در آینده‌ای نه‌چندان‌دور، بیش از ۲ میلیارد نفر از جمعیت ۷.۵ میلیاردی کره زمین با کمبود آب آشامیدنی سالم مواجهند، اما پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که بحران آب، یک بحران در حال رشد است و این کمبود در سال‌های آینده به نقاط دیگر جهان نیز سرایت و نیمی از جمعیت جهان را درگیر کمبود آب سالم خواهد کرد. سازمان ملل در گزارشی اعلام کرد که هدفش برای تامین آب آشامیدنی بهداشتی برای همه جمعیت کره زمین تا سال ۲۰۳۰ یک هدف دور از دسترس است؛ چراکه بحران آب در حال گسترش است و تا سال ۲۰۵۰ نیمی از جمعیت زمین به منابع آب سالم و مطمئن دسترسی نخواهند داشت. بنابراین، باید گفت که امروزه بیش از هر زمان دیگری نیازمند دستگاه‌های فناورانه برای بازگردانی آب‌های مصرفی به چرخه مصرف شهری هستیم. در واقع، برای مقابله با بحران کم‌آبی و دسترسی به آب سالم، باید تا جایی که می‌توانیم از منابع آبی تجدیدشونده کمتر استفاده کنیم و منابع آبی غیرمتعارف را موردبهره‌برداری قرار دهیم.صمت در این گزارش به اهمیت نقش دانش‌بنیان‌ها و تولیدات فناورانه در دسترسی به آب سالم پرداخته است.

میزان شوری، مهم در سلامت آب

حمیدرضا پیروان ـ کارشناس آبخیزداری: معمولا در دسته‌بندی سلامت آب، ابتدا میزان شوری و هدایت الکتریکی موردسنجش و ارزیابی قرار می‌گیرد. سلامت آب در کشاورزی تحت‌تاثیر یک عامل مهم است؛ اینکه مسیر گذر آب از کجاست، این عامل نقش جدی در میزان شوری آب و جذب سدیمی آن دارد. در حقیقت، باید دید برتری یون سدیم نسبت به یون کلسیم و منیزیم چقدر است. اینکه چقدر اراضی کشاورزی تحت‌تاثیر شوری قرار می‌گیرند، یکی از مهم‌ترین مولفه‌ها در کشاورزی است، به‌همین‌دلیل میزان املاح نمکی موجود در آب کشاورزی به‌دقت اندازه‌گیری می‌شود. در کل، مولفه‌هایی نظیر وجود عناصر فلزی و برخی املاح نظیر کلسیم، پتاسیم و سایر کاتیون‌ها و آنیون‌ها در کیفیت آب اهمیت زیادی دارد. در پهنه ایران مرکزی عمدتا اراضی از نوع مارنی است (گونه‌ای خاک کلسیم کربنات است که چندین نوع مواد معدنی در خود دارد) این نوع سازند زمین‌شناسی دارای حجم زیادی از املاح مانند نمک و گچ است و آب‌های جاری در این بسترها معمولا شور می‌شوند و در نهایت، به زمین‌های کشاورزی می‌رسند. گفتنی است، بسیاری از زمین‌های نواحی مرکزی ایران به‌دلیل آبیاری شدن با این نوع آب‌ها، شور شده‌اند.

