قادت وحدة المختبرات المركزية في جامعة قطر مشروعًا بحثيًا مبتكرًا حول استخدام المواد الطبيعية لإزالة التلوث بالمعادن الثقيلة والنادرة من مياه الصرف الصحي الناتجة عن المختبرات الكيميائية. وشارك في هذه الدراسة والتي تقودها الدكتورة نورة القحطاني، رئيس وحدة المختبرات المركزية بالإنابة، باحثون من وحدة المختبرات المركزية، ومجموعة من طلبة الدراسات العُليا والبكالوريوس من تخصُّص الكيمياء وعلوم الأرض في كلية الآداب والعلوم، وتخصُّص الهندسة الكيميائية في كلية الهندسة بجامعة قطر، وطلبة من مدرسة عمر بن عبد العزيز الثانوية للبنين. أدى التطور السريع في مجال التحليل الكيميائي في المختبرات إلى احتمال تسرب الملوثات إلى البيئة، مما يشكل مخاطر كبيرة. وعلى الرغم من أن المختبرات الكيميائية تولد كميات صغيرة نسبيًا من النفايات مقارنةً بالصناعات الأخرى، إلا أن تسرب المعادن الثقيلة إلى مياه الشرب ومصادر الغذاء لا يزال مصدر قلق بالغ. ويشكل هذا التراكم للعناصر الثقيلة والنادرة تهديداً بيئياً خطيراً، مما يؤثر على الأسماك والخضروات التي تعتبر مكونات رئيسية في النظام الغذائي للإنسان. معالجة الصرف الصحي تحدٍ وتعتبر مواجهة التحدي المتمثل في معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن الأنشطة التحليلية، لا سيما مختبرات التحليل الطيفي الذري، يمثل أولوية قصوى للعلماء والإدارات الصحية. وتُعد التقنيات الفعالة لفصل العناصر الثقيلة والنادرة بشكل آمن ومقبول أمرًا بالغ الأهمية لمنع إطلاقها في البيئة من خلال شبكات الصرف الصحي. وسلطت الدراسة الضوء على دور طرق التخلص وخصائص الموقع في هجرة المعادن الثقيلة والنادرة عبر البيئة الأرضية. تولد مختبرات التحليل الطيفي الذري، والتي تستخدم أجهزة مثل أجهزة قياس الطيف الكتلي للبلازما المقترنة حثياً (ICP/MS)، والبلازما المقترنة حثيًا - التحليل الطيفي للانبعاث البصري (ICP/OES)، وأنظمة الهضم باستخدام موجات الميكروويف (MDS)، وأنظمة الاستئصال بالليزر (LAS)، كميات كبيرة من النفايات السائلة التي تحتوي على هذه العناصر. وركزت هذه الدراسة على استخدام مواد ممتصة طبيعية وفعالة من حيث التكلفة ومستدامة، مثل المواد الدُّبالية والطين الطبيعي، لمعالجة المعادن الثقيلة. وتعد المواد الدُّبالية التي توجد بشكل طبيعي في التربة الزراعية ومجاري الأنهار عوامل مركبة فعالة لمجموعة كبيرة من المعادن. ويختبر الباحثون حامض الهيوميك، حامض الفولفيك، والهيومين لإمكانياتها في إزالة المعادن، خاصة عند دمجها مع المواد النانوية أو إخضاعها للمعالجة الحرارية. وهدف البحث، الذي يُجرى في وحدة المختبرات المركزية بقطاع البحث والدراسات العليا بجامعة قطر بالتعاون مع مدرسة عمر بن عبدالعزيز الثانوية للبنين التابعة لوزارة التربية والتعليم والتعليم العالي، إلى تقييم كفاءة حمض الهيوميك والطين الطبيعي في إزالة الملوثات من المحاليل التي تحتوي على عناصر ثقيلة ونادرة. وتتمثل الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة في: فصل وتنقية وتصنيف حمض الهيوميك من السماد الزراعي، وتحضير مركبات حمض الهيوميك مع المعادن من أيونات المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصحي، ودراسة مركبات حمض الهيوميك من المعادن باستخدام محاليل مياه الصرف المعملية الحقيقية. كما وهدف البحث إلى دراسة متراكبات العناصر مع المواد الطينية الطبيعية من خلال محاليل مياه الصرف المعملية الحقيقية، وإجراء تحليل مقارن لامتصاص حمض الهيوميك والطين الطبيعي للمعادن الثقيلة والنادرة، وتطوير تصميم أولي للمرشح الذي يتضمن حمض الهيوميك والطين الطبيعي. وتمثلت فرضية البحث في إمكانية استخدام المواد الدبالية والطينية، المعروفة بخصائصها المركبة مع المعادن الثقيلة، لمعالجة التلوث بالمعادن بفعالية. تتمثل أهداف الدراسة في تقييم جدوى استخدام البوليمرات العضوية الطبيعية لإزالة المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصحي في المختبرات الكيميائية.

