ओझोनचे असतात. पण याचे कार्य मात्र महान आहे. सूर्याकडून येणार्‍या अतिनील किरणांना तो एखाद्या स्पंजासारखा शोषून घेतो आणि आपल्याला त्यापासून होणार्‍या अपायांना वाचवतो. पृथ्वीची ही ढालच म्हणा ना! सूर्याची ही किरणे पृथ्वीवर पोहोचली तर त्यापासून काही जीवांना भाजून नष्ट होण्याचा धोका आहे. आपल्या त्वचेला ही किरणे भाजून काढतात. त्यामुळे त्वचेचा कर्करोग (कार्सिनोमा, मेलानोमा) होण्याची शक्यता बळावते, रोगप्रतिकारशक्ती क्षीण होते, मोतीबिंदूंसारखे आजार तरुण वयातच होतात वगैरे. जीवांच्या पेशींतील डीएनएलाही ही क्षती पोहोचवू शकतात. डीएनए प्रत्येक जीवाची ओळख ठरवत असतो.

मानवजातीच्या सीएफसीच्या (क्लोरोफ्ल्युरोकार्बन) अतिवापराने या ओझोनच्या स्तराला धोका पोहोचत असल्याचे काही वर्षांपूर्वी लक्षात आले आहे. या रेणूत तीन मूलद्रव्ये असतात - कार्बन, क्लोरीन आणि फ्लोरीन. आपल्या राहणीमानातून याचा वापर बेसुमार वाढला आहे. अगदी सामान्य प्लॅस्टीकच्या वस्तूंमध्येही याचे अस्तित्व असते आणि ते सावकाश हवेत मिसळत असते. शीतकरण यंत्रांचा वापरही आता सगळ्यांसाठीच नेहमीचा झाला आहे. घरात रेफ्रिजरेटर नाही अशी घरे आता भारतातही सापडणे विरळीच. त्याशिवाय कार्यालयातील, घरातील खोल्यांना वातानुकूलन यंत्रे बसवण्याची पद्धतही रुढ होत आहे. या यंत्रांतून आपण सगळेच सीएफसीचे उत्सर्जन करीत असतो. याशिवाय द्रवाचे सूक्ष्म तुषार फवारण्यासाठी, द्रावक म्हणून, फेस उडवण्यासाठी याचा वापर केला जातो. सीएफसी आणि इतर सदृश रसायने स्थिर, जड, बिनविषारी, ज्वलनशील नसलेली आणि उत्पादनासाठी स्वस्त असतात. पण हा वायू स्थिरावरणात शिरकाव करुन तेथील रासायनिक क्रियेमुळे ओझोनला मात्र 'खाऊन टाकत' त्याचा थर पातळ करुन टाकतो. सर्वसाधारणपणे या क्रियेमुळे ओझोनला खिंडार पडले आहे असा वाक्प्रयोग केला जातो. पण ते खिंडार नसून त्याचा थर पातळ करण्याची क्रिया घडते. सुमारे पन्नास वर्षांपूर्वी या संकटाची कल्पना शास्त्रज्ञांना आली आणि यावर उपाय करायला हवे, सीएफसीचा वापर मर्यादित व्हायला हवा यासाठी त्यावेळच्या शासनांवर दबाव येऊ लागला आणि हा विषय आंतरराष्ट्रीय पातळीवर हाताळण्याची गरज भासली. १९८५ साली व्हिएन्ना येथील अधिवेशनात यावर बरेच चर्वितचर्वण झाले आणि १९८७ साली माँट्रियाल येथे यासाठी देशांनी सीएफसी, कार्बन टेट्राक्लोराईड (सीटीसी), हॅलॉन्स (ब्रोमिनेटेड फ्लोरोकेमिकल्स), मिथाइल क्लोरोफॉर्म आणि काही इतर ओझोन-कमी करणार्‍या पदार्थांचे उत्पादन आणि वापर पूर्णपणे बंद करण्यासाठी प्रत्येक देशाने जबाबदारी उचलण्यासाठी करार अंमलात आला. सुरुवातीला केवळ ४६ देशांनी यावर सहमती दर्शवली असली तरी आजमितीस एकूण १९८ देश यात सहभागी झाले आहेत. भारतासकट अनेक सहभागी देशांनी तेव्हापासून याचा वापर आणि उत्पादन कमी करण्याकरता पावले उचलली आणि "विश्वाने ओझोनच्या समस्येवर मात केली, आता हवामान बदलाच्या प्रश्नालाही हात घालता येईल" अशा प्रकारचा मथळा असलेली बातमी न्यूयॉर्क टाइम्सने २०१९ साली दिली. सावकाश, म्हणजे २०५० सालापर्यंत ओझोनचा थर १९८० दरम्यानच्या स्थितीत यावा अशी आशा सगळ्यांनाच आहे. कारण कमी झालेला ओझोन पुन्हा निर्माण व्हायला अनेक वर्षे जावी लागतात. याकरता भारताने केलेल्या कामगिरीची माहिती एका संशोधन लेखात आली आहे त्याचा हा गोषवारा.

भारताने या करारावर स्वाक्षरी केल्यावर अशा रसायनांची यादी बनवली आणि त्याला असलेले पर्याय शोधून त्यांचे उत्पादन आणि वापर देशात कधीपर्यंत बंद करता येईल याचा आढावा घेतला. हॅलॉन्स २००१ साली, सीएफसी २००३ साली, सीटीसी आणि मिथाईल क्लोरोफॉर्म २०१० साली, मिथाईल ब्रोमाईड २०१५ साली आणि हायड्रोक्लोरोफ्ल्युरोकार्बन्स (एचचीएफसी) चा वापर २०३० पर्यंत बंद करण्याचे लक्ष्य ठरवले गेले. नंतर भारत सरकारने १९९५ साली कारखान्यांत या रसायनांच्या पर्यायांचा वापर करण्यायोग्य यंत्रसामग्री बदलण्याच्या उद्देशाने भांडवली वस्तूंवरील सीमा आणि उत्पादन शुल्क रद्द केले.

देशात ओझोनला हानीकारक अशा घटकांचा वापर कमी करत अखेरीस ठरवलेल्या तारखेपर्यंत कायमचा बंद करण्यासाठी जे कार्य करायला हवे त्याकरता भारत सरकारने एक नियंत्रण कक्षच उघडला. याकरता लागणारे वित्तीय सहाय्य आंतरराष्ट्रीय संस्थांकडून मिळवणे, त्याचे वाटप देशांतर्गत उद्योगांना करुन हानीकारक घटकांऐवजी इतर पर्यायांचा वापर करण्यासाठी लागणारी यंत्रसामग्री बदलण्याकरता करणे, देशांतर्गत या घटकांचे उत्पादन आणि उपयोग किती कमी झाले याची माहिती वेळोवेळी घेणे, योग्य असे कायदे करणे अशी जबाबदारी या नियंत्रण कक्षाकडे सोपवली गेली. हा कक्ष त्याची जबाबदारी व्यवस्थितरित्या पार पाडत असल्याचे दिसते.

हे घटक वापरुन ज्या उपकरणांची, साधनांची निर्मिती केली जायची त्यामध्ये नाशिवंत पदार्थांची वाहतूक करणारे कंटेनर, तसेच त्यांची साठवणूक करण्यासाठी तयार केलेल्या गोदामांच्या भिंती, एका पाईपमध्ये आणखी एक पाईप घालून द्रवाचे तापमान अबाधित राखण्यासाठी पॉलीयुरेथेन फेसाचा (फोम) वापर केला जायचा. याकरता एचसीएफसी (हायड्रोक्लोरोफ्ल्युरोकार्बन) हा घटक वापरला जात असे. त्याला पर्याय म्हणून आता हायड्रोकार्बन्स, हायड्रोफ्ल्युरोकार्बन्स वगैरेचा वापर केला जात आहे. भारतात वातानुकूलन यंत्रे बनवणारे सुमारे दोनशे उद्योग कार्यरत आहेत. या यंत्रात सीएफसीचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जायचा. आता ते पूर्णपणे थांबले आहे. शिवाय या उद्योगातील मिथिल क्लोरोफॉर्मचा वापरही सन २००० पासून पूर्ण थांबला आहे. याकरता सुमारे २०००० तंत्रज्ञांना नव्या तंत्रज्ञानाच्या वापराकरता प्रशिक्षितही केले गेले. सीएफसीचा वापर द्रवपदार्थाचा सूक्ष्म तुषाराचा फवारा उडवण्यासाठीही मोठ्या प्रमाणात केला जायचा. त्यालाही पर्याय देण्यात आला आहे. वैद्यकीय कारणांसाठी इनहेलर्स वापरतात त्याकरता, चपलांचे तळवे बनवण्याकरता, अशा सगळ्या प्रकारच्या उद्योगांमधून याचा वापर पद्धतशीरपणे खूप प्रमाणात कमी केला गेला आहे. २०१५ ते २०२० दरम्यान याची निर्मिती आणि वापराचे आकडे खूपच प्रमाणात कमी झाले आहेत. यात आपण अगदी चीनलाही मागे टाकले आहे.