صنایع و معادن، تهدیدکننده منابع آب

بخش دیگری از آلودگی‌های آبی در بخش کشاورزی مربوط به آلودگی‌های عنصری است که ناشی از دفن زباله و خروج پساب‌های کارخانه‌ها به مجرای اصلی جریان آب است که معمولا در محیط‌های رودخانه رهاسازی می‌شوند و کشاورزان از این آب‌ها برای آبیاری استفاده می‌کنند. همچنین، فعالیت‌های صنعتی هم دیگر عامل آلودگی آب در نواحی بخش‌های مختلف کشور به‌شمار می‌آیند که منجر به ورود فلزات سنگین نظیر سرب و جیوه به منابع آبی می‌شوند. متاسفانه این نوع از آلاینده‌ها در اندام‌های گیاهی ذخیره می‌شوند و ممکن است به خوراک دام و حتی انسان‌ها برسد. پساب‌های دیگری نیز وجود دارند که ناشی از دیگر فعالیت‌های صنعتی است؛ برای مثال، پساب کارخانجات نیشکر املاح شوری بالایی دارد و ممکن است باعث شور شدن اراضی شود و حتی ممکن است املاح فلزی را به‌همراه داشته باشد. از دیگر منابع آلوده‌کننده، فعالیت‌های معدنی است؛ در واقع، وقتی مسیر آب به گنبدهای معدنی می‌افتد و از آن عبور می‌کند، زهاب‌های خروجی، آلوده به آلاینده‌های معدنی می‌شوند که در نهایت به زمین‌های کشاورزی می‌رسند. در نتیجه، به‌صورت‌کلی می‌توان گفت آلودگی آب در کشاورزی ناشی از ۲ عامل طبیعی و انسانی است که عوامل طبیعی مربوط به سازندهای زمین‌شناسی و انسانی و عوامل انسانی ناشی از فعالیت‌های صنعتی و معدنی است. همچنین، آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌ها هم به‌عنوان مراکز غیرنقطه‌ای، منجر به آلودگی آب و توسط رواناب‌ها وارد چرخه آب می‌شوند. بی‌شک می‌توان با سازه‌های آبخیزداری آن دسته از آلودگی‌هایی را که به‌صورت نقطه‌ای منجر به آلوده شدن آب می‌شود، کنترل کرد. برای مثال، می‌توانیم با سازه‌های آبخیزداری جهت جریان آب را از گنبدهای نمکی یا گنبدهای معدنی منحرف کرد؛ همچنین، می‌توان با سازه‌های تاخیری آبخیزداری، میزان ورود رواناب را به محیط‌های آلوده کاهش داد. به‌اعتقادمن، می‌توان از توان دانش‌بنیان در دسترسی به آب سالم در کشاورزی بهره گرفت؛ نظیر کشت و تکثیر ارگانیسم‌ها و انتقال آن به خاک‌های دارای آلاینده. در حقیقت، یکی از روش‌های تامین آب سالم استفاده از برخی میکروارگانیسم‌های خاص است که در محیط‌های آزمایشگاهی تولید و به خاک اضافه می‌شود. همچنین، با توان دانش‌بنیان‌ها می‌توان به تولید فیلترهای کربنی میکروکربنی و نانویی پرداخت که پساب‌های کارخانجات را تبدیل به آب سالم برای کشاورزی می‌کند. همچنین، می‌توان با کانی‌های طبیعی نظیر زئولیت به حذف آلاینده‌های مضر در آب پرداخت.

دسترسی به آب سالم، ابربحران آینده

پیمان فروهر ـ دبیر انجمن تولیدکنندگان و صادرکنندگان آب‌های آشامیدنی و معدنی: بدون‌شک یکی از چالش‌های اصلی کشور در آینده نزدیک دسترسی به آب سالم است، چراکه در یک دهه اخیر، سرانه آب ورودی کاهش پیدا کرده و از طرف دیگر، روزبه‌روز آب مصرفی رو به افزایش بوده، به‌همین‌دلیل یکی از ابربحران‌هایی که در آینده با آن مواجه خواهیم بود، دسترسی به آب سالم است.

در گام نخست، مهم‌ترین مشخصه آب سالم، حذف آلایندگی‌های باکتریایی است. می‌توان گفت، نیاز نیست آب از غنای بالای کاتیون‌ها و آنیون‌ها برخوردار باشد یا دارای املاح مفید دیگری باشد، چراکه بدن می‌تواند از طریق دیگر مواد غذایی جامد، این املاح مفید را دریافت کند؛ همین که آب به‌لحاظ باکتریایی سالم باشد، کفایت می‌کند. بنابراین، اینکه صحبت از آب سالم می‌شود، به این معناست که آب به‌لحاظ باکتریایی سالم باشد. مباحثی نظیر شیوه مصرف بازیافت آب در حوزه فاضلاب و بازگشت آب به چرخه مصرف دانش‌بنیان‌ها می‌توانند دستاوردهای بسیار مهمی داشته باشند.

لزوما همه نباید آبی را بخورند که حاوی مواد معدنی و املاح مفید است.

بنابراین، پاک کردن آب از باکتری‌ها مهم‌ترین شاخص آب سالم است که در همین زمینه نقش دانش‌بنیان‌ها و دستاوردهای فناورانه آنها و درجه اهمیت بالای‌شان آشکار می‌شود.

تصفیه نانویی آب در خانه

ابراهیم اکبرزاده ـ رئیس یک شرکت دانش‌بنیان: به‌منظور تصفیه بهتر آب شرب خانگی و با همکاری یک شرکت داخلی، توانستیم فیلتری بسازیم که حاوی نانوذرات و اکسیدروی است و همین امر نقش جدی در تصفیه آب شرب خانگی دارد. این فیلتر دارای کارتریج شارژی بوده و این امر برتری قابل‌توجه آن در مقایسه با دیگر نمونه‌های موجود در بازار است.

فیلتر تولیدشده، قابلیت نصب روی اغلب دستگاه‌های تصفیه خانگی و نصب و کارکرد ساده‌ای هم دارد. گفتنی است، این دستگاه تصفیه آب، دارای یک کارتریج کربن فعال حاوی نانوذرات نقره و اکسیدروی و دارای خلل و فرج است و درصد بسیار زیادی از پاتوژن‌ها و باکتری‌ها در آب را حذف می‌کند.