تستضيف وحدة المختبرات المركزية بقطاع البحث والدراسات العليا بجامعة قطر، ورشة عمل دولية فريدة من نوعها في مجال المجهر الإلكتروني، حيث سيجتمع خبراء ومتخصصون من جميع أنحاء العالم لتبادل المعرفة واستكشاف أحدث التطورات في هذا المجال المهم. تحمل الورشة عنوان «رؤى ثاقبة: المجهر الإلكتروني من الاختبارات المعملية إلى التحليل في عصر الثورة التكنولوجية الحديثة»، وتستهدف تقديم رحلة مفيدة في عالم المجهر الإلكتروني وفوائده، وتطبيقاته التحويلية في مجالات علوم المواد وعلوم الحياة. تأتي هذه الورشة بفضل جهود الدكتورة نورة القحطاني، رئيس وحدة المختبرات المركزية بالإنابة وأستاذ مساعد باحث في علوم وهندسة المواد، والتي عملت على جمع فريق من الخبراء العالميين في هذا المجال المتقدم، وذلك بالتعاون مع شركة ثيرمو فيشر ساينتيفيك، الشهيرة عالميًا في مجال العلوم والتكنولوجيا. تقام الورشة بمجمع البحوث (H10) بجامعة قطر في 25 أبريل 2024. وفي إطار رؤية وحدة المختبرات المركزية، تعكس الورشة التزامها بتقديم أحدث التكنولوجيا المرتبطة بالمجهر الإلكتروني وتأثيرها في إعادة تعريف مستقبل العلوم. سوف يتم توجيه المشاركين في رحلة إلى عالم المجهر الإلكتروني، مستعرضة تطبيقاته المبتكرة في ميداني علوم المواد والحياة بالإضافة إلى العديد من المجالات الأخرى، لمواكبة أحدث التقنيات في مجال المجهر الإلكتروني وأساليب التصوير عالية الدقة، مع أحدث البرمجيات في مجال تخزين وتحليل البيانات. هي فرصة للاستفادة من خبرات خبراء المجاهر الإلكترونية وتعلم كيفية تطبيق هذه التقنية في مجال البحث العلمي. أوضحت الدكتورة نورة القحطاني أهمية استكشاف إمكانيات المجهر الإلكتروني وتوضيح تقنياته، مشيرةً إلى أهمية توفير فهم شامل لتطبيقاته المتقدمة في مجالات البحث العلمي. كما أشارت إلى أن الورشة سوف تتضمن جوانب عديدة حول التحاليل المتقدمة باستخدام المجهر الإلكتروني، بدءًا من تحضير العينات وصولاً إلى التصوير وإجراء التحاليل المتخصصة، وتقديم دراسات حالة سوف تلخص تطبيقات المجهر الإلكتروني في ميداني المواد والحياة. تُعتبر الورشة جزءًا من إستراتيجية وحدة المختبرات المركزية، لتقديم خدمات تحليلية شاملة للطلاب وأعضاء هيئة التدريس والباحثين في جامعة قطر، مع التركيز على تلبية احتياجات أصحاب المصلحة من القطاعات الحكومية والصناعية على مستوى الدولة. الجدير بالذكر أن وحدة المختبرات المركزية تضم مجموعة من وحدات التحليل الرئيسية، والتي تغطي مجالات متنوعة من التحاليل باستخدام تقنيات متقدمة. وتبرز الدكتورة نورة القحطاني أهمية الورشة كمنصة للتفاعل مع خبراء الصناعة وأساتذة الجامعة والطلاب، مع التركيز على تبادل المعرفة والابتكار في مجالات تطبيقات التحليل بالمجهر الإلكتروني. كما أشارت إلى أن وحدة المختبرات المركزية تقدم خدماتها للعديد من الأقسام العلمية ومراكز البحث بجامعة قطر، بما في ذلك كليات الآداب والعلوم، والهندسة، والطب، والصيدلة، وغيرها. تعد مشاركة المهتمين في هذه الورشة فرصة ممتازة للاطلاع على أحدث التقنيات في مجال المجهر الإلكتروني وتطبيقاته المبتكرة، ومن المتوقع أن تسهم الورشة في تعزيز التقدم التكنولوجي في مجالات علوم المواد وعلوم الحياة وغيرها من التخصصات التكنولوجية والطبية.

تنظم وحدة المختبرات المركزية بجامعة قطر 25 ابريل المقبل ورشة عمل بعنوان «رؤى ثاقبة للمجهر الإلكتروني من الاختبارات المعملية إلى التحليل في عصر الثورة التكنولوجية الحديثة».. وتعد أجهزة المجهر الإلكتروني من الأدوات الفاعلة التي تمكن الباحثين من استكشاف عوالم المواد النانوية وما بعدها في مختلف المواد. ومن خلال هذه الورشة، سيقدم المتخصصون من شركة ثيرمو فيشر ساينتيفيك العلمية، نظرة عامة وشاملة عن المجهر الإلكتروني، مع التركيز على تحضير العينات، والتوصيف ثلاثي الأبعاد، والتحليل النانوي.