भारताने याकरता आवश्यक असे निर्माण केलेले नियंत्रण, व्यवस्थापन आणि प्रशासन इतर विकसनशील देशांना आदर्शवत ठरावे. या घटकांचा वापर टप्प्याटप्प्याने कसा कमी करता येतो या संदर्भात त्याने जगासमोर एक उदाहरण ठेवले आहे. या नियंत्रण कक्षाने केलेल्या कामामुळे त्याला मॉन्ट्रियल करार अंमलबजावणी पुरस्काराने २००७ साली सन्मानितही करण्यात आले आहे. शासनाच्या भोंगळ कारभारावर आपण नेहमीच बोट ठेवत असतो त्याच्या पार्श्वभूमीवर या कार्याबद्दल मिळालेला मानाचा तुरा खरेच गौरवास्पद आहे आणि पृथ्वी वाचवण्यासाठी आपण उचललेला खारीचा वाटा समाधान देऊन जातो.

Garima. India’s management and governance in protecting the stratospheric ozone layer. Current Science. 123(5); 2022; 635-641. https://www.currentscience.ac.in/Volumes/123/05/0635.pdf

--------------------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या २६ ऑक्टोबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

गुरुवार, २० ऑक्टोबर, २०२२

मेदवृद्धीला संगणकीय खेळातून आळा / Health Education With Computer Games

समाजात लहान मुलांमध्ये दिसून येणारा लट्ठपणा हा एक मोठाच सामाजिक प्रश्न निर्माण झाला आहे. याचे आरोग्यावर होणारे दीर्घकालीन परिणाम दृष्टीपथात येत आहेत. शिवाय त्यामुळे अनावश्यक असा आरोग्य सेवांवरचा खर्च वाढत आहे ते वेगळेच. मेदवृद्धी किंवा लठ्ठपणाला कारणीभूत असणारे अनेक घटक असले तरी खाणार्‍याला काय खावं हे वाटणं हे एक प्रमुख कारण असते. टीव्हीवरील खाद्यपदार्थांच्या जाहिराती, मित्र काय खातात याकडे लक्ष ही एखाद्या पदार्थाविषयी आकर्षण वाढण्याची आणखी काही कारणं. शिवाय पालकांनाही आपलं मूल गुटगुटीत दिसावं ही सुप्त इच्छा - अर्थात यातही पुन्हा टीव्हीवरील जाहिरातींचा पालकांवर होणार्‍या मानसिक परिणामाचा अंतर्भाव आहेच. याव्यतिरिक्त पालकांनी त्यांच्या नोकरी-व्यवसायात अति व्यस्त असणं आणि मग खाण्याकरता काहीतरी शिजवण्यासाठी तयार पदार्थांचा वापर, किंवा काहीतरी वेळ भागवून नेणारं (ज्याला इंग्रजीत 'जंक फूड' म्हणतात ते) खाण्याची जीवनशैली, विशेषतः मोठ्या शहरांतून, खूप मोठ्या प्रमाणात पाहायला मिळते. हे आर्थिक दृष्ट्या सुदृढ तसेच कमी उत्पन्नाच्या कुटूंबातही दिसून येतं. पण यामुळे होतं काय की मुलांवर लठ्ठपणा आणि कुपोषण याचे दुहेरी ओझे लादले जाते आणि त्यांच्या आरोग्याची नासाडी होते.

आजकाल व्हिडिओ आणि मोबाइलवरील खेळांचा मोठा प्रभाव मुलांवर आहे. अशा खेळातून चांगले आणि वाईट काय याची निवड करण्याची संधी मुलांना अप्रत्यक्षपणे देता येते. अशा संदेशांद्वारे त्यांच्या वागण्यात सकारात्मक बदल घडून येतो असे दिसते. मुलांना आकर्षक वाटतील, त्यांना ते खेळताना मजा येईल, त्यातून अप्रत्यक्षपणे दिला गेलेला संदेश ते आंतरिकरित्या प्रेरित होऊन अंगिकारतील, त्याचा त्यांच्या वागण्यावर प्रभाव पडेल अशा खेळांची आणि त्याचा परिणाम पुराव्यांद्वारे सिद्ध करता येईल अशा डिजिटल उपचार पद्धतींची गरज अधोरेखित केली गेली आहे. ल्युमोसिटी हे अशा खेळांचे उत्तम उदाहरण. या खेळाद्वारे खेळणार्‍याचे वागणे सुधारते आणि आकलनात फरक पडतो. अशा खेळांमध्ये मोठीच वाढ होत आहे कारण ते मुलांना खेळायला आवडतात. आहार आणि शारीरिक हालचालींच्या सवयी सुधारण्यासाठी प्रभावी पद्धतींचा वापर खेळातून सुचवण्याची गरज आजच्या काळात स्पष्टपणे जाणवते ती याकरताच. योग्य अशा अन्नाची निवड करण्यासाठी असे अनेक व्हिडीओ खेळ पाश्चिमात्य बाजारात उपलब्ध आहेत. पण असे खेळ खेळून मुलांवर किती परिणाम झाला याचा शास्त्रशुद्ध अभ्यास झालेला नाही.

याचा शास्त्रशुद्ध अभ्यास खेळणार्‍याने कुठल्या मार्गाची निवड केली, किती वेळ तो खेळात गुंतून पडला, खेळून झाल्यावर त्याचा वर्तणुकीत किती परिणाम झाला वगैरे बाबींचे विश्लेषण खेळणार्‍याच्या वर्तनाचा अंदाज करुन देते आणि त्यानुसार जे सुचवायचे आहे त्याकडे त्याचे लक्ष वेधण्याकरता त्यात योग्य असे बदल करता येतात. याचे आजमितीस एक मोठेच शास्त्र झाले आहे. या संशोधनादरम्यान संशोधकांनी 'फूया!' नावाच्या खेळाची निवड केली. हा खेळ मुलांना कुठले अन्न योग्य आहे ते सुचवतो. या खेळात उत्तम आरोग्यासाठी कसे खावे याची जाण निर्माण करण्याचा प्रयत्न केला आहे. उदा. अन्न खाल्ल्यावर एखाद्याचे शरीर कसे दिसेल, खाणारा चपळ होईल की नाही असे संकेत आहेत तर शेवटी प्रत्येक पातळीवर आहारात पोषक द्रव्य किती याचा तक्ता सादर केला आहे. खेळामध्ये याकडे मुलाचे योग्य आहाराकडे लक्ष कसे जाईल आणि तो त्याची नोंद करेल यावर भर दिला आहे. या खेळादरम्यान प्राथमिक बाबी खेळातच अंतर्भूत केल्या आहेत ज्या खेळणार्‍याला तयार उत्तरे न देता विचार करायला लावतात, धोरण ठरवायला लावतात. मग या दरम्यान त्याच्यातला 'अवतार' आरोग्यदायी नसलेल्या अन्नातील शत्रूंशी लढून काही नाणी जिंकू शकतो. या अभ्यासादरम्यान (१) मुलाने कुठल्या अन्नाची निवड करावी हे त्याला कितपत कळले, (२) मुलांच्या खेळ खेळण्याच्या विविध पद्धतींचे आकलन केले गेले, आणि (३) खेळून झाल्यावर त्याच्या खाण्याच्या सवयींमध्ये किती फरक पडला हे जाणून घेण्याचा प्रयत्न केला गेला. हे जाणून घेण्यासाठी अर्थातच मुलांची दोन गटात विभागणी केली गेली. एका गटाला 'फूया!' खेळायला दिले तर दुसर्‍या गटाला साधा 'उनो' सारखा खेळ दिला.