کارتریج قرارگرفته بر این دستگاه به گندزدایی، از بین بردن باکتری‌های آب و تقویت سیستم ایمنی بدن کمک می‌کند و در مناطقی که درگیر بار میکروبی در آب است نیز، این دستگاه مورداستفاده قرار می‌گیرد. گفتنی است، ذرات نقره منجر به گندزدایی و حذف میکروب‌هایی می‌شود که در تصفیه کلی از‌بین‌نمی‌روند. همچنین، اکسیدروی از ورود مواد اضافی بسیار ریز موجود در آب جلوگیری می‌کند. در اصل، آن دسته ذراتی از آب حذف می‌شوند که برای بدن مضر هستند و علاوه بر آن، از حذف مواد ضروری در آب هم جلوگیری می‌کند و آسیبی به آب شرب به‌عنوان یک آب استاندارد وارد نمی‌شود. در واقع، ماهیت آب شرب استاندارد حفظ می‌شود. باتوجه به آزمایش‌های انجام‌شده، مصرف آب حاصل از تصفیه با این دستگاه که دارای فیلتر نانویی است، نه‌تنها در درازمدت برای انسان ضرررسان نخواهد بود، بلکه نتایج موثری هم خواهد داشت. همان‌گونه که گفته شد، این دستگاه قابلیت نصب روی همه دستگاه‌های تصفیه خانگی را دارد، بر همین اساس غلافی تعبیه شده است که علاوه بر قابلیت عملکردی بالا، به‌آسانی نصب می‌شود که بعد از نصب، بلافاصله کارآیی خود را نشان می‌دهد. عمر ماده موثره این دستگاه ۶ تا یک سال است که بعد از این مدت، باید تعویض شود.

فرآیند تعویض ماده موثره هم کار سختی نیست و بعد از طی شدن مدت زمان گفته‌شده، افراد می‌توانند خودشان ماده قبلی را تخلیه و ماده جدید را جایگزین کنند و نیازی به تعویض غلاف نیست. گفتنی است، زمان تعویض آن بیشتر از ۵ دقیقه نخواهد بود. باتوجه به صلاحیت‌های در نظر گرفته شده، ترجیح دادیم مجوزهای سلامت‌محور بیشتری دریافت کند، بعد آن را به بازار برسانیم. اکنون مراحل دریافت تاییدیه‌های ضروری از سوی وزارت بهداشت طی می‌شود که بعد از دریافت مجوزهای لازم، روند بازارسازی و تجاری‌سازی آن انجام خواهد شد. گفتنی است، نرخ فعلی آن به‌ازای هر غلاف ۲۵۰ هزار تومان است که بعد از تهیه غلاف، هزینه ماده موثره کمتر خواهد بود.

سخن پایانی

براساس آمار ستاد نانو، تاکنون ۲۵ محصول فناورانه برمبنای فناوری نانو برای مقابله با معضل کم‌آبی در کشور تولید شده است. باتوجه به نیازهای آبی کشورمان و چالش‌های موجود، این آمار پایین است و نیاز به تولیدات بیشتری داریم و باید محصولات بیشتری تولید کنیم. تنها بحران آب به مسائل آشامیدنی محدود نمی‌شود و مسائل ثانویه زیادی از جمله فرونشست‌های اخیر در شهرها و بیکاری‌های ناشی از بی‌آبی وجود دارد که در بحث کشاورزی خود را نشان داده است که باید در راستای رفع آنها محصولات فناورانه بیشتری را تولید کرد. گفتنی است، انتقال آب دریا به مناطق کم‌آب و کویری، در نگاه نخست بیشتر شبیه فیلم‌های علمی و تخیلی یا داستان‌هایی به سبک ژول‌ورن است که امروزه بشر با امکانات و فناوری توانسته در جای‌جای دنیا چهره واقعی به آن ببخشد. این روش اما و اگرهای زیادی دارد؛ در واقع تنها انتقال آب نیست که مهم است، بلکه برنامه‌ریزی برای آب ورودی از دریا اهمیت چندبرابری دارد، هرچند چنین روش‌های هزینه‌بری بهتر است در فهرست گزینه‌های آخر دولتمردان و برنامه‌ریزان برای حل بحران آب قرار بگیرد، نه انتخاب نخست برای کاهش کم‌آبی کشور. یکی از مراحل بعد از انتقال آب از دریا، شیرین‌سازی آن است که فرآیند و فناوری به‌روز می‌خواهد؛ فناوری‌هایی که انرژی زیادی برای کارکردشان نخواهند و در نهایت، تولید آب شرب یا کشاورزی با صرف حداقل انرژی انجام بگیرد.