واصلت وحدة المختبرات المركزية بجامعة قطر تحقيق أهدافها الرامية إلى تعزيز أنشطة البحث العلمي، من خلال تعزيز نجاح الطلبة كي يصبحوا خريجين أكفاء من خلال توفير تدريب عالي الجودة والخدمات التحليلية، وتطوير وتوسيع البنية التحتية البحثية الشاملة، بما في ذلك المرافق الأساسية، لتلبية احتياجات ومتطلبات البحث. توظف الوحدة قصارى جهدها لتعمل باستمرار على تحسين نوعية الاختبار التحليلي، وتسعى جاهدة لتقديم الخدمات المثلى للجهات العلمية والتعليمية داخل دولة قطر. بالإضافة إلى ذلك، تعمل الوحدة على تحسين أدائها باستمرار، لتلبية متطلبات معايير شهادة الآيزو والحفاظ على اعتمادها مع الجمعية الأمريكية، لاعتماد المختبرات الذي تحقق لأول مرة في عام 2010. وكانت سلسلة من عمليات التدقيق على مدى أكثر من 4 سنوات التي تلت الاعتماد الأولي، أدى إلى حصول الوحدة على شهادة الآيزو عام 2014 وهو المعيار الأكثر أهمية للمعايرة ولمختبرات التحليلية في جميع أنحاء العالم، ويستخدم في تطوير كفاءة مختبرات الفحص والمعايرة. نجحت الوحدة في تجديد الاعتماد لطريقتين وإضافة طريقة جديدة للتحليل. وتجري الاستعدادات لإضافة طريقتين جديدتين لاعتمادها. بصفتها الرائدة في مجال خدمات المجهر الإلكتروني في البلاد، تشغل وحدة المختبرات المركزية حاليا أربعة من أحدث المجاهر الإلكترونية، ومجهرين ببث إلكتروني ومجهرين للمسح الضوئي الإلكتروني حتى الآن، الوحدة هي المختبر الوحيد الذي يقدم التصوير والتحليل للمجتمع العلمي في قطر، وكذلك إلى الجهات التعليمية والطبية والصناعية. من المعدات والأجهزة الأخرى المتوفرة في الوحدة جهاز (ICP-MS) و(ICP-OES) لإجراء تحليل العناصر النزرة، وجهاز CHNS / O، TOC، FTIR لتحليل العناصر العضوية والأشعة الطيفية تحت الحمراء. تجري الوحدة أيضا التحليل الحراري واللوني والتي تشمل اللوني السائل اللوني كروماتوغرافيا الغاز، الأيون اللوني، فائقة الأداء السائل اللوني الفائق الأداء، التحليل الحراري الوزني والتحليل التفاضلي اللوني. قريبا ستضيف الوحدة أجهزة ومعدات أخرى لأجهزتها الحالية منها محلل الرنين المغناطيسي النووي، محلل رامان الطيفي ومولدات النيتروجين السائل، والتي سوف تضيف قيمة إلى الوحدة من خلال تقديم قدرات معززة للجهات التي تتعامل معها. تستضيف الوحدة وتدير مرفق التخزين المركزي للمواد الكيميائية والأواني الزجاجية، وهي مسؤولة عن توفير الاحتياجات الكيميائية والأواني الزجاجية لجميع كليات جامعة قطر ومراكز البحوث لتسهيل جهودهم البحثية. خلال عام 2014، حللت الوحدة ما مجموعه 6175 عينة بحث، و4000 في الأشهر الخمسة من عام 2015، أي بنسبة 120٪ 2013 -2014 وبزيادة قدرها 250٪ عن العام السابق 2012-2013. هذا يسلط الضوء على جودة وقوة خدمات وحدة المختبرات المركزية. قدمت الوحدة المساعدة للمشاريع البحثية التي تم دعمها من قبل صناديق تمويل البحث المختلفة مجانا. خلال العام الدراسي، دعمت الوحدة ما مجموعه 29 مشروعا ضمن برنامج الأولويات الوطنية للبحث: 9 أبحاث لكلية الهندسة، 7 لكلية الآداب والعلوم، و10 لعدد من مراكز البحوث في جامعة قطر، و3 لكلية الصيدلة. دعمت الوحدة 5 مشاريع ضمن برنامج خبرة البحاث للطلبة الجامعيين – مشروعين لكلية الآداب والعلوم، مشروعين لمركز المواد المتقدمة ومشروع واحد لكلية الصيدلة - فضلا عن 7 مشاريع داخلية. كما دعمت الوحدة مشاريع لمؤسسات خارجية مثل جامعة تكساس إيه آند إم في قطر، ومؤسسة قطر وشركة إكسون موبيل قطر. أسفر التعاون مع جامعة تكساس عن الحصول على منحتين بحثيتين ضمن برنامج الأولويات الوطنية للبحث قيمتها 4 ملايين دولار. خلال العام الدراسي، قدمت الوحدة خدمات لعدد من الطلاب وأعضاء هيئة التدريس والباحثين من كلية الآداب والعلوم والصيدلة والهندسة ومركز المواد المتقدمة ومركز معالجة الغاز في مجال البحاث التي يقومون بها.