छायाचित्र:‌ भारतीय शाळेत खेळात मग्न असलेले विद्यार्थी

सुरुवातीला यात भाग घेणार्‍या विद्यार्थ्यांना एक प्रश्नावली सादर केली गेली; ज्यात वय, लिंग, गेल्या आठवड्यात काय खाल्ले, काय खायला आवडते, व्हिडिओ गेम्स खेळायला आवडते का, किती खेळता वगैरे प्राथमिक बाबींची माहिती गोळा केली. मग त्यांच्या एका गटाला २० मिनिटासाठी 'फूया!' खेळायला दिला तर दुसर्‍या गटाला 'उनो' - ज्याचा खाण्यापिण्याबाबत माहिती देण्याचा कसलाही संबंध नव्हता. यानंतर या मुलांना सकस आणि अनारोग्यदायी खाद्यपदार्थांच्या ३ जोड्या दाखवल्या गेल्या. पहिल्या जोडीत साधे पाणी आणि कार्बोनेटेड सॉफ्ट ड्रिंक, दुसर्‍यात चविष्ट खाऊ (काजू आणि लेज बटाटा चिप्स), आणि गोड खाऊ (मनुका आणि ५-स्टार चॉकलेट बार). यातले २ पदार्थ त्याच्यासाठी निवडण्यास सांगितले. या वयाच्या मुलांमध्ये या पदार्थांचे आकर्षण असते. त्यांच्या निवडीच्या माहितीची नोंद केली. माहितीची नोंद करणार्‍यांपासून ते मूल कुठल्या गटातले आहे हे लपवून ठेवले होते. यानंतर त्यांना पुन्हा एकदा प्रश्नावली दिली ज्यात त्यांच्या पोषणविषयक ज्ञानाबाबत माहिती विचारली गेली. एका आठवड्यानंतर या गटांना पुन्हा २० मिनिटांसाठी खेळ खेळायला दिला. त्यांना ज्या ठिकाणी गेल्या आठवड्यात थांबावं लागलं त्या ठिकाणापासून पुढे खेळण्याची संधी दिली. आणि प्रश्नावलीतून त्यांच्या पोषणविषयक ज्ञानाबाबत माहिती गोळा केली. एकूण ३ पद्धतीने माहिती गोळा केली गेली - प्रश्नावलीतून, मुलांच्या पदार्थ निवडीतून आणि त्यांनी खेळताना एकूण सुमारे ६५००० वेळा निवडलेल्या कृतितून / क्लिक्स मधून.

या माहितीतून उद्दिष्टांची छाननी केली गेली. पहिल्या उद्दिष्टासाठी खायच्या पदार्थांमधून दोन्ही गटातील मुलांनी केलेली निवड, प्रश्नावलीतून कोणते पदार्थ सकस आहेत याची त्यांना कितपत जाण आली आहे हे तपासले गेले. दुसर्‍या उद्दिष्टाच्या छाननीसाठी मुलांनी खेळताना केलेल्या कृति तपासल्या गेल्या. त्यातून त्यांच्या खेळण्याचे प्रारुप तपासता आले. खेळात त्यांना ५ पर्याय दिले होते - (१) खेळातला 'अवतार' सकस आणि चांगल्या अन्नाची निवड करत निकृष्ट अन्नाच्या रोबोंपासून स्वतःला जपतो, (२) निकृष्ट अन्नाच्या रोबोंना मारुन टाकतो, (३) निकृष्ट अन्नाच्या 'अम्मो'ला मारुन टाकतो (४) रोबोला निकृष्ट अन्नाकडून मारुन टाकतो (५) रोबो निकृष्ट अन्नाचा मारा अवतारावर करतो. तिसरे उद्दिष्ट, खेळणारा विद्यार्थी पदार्थांच्या निवडीत कितपत स्वारस्य दाखवतो याची तपासणी करण्याचा होता.

संशोधकांनी प्रयोगानंतर दोन गटांची तुलना केली आणि त्यांना असे दिसून आले की हा खेळ खेळल्यावर मुलांच्या सकस पदार्थांबाबतच्या आकलनात चांगलाच फरक दिसून येतो. खेळ खेळल्यानंतर त्यांना कुठले पदार्थ सुदृढ बनवतात ते त्यांच्या लक्षात आले आणि त्याचा परिणाम त्यांनी चांगले पदार्थ निवडण्यात झाल्याचे दिसून आले. अर्थात दोन सत्रांमध्ये खेळल्यानंतर, तसेच खेळाच्या विविध पायर्‍या खेळून झाल्यावरही या आकलनात विशेष फरक पडला नसल्याचेही आढळून आल्याचे ते नमूद करतात. कदाचित एकूण खेळाचा वेळ केवळ ४० मिनिटांचाच असल्याने असे झाले असावे असे मत ते व्यक्त करतात. दुसर्‍या उद्दिष्टांची चाचणी करताना विद्यार्थ्यांच्या खेळण्याच्या पद्धतीत फार मोठा फरक असल्याचे जाणवले. काही विद्यार्थी खेळाच्या केवळ २ पातळ्याच पार करु शकले तर काही २३! तसेच त्यांनी खेळताना विविध पर्याय निवडले. त्यात कुठलाही एक आकृतीबंध होता असे दिसून आले नाही. काहींच्या खेळात अनपेक्षितपणे रोबो निकृष्ट अन्नाचा मारा अवतारावर करतानाही आढळून आला, तर अनेकांना पुढे कुठला पर्याय निवडावा याचे आकलन झाले नाही. तिसर्‍या उद्दिष्टाचा अभ्यास केला तेव्हा हा खेळ खेळणार्‍या मुलांना अप्रत्यक्षपणे कुठले पदार्थ सकस आणि कुठले निकस याचे उत्तम शिक्षण मिळाले आणि त्याचा परिणाम त्यांच्या पदार्थ निवडीच्या सवयीवर झाला. हा अभ्यास भारतीय शाळांमधूनही केला गेला.

विविध औषधांच्या गोळ्या देऊन मुलांचे आरोग्य सुधारण्याऐवजी पुढे चालून त्यांच्या जीवनपद्धतीत अप्रत्यक्षरित्या, खेळातून मुलांना असे शिक्षण दिले गेले तर ते जास्त परिणामकारक ठरु शकते आणि हाच पर्याय भविष्यात वापरला जाईल असा संशोधकांना विश्वास वाटतो. या पर्यायाला ते 'डिजीटल व्हॅक्सिन' म्हणजे संगणकीय लसीतून त्यांचे आरोग्य सुधारता येणे शक्य असल्याचे म्हणतात.

संदर्भ: Kato-Lin, et al. Impact of pediatric mobile gameplay on healthy eating behavior. JMIR mHealth and uHealth. 8(11); 2020; e15717. https://doi.org/10.2196/15717

-----------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या १९ ऑक्टोबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

गुरुवार, १३ ऑक्टोबर, २०२२

असंसर्गजन्य विकारांतून पडणारा आर्थिक बोजा / Burden of Non-communicable Diseases

रोग आणि विकार हे शब्द सहसा एकमेकाला पूरक असे वापरले जातात, पण त्याला विशिष्ट अर्थ आहे. म्हणजे असे की बाह्य किंवा अंतर्गत घटकांना शरीराने दिलेल्या प्रतिसादाला रोग म्हणतात. यातले बरेचसे संसर्गजन्य असतात. पण इतरांपासून अथवा वातावरणाचा परिणाम न होताही शरीरात अशा काही व्याधी निर्माण होतात त्यांना 'विकार' असे म्हटले जाते. शरीराच्या सर्वसाधारण कार्यांमध्ये व्यत्यय आला की तो विकार समजला जातो. हे असंसर्गजन्य असतात. काही प्रमाणात जीवनशैलीतील बदल, खाण्यापिण्याच्या चुकीच्या सवयी, तंबाखूचे सेवन, मद्यपानात वाढ आणि वाढते शहरीकरण यामुळे भारतात असंसर्गजन्य विकारांनी ग्रस्त अशा रोग्यांची संख्या वाढत असल्याचे एक निरीक्षण सांगते. अशा विकारांमुळे आलेले आजारपण दीर्घकाळ टिकते आणि त्यावरील उपचारांसाठी कौटुंबिक खर्चात भरीव वाढ होते आणि रुग्णांची काळजी घेण्यासाठी तांत्रिकदृष्ट्या प्रगत उपकरणे खरेदी करण्यासाठी तसेच सेवा देण्याची सज्जता ठेवण्याचा भार आरोग्य सेवेवर पडतो. हे विकार शारीरिक, मानसिक किंवा अनुवांशिक कारणांमुळेही असू शकतात. जगभर या विकारांनी ग्रस्त होणार्‍या रुग्णांची संख्या वाढत असल्याचे दिसते. भारतात या विकारांमुळे हॉस्पिटलमध्ये भरती करायला लागणार्‍या रुग्णांचे प्रमाणही २९ टक्क्यांवरुन (२००४ साली) ३८ टक्क्यांपर्यंत (२०१४ साली) पोहोचले. यामुळे सार्वजनिक आरोग्य सुविधांवर ताण तर येतोच पण महत्त्वाचे म्हणजे असे विकार झालेल्या कुटुंबांच्या उत्पन्नातला मोठा भाग याच्या निवारणासाठी खर्च करावा लागतो. भारतीय आयुर्विज्ञान संशोधन परिषदेच्या संशोधकांनी २०१७-१८ साली झालेल्या राष्ट्रीय नमुना सर्वेक्षणातून गोळा केलेल्या माहितीतील २२ राज्यांतील विकारांनी ग्रस्त असलेल्यांचे राज्यनिहाय विश्लेषण करुन एक लेख काही महिन्यांपूर्वी प्रसिद्ध केला तो चिंतनीय आहे. या सर्वेक्षणादरम्यान एकूण १ लाख १४ हजार परिवारांतल्या ५ लाख ५५ हजार व्यक्तींची माहिती गोळा केली गेली. त्यात २४ हजार परिवारांमधून २८ हजार जणांना हॉस्पिटलमध्ये भरती व्हावे लागलेल्यांच्या माहितीचा वापर केला. त्यांना झालेल्या विकारांमध्ये कर्करोग, रक्तदाब-हृदयविकार, पक्षाघात (लकवा), मधुमेह, श्वसन विकार, स्नायू आणि अस्थि विकार, अपस्मार, मनोविकृति, जननमूत्र संस्थेचे विकार, दृष्टी आणि इतर इंद्रिय विकार अशा १० विकारांचे प्राबल्य होते.

