از هوا آب می‌گیرند
بهره‌برداری‌های بیش‌ازحد از منابع آب و تغییرات آب‌وهوایی موجب کاهش دسترسی مردم جهان به منابع آب شیرین شده است. بنابراین بعید به‌نظر می‌رسد که منابع فعلی نیازهای آینده مردم جهان را برطرف کند.
چند سالی می شود که فناوران در پی یافتن راه حلی برای تولید آب شیرین در حجم بالا هستند تا اینکه مجله علمی Earth در گزارشی خبر از تولید آب شیرین از بخار آب دریا داد. به گفته دانشمندان با گرم تر شدن زمین، بخار آب اقیانوس ها که خود یکی از گازهای گلخانه ای است، رو به افزایش است و اگر بتوان از این بخار در راستای تامین آب موردنیاز بشر استفاده کرد، تا حدی موفق به کنترل بحران خواهیم شد. آنها معتقدند تامین آب شیرین از بخار اقیانوس ها افزون بر اینکه مقرون به صرفه است، منجر به تامین پایدار امنیت آب شیرین در جهان هم می شود.صمت در این گزارش ضمن بررسی وضعیت بحران آب در سالی که گذشت، به تشریح فرآیندهای نوین تامین آب شیرین در جهان و سپس در ایران پرداخت.
بحران آب، دامن قاره سبز را هم گرفت
با نگاهی گذرا به آمارهای سازمان جهانی هواشناسی متوجه می شویم که سال ۲۰۲۲ برای بشر به لحاظ مساله اقلیم مطلوب نبود و زنگ خطر بحران آب از امریکای شمالی گرفته تا افریقا، اروپا و آسیا به صدا درآمد. آب دریاچه ها و رودخانه ها در چندین کشور به شدت کاهش یافت و تغییرات اقلیمی، محصولات کشاورزی زیادی را تهدید کرد. ان بی سی نیوز در گزارشی آورده است که در ماه مارس، یک موج گرمایی، هند و پاکستان را فرا گرفت و باعث شد دست کم ۹۰ نفر جان خود را از دست بدهند. گفتنی است، دمای هوا در برخی نقاط به ۴۶ درجه سلسیوس رسید. مطالعه ای که در ماه مه از سوی یک تیم اقلیم شناس انجام شد، نشان داد که به دلیل تغییرات اقلیمی، احتمال اینکه این منطقه از جهان، هر ساله چنین گرمایی را تحمل کند، ۳۰برابر بیشتر از گذشته است، همچنین براساس گزارش سازمان جهانی هواشناسی ( WMO )، شاخ افریقا در سال ۲۰۲۲ ، طولانی ترین خشکسالی خود را در ۴۰ سال گذشته تجربه کرد. سازمان های بشردوستانه هشدار دادند که خشکسالی طولانی مدت، مشکلات ناامنی غذایی را برای بیش از ۵۰ میلیون نفر در منطقه تشدید خواهد کرد، اما قاره سبز هم از این شرایط جان سالم به در نبرد. گزارش اولیه ای که در ماه آگوست توسط کمیسیون اروپا منتشر شد، نشان داد که خشکسالی های اروپا در سال ۲۰۲۲ دست کم در ۵۰۰ سال اخیر بی سابقه بوده است. براساس این گزارش، در ماه اوت، هشدار خشکسالی در دوسوم قاره اروپا به صدا درآمد. گفتنی است، بارندگی کم در ماه های تابستان و شرایط خشکسالی طولانی بر محصولات تابستانی در بخش هایی از ایتالیا، آلمان، فرانسه، اسپانیا، پرتغال و مجارستان فشار وارد کرد. در کل، بنا بر اعلام سازمان جهانی بهداشت، سالانه ۱.۶ میلیون نفر بر اثر بیماری های اسهالی ناشی از کمبود آب آشامیدنی سالم و همچنین بهداشت اولیه جان خود را از دست می دهند.
برداشت اضافی ۱۴۰ میلیارد مترمکعبی از آب های زیرزمینی
شواهد حاکی از آن است که در حال حاضر برداشت اضافی از ظرفیت منابع آب های زیرزمینی در کشور به ۱۴۰ میلیارد مترمکعب رسیده که این رقم بسیار بزرگ و تبعات آن متاسفانه وخیم است که از نتایج آن، می توان به نشست زمین و مصرف بی اندازه انرژی اشاره کرد. عباسقلی جهانی، از مدیران اسبق وزارت نیرو دراین باره به صمت گفت: طبق اعلام رسمی وزارت نیرو، برداشت از منابع آب های سطحی در بیشتر حوضه های آبریز و منابع آب قابل برنامه ریزی بیش از حد بوده است و در وجه عرضه با مشکل جدی کمبود آب مواجه شده ایم. به همین دلیل است که امروزه شاهد انتقال های عجیب و غریب یا شیرین کردن آب دریا هستیم.
این کارشناس بااشاره به راهکار موثر برای حل بحران آب گفت: باتوجه به شرایط گفته شده، در حال حاضر هزینه های تامین آب اضافی برای عرضه به شدت در حال افزایش است؛ راهکار اصلی برای مقابله و مواجهه با این مشکل این است که به سمت کنترل مصرف و تقاضای آب برویم، اما نباید مردم را متهم اصلی بحران آب در کشور بدانیم، چرا که مدیریت غلط منابع باعث شد که امروز کشور با کمبود جدی آب مواجه شود.