सामाजिक स्तरावर याचे मोजमाप करायला जी एकके केली आहेत त्यातले एक म्हणजे आजारपणामुळे आयुष्याची गमावलेली वर्षे (इयर्स ऑफ लाईफ लॉस्ट - वायएलएल). या अकाली मृत्यूच्या मोजमापात विकारांमुळे एकूण मृत्यू पावलेल्यांची संख्या आणि त्यांचे वय या दोन्ही बाबी विचारात घेतल्या जातात. तर एखादी व्यक्ती अशा विकारामुळे येणार्‍या परावलंबनात किती काळ जगली (ईयर्स लिव्हड विथ डिसॅबिलिटी - वायएलडी) हे मोजण्याचे आणखी एक एकक. या दोन्हींची बेरीज म्हणजे परावलंबनामुळे वाया गेलेला काळ (डिसॅबिलिटी-अ‍ॅडजेस्टेड लाईफ ईयर्स - डीएएलवाय) आजारपण, अपंगत्व किंवा अकाली मृत्यूमुळे गमावलेल्या वर्षांची संख्या यातून व्यक्त केला जातो.

२०१७ साली भारतात अशा विकारांनी ग्रस्त होऊन सुमारे ४७ लाख लोकांचा मृत्यू तर झालाच पण परावलंबनामुळे आणि मृत्यूंमुळे एकूण २ कोटी २६ लाख वर्षं वाया गेली. वर्षं वाया जाणार्‍यांत पुरुषांचे प्रमाण स्त्रियांपेक्षा जास्त होते तर स्त्रिया पुरुषांपेक्षा अधिक काळ परावलंबनात जगल्या. श्वसन विकाराचा अपवाद केला तर स्त्रियांचा क्रमांक इतर सगळ्या विकारांत पुरुषांपेक्षा आघाडीवर होता. कर्करोगात तर त्यांचे प्रमाण पुरुषांपेक्षा १२ पटीने अधिक होते. यात हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधीचे, जुनाट श्वसन रोग, कर्करोग आणि पक्षाघात ही प्रमुख कारणे होती आणि यापैकी ६५% मृत्यू ७० वर्षे वयाखालील लोकांचे आहेत. राज्यनिहाय विभागणी केली तेव्हा सर्वाधिक हृदय व रक्तवाहिन्यांसंबंधीचे विकार पंजाब आणि त्या खालोखाल कर्नाटकामध्ये आढळून आले. कर्करोगाने ग्रस्त व्यक्ती सर्वाधिक केरळात आणि त्यानंतर कर्नाटक, उत्तर प्रदेश आणि पश्चिम बंगालमध्ये आढळून आल्या.

सर्वेक्षणातून असे दिसून येते की या विकारांसाठी ५०-७०% व्यक्ती उपचारांकरता खाजगी आरोग्य सुविधांकडे धाव घेतात. विशेषतः महाराष्ट्र, आंध्र प्रदेश, कर्नाटक, तेलंगणा, गुजरात आणि पंजाबातल्या ७०-८०% रोग्यांनी खाजगी आरोग्य सुविधांचा आसरा घेतला. पूर्वोत्तर राज्यांमध्ये मात्र, विशेषतः अरुणाचल प्रदेशात, सार्वजनिक आरोग्य सुविधांचा वापर करण्याकडे कल दिसून आला (आकृती).

आकृती: राज्यनिहाय आरोग्य सुविधांचा वापर: AN = अंदमान आणि निकोबार द्विप, AP = आंध्र प्रदेश, AR = अरुणाचल प्रदेश, AS = आसाम, BR= बिहार, CN= चंदीगड, CG= छत्तीसगड, DA = दादरा नगर हवेली, DD = दमण आणि दीव, GO = गोवा, GJ = गुजरात, HR= हरयाणा, HP= हिमाचल प्रदेश, JK = जम्मू आणि काश्मीर, JH = झारखंड, KT= कर्नाटक, KL= केरळ, LD = लक्षद्विप, MP = मध्य प्रदेश, MH = महाराष्ट्र, MN = मणिपूर, MH = मेघालय, MZ = मिझोराम, NL= नागालँड, DL = दिल्ली, PN= पुदुच्चेरी, PB= पंजाब, RJ = राजस्तान, SK= सिक्कीम, TN = तामिळ नाडू, TG = तेलंगण, TP = त्रिपुरा, UP= उत्तर प्रदेश, UK= उत्तराखंड, WB= पश्चिम बंगाल, OD= ओडिशा

हे विकार सामान्यांच्या खिशाला मोठेच छिद्र पाडतात. यावर होणारा खर्च जर त्या कुटुंबाच्या वार्षिक उत्पन्नापैकी १० टक्क्यांपेक्षा अधिक खर्च या विकारांच्या निवारणाकरता होत असेल तर तो त्यांच्यासाठी 'आपत्तीजनक' च / न पेलवणारा समजला जातो. या खर्चात थेट वैद्यकीय खर्च (हॉस्पिटलचे शुल्क, औषधे, डॉक्टरांची फी इत्यादी) आणि अनुषंगिक वैद्यकीय खर्च (हॉस्पिटलमध्ये जाण्या-येण्याकरता केलेली वाहन सेवा, रुग्णाबरोबर सोबत करणार्‍यावर केलेला खर्च इत्यादी) याचा अंतर्भाव होतो. आरोग्य विमा उतरवलेला असेल तर त्यातून मिळणारा परतावा एकूण खर्चातून वजा केला जातो. या अभ्यासादरम्यान असे दिसून आले की भारतात खाजगी आरोग्य सुविधांवर होणारा खर्च हा सार्वजनिक आरोग्य सुविधा वापरणार्‍यांच्या खर्चापेक्षा सुमारे पाच पट अधिक आहे (तक्ता). कर्करोगावर होणारा खर्च हा सर्वाधिक आहे. त्याखालोखाल अनुक्रमे श्वसन विकार, जननमूत्र संस्थेचे विकार, दृष्टी दोष, स्नायू आणि अस्थि विकारांचा क्रमांक लागतो. सुमारे ७५% परिवारांना, विशेषतः पूर्वेकडील आणि उत्तरेकडील राज्यांमध्ये, हा भार पेलवण्यापलिकडचा होता. त्यातल्या त्यात कर्नाटक, आंध्र आणि गुजरातेत परिस्थिती बरी होती. पश्चिम बंगाल, ओडिशा आणि पूर्वोत्तर राज्यांमध्ये पक्षाघाताने ग्रस्त असलेले रुग्ण सर्वाधिक आढळून आले. पण पंजाब सोडला तर इतर राज्यांमध्ये पक्षाघाताने होणार्‍या विकारावरील खर्चाचा भार सुसह्य असल्याचे आढळले.

तक्ता: विकारानुसार सार्वजनिक आणि खाजगी आरोग्य सेवेवर होणारा खर्च

संशोधकांनी कुठल्या विकारामुळे आयुष्याची सर्वाधिक वर्षे गमावली जातात आणि वाया गेलेल्या काळाचाही अभ्यास केला. रक्तदाब-हृदयविकारामुळे सर्वाधिक वर्षंं भारतात गमावल्याचे आढळून आले. कर्करोगामुळे होणार्‍या मृत्यूंचा क्रमांक हृदयरोगामुळे होणार्‍या मृत्यूंनंतर लागतो पण त्यावर सर्वाधिक खर्च होतो. स्नायू आणि अस्थि विकारांच्या वैद्यकीय उपचारांना होणार्‍या खर्चावर विमा कंपन्यांना सर्वाधिक परतावा द्यावा लागत असल्याचे त्यांचे निरीक्षण आहे.

हा अभ्यास भारतीयांच्या सामाजिक परिस्थितीवर झगझगीत प्रकाश पाडतो. तसेच यातून विविध राज्यांमध्ये असलेल्या सार्वजनिक आरोग्य सेवा सुविधांच्या उपलब्धतेचे दर्शनही काही प्रमाणात घडते. या विकारांमुळे आरोग्य सुविधांवर होणारा खर्च अनेकांना न परवडणारा असल्याचे दिग्दर्शनही त्यातून होते. भारतात आरोग्य सुविधांवर होणारी शासकीय गुंतवणूक सकल देशांतर्गत उत्पादनाच्या केवळ १% आहे. इतर देशांशी तुलना (अमेरिका ८.६%, ब्राझिल ४%, चीन २.९%) केली तर ती अतिशय तोकडी वाटते. यामुळे भारतात खाजगी आरोग्य सुविधांनी पाय पसरल्याचे दिसून येते पण त्यामुळे नागरिकांच्या खिशाला फार मोठा भार सहन करावा लागतो. अशा विकारांवर उपाय करणे एवढेच देशाचे ध्येय नसावे तर विकारांचे प्रमाण अल्प असावे या दृष्टीने प्रयत्न करणे गरजेचे असल्याचे दिसून येते. या विकारांचे त्यांच्या सुरुवातीच्या काळातच निदान करता आले तर यावर होणार्‍या खर्चाला आळा बसू शकतो त्याकरता यासंबंधी जागरुकता वाढवण्यावर भर देणे गरजेचे आहे. मोबाईल फोन्सवर मधुमेह, तंबाखू सेवन मुक्ती, तणाव मुक्तीसाठी अनेक अ‍ॅप्स उपलब्ध आहेत त्याचा वापर करायला नागरिकांना उद्युक्त करायला हवे. सार्वजनिक आरोग्य केंद्रांच्या सुविधा आणि विमा योजनांचा प्रसार आयुष्मान भारत योजनेखाली मोठ्या प्रमाणात झाला तर त्याचाही काही प्रमाणात उपयोग होऊ शकतो असे संशोधक म्हणतात.

संदर्भ: Menon, G.R., et al. Burden of non-communicable diseases and its associated economic costs in India. Social Sciences & Humanities Open. 5(1); 2022; Article ID 100256. https://doi.org/10.1016/j.ssaho.2022.100256

-----------------------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या १२ ऑक्टोबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

शुक्रवार, ७ ऑक्टोबर, २०२२

'एमआरआय' मध्ये आत्मनिर्भरता / Self-reliance in making MRI

कुठल्याही कारणाने शरीराच्या आतल्या भागांना दुखापत झाली तर आजकाल डॉक्टर्स प्रथम एक्स-रे काढायला सांगतात. क्ष-किरणांचा वापर करुन आपल्या शरीरातील हाडांच्या ठेवणीचे छायाचित्र काढता येते ज्यामुळे दुखापतीचे निदान करणे सोपे जाते. एक्स-रे चा शोध १८९५ साली लागला आणि वैद्यकीय क्षेत्रात मोठीच क्रांती झाली. त्यामुळे अस्थिभंग (हाड तुटणे), हाड त्याच्या जागेवरुन सरकणे, त्याच्या रचनेत बदल होणे या बाबींना समजणे सोपे गेले आणि त्यावर उपचार करायला डॉक्टरांना एक निश्चित दिशा मिळाली. यानंतर सुमारे पंचाहत्तर वर्षांनी आणखी एक उपकरण वैद्यकीय निदानासाठी उपलब्ध झाले त्याला 'सीटी-स्कॅन' या नावाने ओळखले जाते. या उपकरणात संगणक नियंत्रित किरणांचाच वापर करुन शरीराच्या अंतर्भागाचे चित्रण लंबच्छेदाने केले जाते (म्हणून याला काँप्यूटराइझड टोमोग्राफी - लघुरुपात 'सीटी' म्हणतात, टोमोग्राफी - माध्यम भेदून आतले चित्रण). या उपकरणाने काढलेले छायाचित्र शरीराच्या सर्व बाजूंनी (३६० अंश कोनातून) घेतले जाते आणि त्यामुळे अधिक बारकाईने हाडांचे निरीक्षण करता येते. या चित्रणात रक्ताच्या गुठळ्या किंवा इतर अवयवांना झालेली इजाही काही प्रमाणात दिसू शकते. यानंतर लगेचच, म्हणजे १९७७ साली, आणखी एका उपकरणाचा शोध लागला, लघुरुपात त्याचे नाव 'एमआरआय' (मॅग्नेटीक रेझोनन्स इमेजींग). यामध्ये क्ष-किरणांऐवजी चुंबकीय अनुकंपनाचा वापर करुन शरीरातील अवयवांचे चित्रण करण्यात येते. चुंबकीय अनुकंपनातून निघालेल्या लहरी शरीरातील प्रोटॉन्सवर आदळतात आणि त्यांचे अतिशय तपशीलवार चित्रण करतात. या चित्रणामध्ये उती, नसा, रक्तवाहिन्याही दिसू शकतात. कुर्चांची (कार्टिलेज) झीज, जोडांमध्ये आलेली सूज, दाबलेल्या नसा, फाटलेले किंवा वेगळे झालेले अस्थिबंध (लिगामेंट्स) आणि स्नायूबंध (टेंडॉन्स), शरीराच्या कण्यातील दोष बारकाव्यांसहित या चित्रणातून नजरेस येतात. एमआरआयची दोन यंत्रे सध्या अस्तित्वात आहेत, एक दीड टेस्ला तर दुसरे तीन टेस्ला शक्तीचे. चुंबकीय शक्ती मोजायला 'टेस्ला' या एककाचा वापर केला जातो. एक टेस्ला पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील सरासरी गुरुत्वाकर्षणापेक्षा अंदाजे ३०,००० पटीने अधिक असते. म्हणजे एमआरआयमध्ये किती मोठ्या प्रमाणात चुंबकीय शक्ती वापरली जाते याची कल्पना यावी. तरीही ३ टेस्ला शक्तीचे एमआरआय १.५ टेस्ला पेक्षा अधिक बारकाव्याने चित्रण करते म्हणून ते चांगले असेच म्हणता येणार नाही. कारण एखाद्या व्यक्तीच्या शरीरात हाडाला जोडणार्‍या धातूच्या प्लेट्स, स्क्रू, हृदयाचे ठोके व्यवस्थित पडावेत म्हणून बसवलेला पेसमेकर, कृत्रिम गुडघे, अशी बाह्य आरोपणे बसवलेली असतील तर या अधिक मात्रेने देण्यात येणार्‍या चुंबकीय अनुकंपनाचा विपरित परिणाम त्या आरोपणांवर होऊ शकतो शिवाय ते समग्र चित्रणाला अडथळाही निर्माण करते. म्हणून सर्वसाधारणपणे १.५ टेस्ला शक्तीचे एमआरआय वापरात आहेत.

छायाचित्र स्रोतः https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/24/MRI_1.5_Tesla.jpg

एमआरआय यंत्रामधले चुंबक हा त्याचा महत्वाचा भाग. भारतात एमआरआयला लागणार्‍या अतिसंवाहक (सुपरकंडक्टिंग) चुंबकांची आयात करावी लागते. या आयातीवर सुमारे १८०० कोटी रुपये दरवर्षी खर्च होतो. या किमतीमुळे एमआरआय उपकरणांची संख्या भारतात मर्यादित आहे. विकसित देशात दहा लाख लोकसंख्येमागे सुमारे ३० उपकरणे उपलब्ध आहेत तर भारतात दोन उपकरणेही नाहीत अशी परिस्थिती आहे. यांची संख्या वाढवायची असेल तर 'आत्मनिर्भर'तेला पर्याय नाही. यादृष्टीने गेली काही वर्षे यावर अनेक संस्थांच्या सहभागाने संशोधन चालले होते आणि त्याला आता यश येत असल्याची चिन्हे दिसत आहेत त्याचा हा आढावा. या संशोधनात दिल्लीतले अंतर-विद्यापीठीय त्वरक (अ‍ॅक्सलरेटर) केंद्र, मु़ंबईची प्रायोगिक सूक्ष्मतरंग इलेक्ट्रॉनिक अभियांत्रिकी आणि संशोधन संस्था (समीर), कोलकाता आणि थिरुवनंतपूरम येथील प्रगत संगणन विकास केंद्राच्या (सी-डॅक) शाखा, बंगळूरुतील ज्ञानदा सागर संस्थेचा प्रामुख्याने सहभाग आहे. यातील दिल्लीतल्या अंतर-विद्यापीठीय त्वरक (अ‍ॅक्सलरेटर) केंद्रावर एमआरआयला लागणारे चुंबक बनवण्याची जबाबदारी सोपवली गेली होती ती त्यांनी नुकतीच पार पाडली आहे.

त्यांनी द्रवरुपातील हेलियम वापरुन १.५ टेस्ला क्षमतेचे अतिसंवाहक चुंबक तयार केले. चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करताना त्या परिसरात प्रचंड उष्णता निर्माण होते त्याचा परिणाम रुग्णावर होऊ नये म्हणून खूप कमी तापमान राखण्याची सोयही त्यात करण्यात त्यांना यश आले आहे. यात विद्युतचुंबकीय, विद्युत, औष्णिक, संरचनात्मक, निम्नताप अभियांत्रिकी ज्ञानाचा कस लागला आहे. या चुंबकात ४.२ केल्वीन पर्यंत तापमान राखले जाईल यासाठी तांबे, निओबियम-टिटॅनियम धातूंच्या मिश्रणातून बनवलेल्या आठ अतिसंवाहक वेटोळ्यांचा (कॉइल्स) वापर केला आहे. रुग्णाला झोपवायला सुमारे ६५ सें.मी. व्यासाची नळी, ज्याला बोअर म्हणतात, आहे तर एकूण नळीचा व्यास ९० सें.मी. एवढा आहे. या सुमारे ५ फूट लांबीच्या नळीभोवतीचा भाग चुंबकीय क्षेत्राखाली येतो ज्यायोगे रुग्णाच्या शरीराच्या कुठल्याही भागाचे चित्रण करता येणे शक्य होते. ६५ ते ९० सें.मी. दरम्यानच्या भागात तापमान नियंत्रित केले जाते.

वस्तुतः असे चुंबक तयार करण्याच्या तंत्रज्ञानाचे मालकी हक्क बोटावर मोजता येतील इतक्याच परदेशी उत्पादकांकडे आहेत त्यामुळे त्यांच्या किमती आवाक्याबाहेर पोहोचल्या आहेत. या संशोधनामुळे आता याचे देशी उत्पादन घेऊन त्या स्वस्तात उपलब्ध करुन देण्याची सोय होणार आहे आणि त्यामुळे आरोग्यसेवा सामान्यांच्या आटोक्यात येतील. काही वर्षांपूर्वी मोजक्या देशांची मक्तेदारी मोडून भारताने क्रायोजेनिक इंजिन बनवणार्‍या देशांच्या पंगतीत आपले स्थान निश्चित केले तेव्हा जगातील संशोधक अचंबित झाले होते. त्याच प्रकारे हे संशोधनही तितकेच महत्त्वाचे गणले जाते. याचे व्यावसायिक उत्पादन भारताला परदेशी चलनही मिळवून देईल असा संशोधकांना विश्वास वाटतो. या चुंबकावर अखेरचा हात फिरवून सगळ्या चाचण्या पूर्ण केल्यावर ते समीर, मुंबईच्या संशोधकांकडे एमआरआय च्या इतर भागांशी जोडून कार्यान्वित करण्यासाठी सोपवले जाईल. हा प्रकल्प २०२३ मध्ये पूर्ण व्हावा अशी अपेक्षा आहे.

संदर्भः (पहिल्या संदर्भाखाली या संशोधनानिमित्त प्रकाशित झालेल्या अनेक लेखांची यादी दिलेली आहे).

Development of a 1.5 T Actively-shielded Superconducting MRI Magnet System ( MeitY-funded IMRI project) https://www.iuac.res.in/imri
Uttar Pradesh: India's 1st indigenous MRI machine is here..thanks to Allahabad University professor and team. http://timesofindia.indiatimes.com/articleshow/94080675.cms?utm_source=contentofinterest&utm_medium=text&utm_campaign=cppst

------------------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या ५ ऑक्टोबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

बुधवार, २८ सप्टेंबर, २०२२

सौरऊर्जा प्रकल्पांमुळे अन्न सुरक्षा आणि जैवविविधतेला धोका? / Threat to Food Security and Biodiversity from Solar Energy Projects

भारताच्या हवामान बदलावरील राष्ट्रीय कृती आराखड्यात सौर ऊर्जा निर्मितीला अग्रस्थान दिले गेले आहे. राज्यांच्या सक्रिय सहभागासह भारत सरकारने जानेवारी २०१० मध्ये राष्ट्रीय सौर ऊर्जा मोहीमेची सुरुवात केली. जागोजागी सौर ऊर्जा संयंत्रे बसवून २०२२ पर्यंत १०० आणि २०३० पर्यंत ३०० गीगावॅट्स सौर ऊर्जा मिळवण्याचे उद्दिष्ट आहे. आता २०२२ च्या अखेरच्या टप्प्यात आपण असताना उद्दिष्टांच्या केवळ ४० टक्के काम पूर्ण झाल्याचे आढळते (आकृती १).

आकृती १: सौर उर्जा ३१ मार्च २०२१ ची स्थिती
स्रोत: https://mnre.gov.in/solar/current-status/

पण झाले तेही नसे थोडके म्हणावे लागेल. कारण गेल्या पाच वर्षांत सौरऊर्जेची स्थापित क्षमता पाचपटीने वाढली आहे. सुरुवात सावकाश झाली तरी उद्दिष्ट गाठण्यासाठी यापुढे वेग घेता येऊ शकतो. आतापावेतो सौर ऊर्जा मिळवण्याचे जे काम झाले आहे त्यापैकी दोन तृतियांशाहून अधिक ऊर्जा ही फोटोव्होल्टिक पद्धतीने मिळवलेली आहे. म्हणजे जमिनीवर मोठ्या आकाराच्या पसरलेल्या पत्र्यांवर 'प्रकाश घट' (सेल्स) बसवून त्यांद्वारे सूर्यप्रकाशाचे विद्युत ऊर्जेत रुपांतर करायचे. अनेक पत्रे एकत्र पसरायला लांब-रुंद भूभाग लागतो. त्यामुळे त्यांच्या समुच्चयाला 'सौर शेत'च म्हणले जाते. हे पत्रे ओसाड जमिनींवर बसवून त्यातून ऊर्जा मिळवण्याचे धोरण आहे. पण जर हे पत्रे लावण्याकरता शेतजमिनींचा, कुरणांचा किंवा वन्यजीव आणि नैसर्गिक अधिवास असलेल्या परिसंस्थेचा वापर केला तर लक्षणीय प्रमाणात विपरीत परिणामच होण्याची शक्यता. कारण त्यातून अन्न तुटवडा निर्माण होणे, जैवविविधतेत घट, वातावरणातील कार्बनच्या शोषणाचा पर्याय कमी होणे आणि परिणामी ज्या हवामान बदलाला तोंड देण्यासाठी हे प्रयत्न चालू आहेत त्यालाच शह बसू शकतो. शिवाय अशा प्रकारे केलेल्या सौर ऊर्जा विकासामुळे होणारे भू-वापरातील बदल (उदा. जैवविविधता-समृद्ध अधिवास, स्थानिक शेती आणि कुरणांवर अवलंबून असलेल्या समुदायांसाठी महत्त्वाची ठिकाणे) सामाजिक-पर्यावरणीय संघर्षांना जन्म देण्याचे कारण ठरु शकते आणि शेवटी या चांगल्या हेतूला खीळ बसून उद्दिष्ट गाठणे अवघड होऊ शकते. आतापर्यंत झालेल्या कामांसाठी कुठल्या प्रकारचा भूभाग वापरला आहे याची नेमकी माहिती उपलब्ध नाहीये. अशी माहिती गोळा करायला मनुष्यबळाचा वापर करीत जेथे सौर शेतं उभी आहेत तेथे भेट देऊन, त्याची मोजमापं काढून हे करणे हा सरधोपट मार्ग झाला. पण भारतभर पसरलेल्या सौरशेतांचे सर्वेक्षणाचे कार्य करायला लागणारा वेळ, श्रम आणि वित्ताचा विचार करता हा पर्याय अव्यवहार्यच ठरतो. इतर पर्यायांचा धांडोळा घेत 'द नेचर ऑफ कंझर्वन्सी' या संस्थेच्या दिल्लीस्थित शाखेतील संशोधकांनी भारतातील सौर ऊर्जाशेतांची माहिती मिळवायला मग कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर करता येणे शक्य होईल का याचा विचार केला. त्यांना त्यात यश तर आलेच पण 'साइंटिफिक डेटा' या संशोधन नियतकालिकात त्यांच्या सर्वेक्षणामधून प्रसिद्ध झालेले निष्कर्ष महत्वाचे आहेत त्याचा हा आढावा.

आकृती २: उपग्रह नकाशांचे
अर्थबोधन. स्रोतः संदर्भ

त्यांचे संशोधन दोन भागात विभागता येईल. याकरता त्यांनी उपलब्ध असलेल्या उपग्रहांद्वारे नकाशे मिळवले आणि त्यात आढळून येणार्‍या चित्रांतून सौरशेतांना नेमके जाणण्यासाठी कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर करीत अशी माहिती गोळा करता येण्याची शक्यता पडताळली. अशी ठिकाणे आणि त्यांच्या व्याप्तीची खात्री इतर मार्गांनी मिळवल्यानंतर या नकाशांना मग त्यांनी राष्ट्रीय सुदूर संवेदन केंद्राकडे (एनआरएससी) उपलब्ध असलेल्या पाच वर्षांपूर्वीच्या नकाशांवर अध्यारोपित केले. यामुळे गेल्या पाच वर्षात ज्या ठिकाणी अशी सौरशेतं उभी राहिली आहेत त्या जमिनींचा वापर पूर्वी कशा प्रकारे होत होता हे लक्षात यायला मदत झाली आहे (आकृती २).

उपग्रहांद्वारे मिळालेल्या नकाशांमधून कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर करीत त्यांनी अखेरीस १३६३ सौर शेतांची इतर मार्गांनी तपासून सिद्ध केलेली माहिती एकत्र केली. मोठ्या भूभागाची माहिती एकत्र करताना नेहमीच बहुभुजांचा (पॉलिगॉन - जमिनीच्या लहान तुकड्यांचा) वापर केला जातो. अशा अनेक तुकड्यांना एकत्र करीत प्रत्येक सौर शेताला एक क्रमांक दिला. मग त्या सौरशेताचा एकूण आकार, रेखांश-अक्षांशांचा वापर करीत ते कसे पसरले आहे याची माहिती आणि कुठल्या राज्यात ते आहे हे ही नमूद केले. या माहितीव्यतिरिक्त अनेक ठिकाणच्या सौरशेतांची ओळख पटली असली तरी ती वैध आहेत की नाही याची खात्री न करता आल्यामुळे त्या माहितीला निष्कर्षांमधून वगळले.

खात्रीच्या सौरशेतांची माहिती गोळा केल्यानंतर त्याचा ताळा एनआरएससीच्या नकाशांशी केला गेला. त्याचे निष्कर्ष असे: ७४% पेक्षा अधिक सौर शेतांची उभारणी अशा भूभागांवर झालेली आहे की, ज्यामुळे भविष्यात जैवविविधतेसंबंधी आणि अन्न सुरक्षेसंबंधी कलह निर्माण होण्याची शक्यता आहे. याची विभागणी अशी: ६.९९% भूभाग नैसर्गिक अधिवासाशी संलग्न आणि ६७.६% शेत जमिनीवर आहे. ३८.६% शेतजमिनीतून खरीप (पावसाच्या पाण्यावर अवलंबून असलेली), रबी (थंडीत लागवड आणि वसंत ऋतूत उपज), तर झैद (उन्हाळ्यातली शेती) पिकं घेतली जात होती, आणि २८.९५% भागात फळबागा आणि मळ्यांची लागवड होत असे. नैसर्गिक अधिवासाशी संलग्न अशा भूभागात सदाहरित, पानझडी आणि किनारी दलदलीच्या जंगलासारख्या त्यांच्या जैवविविधता मूल्यासह संवेदनशील परिसंस्थांचा समावेश होतो. अर्थात या संशोधनातून मिळालेले निष्कर्ष एकतर्फी असू शकण्याचे संशोधक मान्य करतात. कारण त्यांनी असे मूल्यांकन करताना खात्रीशीर सौर शेतं असलेली माहितीच पुढील विश्लेषणासाठी घेतली. त्यामुळे हे निष्कर्ष आजमितीस कार्यरत झालेल्या एकूण सौरशेतांच्या सुमारे २०% प्रकल्पांचा विचार करुनच काढले गेले आहेत.

एकूण, उपग्रहांद्वारे नकाशे मिळवून त्यात आढळून येणार्‍या चित्रांतून सौरशेतांना नेमके जाणण्यासाठी कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर आणखी सुधारित मॉडेलद्वारे करणे शक्य असल्याचे ते नमूद करतात. सौरऊर्जा प्रकल्प पडिक जमिनींवरच मर्यादित ठेवावेत यासाठीही त्यांनी वापरलेली प्रणाली उपयोगी ठरु शकते याची ते नोंद करतात. नाहीतर यातून सौर ऊर्जा तर मिळेल पण त्यासाठी जैवविविधतेला आणि कृषी अन्न सुरक्षेला धोका निर्माण होईल. असे होणे कोणत्याही परिस्थितीत टाळायला हवे ही धोक्याची घंटा ते वाजवतात.

हा संशोधन लेख त्यांच्या मर्यादांसकट वाचताना भारतात नियोजनाचा अभाव असल्याने असे होऊ शकते याची जाणीव होते. अशाच प्रकारची धोक्याची घंटा 'वनीकरणाचे विचारात घेण्यासारखे पैलू' (https://muraritapaswi.blogspot.com/2022/06/facets-of-afforestation.html) या सुमारे दोन महिन्यांपूर्वी लिहिलेल्या लेखात संशोधकांनी वाजवल्याचे नमूद केले होते. त्यांनीही गवताळ प्रदेशावर वृक्षारोपण करु नये किंवा ती पडिक जमीन आहे असे समजून तेथे सौर उर्जेसाठीचे पॅनल्सही बसवू नये अशी सूचना दिली होती. विविधतेने नटलेली आपली भूमी तिचा र्‍हास न करता पुढील पिढ्यांच्या हाती सुपूर्द करणे आपली प्राथमिक जबाबदारी ठरते.

संदर्भ:‌ Ortiz, A., et al. An Artificial Intelligence Dataset for Solar Energy Locations in India. Scientific Data. 9; 2022; Article no. 497. https://doi.org/10.1038/s41597-022-01499-9

---------------------------

हा लेख दैनिक हेराल्डच्या २८ सप्टेंबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.

शुक्रवार, २३ सप्टेंबर, २०२२

वसुंधरेला आधार बुरशीचा / Fungus for Saving Earth from Toxicity

वाढते औद्योगिकीकरण आणि विकास याची पर्यावरणातले प्रदूषण ही आनुषंगिक समस्या म्हणावी लागेल. विकासाच्या नावाखाली पर्यावरणाकडे दुर्लक्ष ही सार्वत्रिक बाब झालेली आहे. गमतीची गोष्ट म्हणजे पर्यावरणाचा सांभाळ करायला हवा हे प्रत्येकाला कळते पण शिवाजी राजा दुसर्‍याच्या घरात जन्मावा या उक्तीप्रमाणे पर्यावरणाचा सांभाळ दुसर्‍याने करावा, त्याला मी जबाबदार नाही अशी गोड समजूत प्रत्येकजण करुन घेत स्वच्छंदाने वागत असतो. प्रदूषणकारी घटकांमध्ये सर्वत्र आढळणारा असा एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे पॉलिसायक्लिक अ‍ॅरोमॅटिक हायड्रोकार्बन्स (पीएएच). याचा उगम अगदी साध्या वाटणार्‍या मानवी कृतिंमधून होतो. जैवइंधनाचा (गोवर्‍या, लाकूड इत्यादी) मोठ्या प्रमाणात जळणासाठी केलेला वापर, शहरातला कचरा अर्धवट जाळल्यामुळे किंवा पीक घेतल्यावर शेतातली खुंटं जाळल्यामुळे ते थेट उद्योगांमध्ये विविध कारणांसाठी होत असलेला खनिज तेलांचा इंधन म्हणून केलेला वापर याला जन्म देतो.

या पीएएचचे अनेक प्रकार आहेत. त्यातले एकूण १६ प्रकारचे हायड्रोकार्बन्स पर्यावरणासाठी आणि जीवांच्या आरोग्यासाठी महाभयंकर विनाशकारी आहेत. त्यांच्या कर्करोगजनक आणि उत्प्रवर्तक गुणधर्मांमुळे त्यांच्यात अतिउच्च आणि दीर्घकाळ टिकणारा विषारीपणा असतोच पण त्यांना इतर कर्करोगजनक नसलेले पीएएचही एकत्र आल्यावर त्यांच्या गुणधर्मात भागीदारी करतात. म्हणून शक्यतो त्यांच्या निर्मितीवर पायबंद घालणे आणि निर्माण होत असलेल्या पीएएचच्या निर्मूलनाची आत्यंतिक गरज निर्माण होते. त्यासाठी विविध स्तरांवर जगभरातील प्रयोगशाळांत प्रयत्न होत आहेत.

या पीएएचपैकी चार कड्यांनी बनलेल्या 'पायरिन' या पीएएचने त्याच्यातल्या उत्परिवर्तनशीलता, प्रतिकारशक्ती आणि अतिविषारीपणामुळे संशोधकांचे विशेष लक्ष वेधले आहे. इतर प्रदूषणकारी घटकांच्या विषारीपणाची मात्रा ठरवायलाही याचा 'मार्कर' म्हणून उपयोग केला जातो शिवाय रंग बनवण्यासाठीही ते वापरले जाते. तसे असले तरी ते चुकून तोंडावाटे पोटात गेले तर मृत्यूला कारणीभूत ठरते. त्याचा विपरीत परिणाम विशेषतः मूत्रपिंड आणि यकृतावर होतो. सर्वप्रथम याचा शोध दगडी कोळशाच्या ज्वलनातून लागला. कोळसा जाळला की त्याच्या वजनाच्या २ टक्के पायरिन हवेत सोडले जाते. अर्थात कुठल्याही पदार्थाच्या ज्वलनातून याची निर्मिती होते. अगदी स्वयंचलित वाहनेही सुमारे प्रतिकिलोमीटर प्रवासामागे १ मायक्रोग्रॅम पायरिनची निर्मिती करतात.

श्वेत-बुरशी. छायाचित्र स्रोत:‌
https://www.flickr.com/photos/125869077@N06/39669150014/in/photostream/

निसर्गात तो विद्राव्य नसल्याने त्याच्या निर्मूलनासाठी विशेष प्रयत्न करावे लागतात. अशा प्रदूषणकारी घटकांच्या निर्मूलनासाठी भौतिक आणि रासायनिक माध्यमांचा वापर करण्याऐवजी अशा घटकांना सूक्ष्म किंवा इतर जीवांकडून त्यांचे विघटन (बायोरिमेडिएशन) करण्याची पद्धत प्रचलित आहे, कारण ती सुलभ, पर्यावरणानुकूल आणि किफायतशीर ठरते. यात पीएएचसारख्या अपारंपरिक कार्बन स्त्रोतांचे चयापचय करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर करीत त्यातील हायड्रोकार्बनचे पतन केले जाते. वेगवेगळ्या सूक्ष्मजीवांच्या जातींचा वापर केला जातो. पण यापेक्षा बुरशी, भूछत्रांचा वापर केला तर ते अधिक परिणामकारक ठरत असल्याचे दिसून आले आहे. कारण त्यातील बहु-विकरांकडून त्याचे चयापचय होऊ शकते. कुजवणारी श्वेत-बुरशी (व्हाईट रॉट फंगस) ही सहसा वाळलेल्या लाकडांवर वाढताना दिसते. त्या लाकडाला त्वरेने कुजवायला ती मदत करते. तसेच दूषित मातीत वसाहत करून आणि कोशिकबाह्य विकरांचा (एन्झाईम) स्राव सोडून पीएएचसारख्या दूषित घटकांचे विघटन करण्यात पटाईत असते. ही बुरशी लिग्निन पेरोक्सिडेस, मॅंगनीज पेरोक्सिडेस आणि लॅकेस या लिग्निनच्या विकरांच्या मदतीने पीएएचचे खनिजिकरण करुन त्याचे कार्बन डाय ऑक्साईडमध्ये रुपांतर करायला महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. मग मातीत मिसळला गेलेला हा कार्बन डाय ऑक्साईड वनस्पतींची वाढ करायला उपकारक ठरतो. एखाद्या जीवाने किती प्रथिनांची निर्मिती केली याचे प्रोटिऑमिक्स नावाचे शास्त्र विकसित झाले आहे. यामुळे एखाद्या सूक्ष्मजीवाच्या शरीरातील बदल आणि चयापचयाची माहिती मिळणे सुलभ झाले आहे. यातून हे सूक्ष्मजीव प्रदूषणकारी पदार्थांवर किती परिणामकारकरित्या क्रिया करतात याची माहिती मिळणे सहज शक्य होते.

प्रोटिऑमिक्सचा वापर करुन बुरशीचा पायरिनच्या पतनावर कसा परिणाम होतो याचा आढावा भारतीय खनिजतेल संस्थेच्या संशोधकांनी नुकताच घेतला. याकरता त्यांनी ट्रॅमेट्स मॅक्सिमा नावाच्या बुरशीचा वापर केला. त्यांनी एका लिटरच्या द्रावणात अनुक्रमे १०, २५ आणि ५० मिलिग्रॅम पायरिन मिसळले आणि त्यात या बुरशीचा अंश घातल्यावर लॅकेस विकराची निर्मिती व्हायला किती दिवस लागतात याचा अभ्यास केला. लॅकेसची क्रियाशक्ती चढत्या क्रमाने ५० मिलिग्रॅमच्या द्रावणात ११व्या दिवशी सर्वाधिक तर इतर द्रावणात १५व्या दिवशी दिसून आली. त्यानंतर मात्र त्याला उतरती कळा लागली. सोळाव्या दिवशी तर ५० मिलिग्रॅमच्या द्रावणात ती झरकन खाली आल्याचे दिसले. या दरम्यान त्यांनी पायरिनची घट व्हायला किती दिवस लागतात याचीही नोंद ठेवली. त्यांच्या नजरेस असे आले की १५व्या दिवसापर्यंत तीनही द्रावणातल्या पायरिनची पातळी घटत होती. ५० मि.ग्रॅ. च्या द्रावणातले पायरिन ५०% पर्यंत खाली आले तर २५ आणि १० मि.ग्रॅ.च्या द्रावणातल्या पायरिनमध्ये अनुक्रमे ६० आणि ८०% घट झाल्याचे त्यांना दिसून आले. त्यानंतर मात्र १६व्या दिवशी काहीही घट दिसून आली नाही. दरदिवशी जसजशी घट होत गेली त्या प्रमाणात विकरांचे मूल्यवर्धन होत गेले.

पायरिन हा एक उच्च रेणूभार असलेला पदार्थ आहे. त्याचे उच्चाटन करणे तसे सोपे नसते. सूक्ष्मजीव वापरुन उच्च रेणूभार असलेल्या पदार्थांचे विघटन करायला खूप मर्यादा येतात कारण त्यांची सुरुवातीची ऑक्सिडीकरणाची क्रियाच सुरु होत नाही. परंतु या बुरशीतल्या कोशिकबाह्य विकरांच्या स्रावामुळे याचे विघटन सहज ८० टक्क्यांपर्यंत होऊ शकले जे दुसर्‍या जीवांच्या वापराने अशक्य होते. बुरशीच्या दुसर्‍या एका प्रजातीद्वारे तर १० मि.ग्रॅ.च्या द्रावणातली विघटनाची टक्केवारी ९३ टक्क्यांपर्यंत असल्याचे आढळून आले आहे. पण पायरिनच्या विघटनाला तुलनेने जास्त दिवस लागले. म्हणून भारतीय संशोधकांनी प्रयोगाकरता वापरलेली बुरशी उजवी ठरते. या कुजवणार्‍या श्वेत-बुरशीचा वापर करुन पायरिनला पर्यावरणातून मोठ्या प्रमाणात हटवण्याची शक्यता वाढली आहे. पुराणकाळात समुद्रमंथनावेळी निघालेले हालाहल शंकराने स्वतःच्या कंठात धारण करुन पृथ्वीचा र्‍हास वाचवला. ही कुजवणारी श्वेत-बुरशी पायरिनसारखे घातक प्रदूषक पचवून आता वसुंधरेला आधारभूत ठरावी असे दिसते.

संदर्भ:‌ Imam, A., et al. Pyrene remediation by Trametes maxima: An insight into secretome response and degradation pathway. Environmental Science and Pollution Research. 29; 2022; 44135–44147. https://doi.org/10.1007/s11356-022-18888-7