وی افزود: کنترل تقاضا و ایجاد تعادل میان با عرضه آب، نیازمند تحولات عمده ای در رویکرد مدیریت آب است. ما نمی توانیم با اتخاذ روش های گذشته و تنها با اتکا به فناوری به این هدف دست یابیم. درباره کاهش مصرف آب نیازمند همکاری و مشارکت واقعی تک تک آحاد جامعه هستیم و باید از سرمایه های اجتماعی نهایت استفاده را ببریم. در واقع باید به طورکلی، تمام آحاد مردم و جامعه و به طوراخص بخش خصوصی با یکدیگر همکاری کنند و مشارکت واقعی انجام گیرد تا بتوانیم مولفه مدیریت تقاضا را سروسامان دهیم.
تامین آب از بالای سر اقیانوس ها
در جدیدترین پژوهش ها، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که برداشت بخار آب اقیانوسی می تواند راه حلی عملی و پایدار برای افزایش منابع محدود آب شیرین در مکان های مختلف در سراسر جهان باشد. ذخایر بی حد و حصری از آب شیرین به شکل بخار آب در بالای اقیانوس های زمین وجود دارد، اما در حال حاضر دست نخورده باقی مانده است. براساس یک مطالعه جدید، به رهبری دانشگاه ایلینوی Urbana - Champaign ، سرمایه گذاری در زیرساخت های جدید با قابلیت برداشت بخار آب اقیانوسی می تواند راه حلی عملی و پایدار برای افزایش منابع محدود آب شیرین در مکان های مختلف در سراسر جهان باشد.
سایت Earth دراین باره نوشت، دانشمندان شروع به ارزیابی ۱۴ مکانی کردند که دچار تنش آبی در سراسر جهان بودند. آنها این مکان ها را از نظر امکان سنجی ساختاری فرضی که می تواند بخار آب را از بالای اقیانوس گرفته و آن را به آب شیرین متراکم کند، موردمطالعه قرار دادند. با انجام تحلیل های جوی و اقتصادی خبر از قرارگیری سازه های فرضی فراساحلی به عرض ۲۱۰ و ارتفاع ۱۰۰ متر، دادند. در واقع پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که جذب رطوبت روی سطوح اقیانوس ها توسط این سازه ها می تواند برای بسیاری از مناطق تحت تنش آبی در سراسر جهان امکان پذیر باشد و آب شیرین را برای مراکز بزرگ جمعیت نیمه گرمسیری فراهم کند.
عفیفه رحمان، سرپرست این تیم تحقیقاتی گفته است: پیش بینی های اقلیمی نشان می دهد که شار بخار اقیانوسی در طول زمان افزایش می یابد و حتی منبع آب شیرین بیشتری را فراهم می کند. بنابراین، ایده ای که ما پیشنهاد می کنیم تحت تغییرات آب وهوایی قابل اجرا خواهد بود. این یک رویکرد بسیار موثر برای سازگاری با تغییرات آب وهوایی، به ویژه برای جمعیت های آسیب پذیری است که در مناطق خشک و نیمه خشک جهان زندگی می کنند.
آب را روی هوا می زنند
پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور موفق شدند با استفاده از یک هواژل هوشمند، هوا را به آب پاک و تمیز تبدیل کنند، در حالی که این هواژل نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارد. این تیم نوعی هواژل فوق سبک ساخته اند که کمی شبیه اسفنج به نظر می رسد و به همان شکل کار می کند، اما برای بیرون کشیدن آبی که از هوای اطراف جذب می کند، نیازی به فشار دادن آن نیست. علاوه بر این، برای استخراج آب موردنیاز به باتری نیازی ندارد. پژوهشگران می گویند یک کیلوگرم از این هواژل در یک روز مرطوب در سنگاپور، روزانه ۱۷ لیتر آب تولید می کند. ترفند این روش در استفاده از پلیمرها است که مولکول های بلندی هستند که در هواژل جمع شده اند. این پلیمر دارای یک ساختار شیمیایی است که باعث جذب آب و همچنین دفع آن می شود. بنابراین، این هواژل هوشمند مولکول های آب را از هوا جذب می کند، آنها را به شکل مایع متراکم می کند و آب حاصل را بیرون می دهد. علاوه بر این، هنگامی که نور آفتاب کافی باشد، این هواژل برای دفع آب سریع تر هم عمل و ۹۵ درصد بخار آب درون هواژل را به آب مایع تبدیل می کند. گفتنی است، سنگاپور دارای آب وهوای مدیترانه ای و گرم و مرطوب است که رطوبت بالای آن امکان ساخت و استفاده چنین دستگاهی را می دهد.
آب از دست دانش بنیان ها می چکد
در ادامه علی اکبر بابالو، یکی از صاحبان شرکت های دانش بنیان ایرانی در زمینه تولید دستگاه های تصفیه آب و آب شیرین کن در گفت وگو باصمت گفت: آب شیرین کن ها به طورمعمول برای اقلیم هایی به کار می روند که آب آنها شور است، اما نیاز کل کشور در زمینه دستگاه های تصفیه آب است. نکته اساسی این است که در بسیاری از مواقع، آبی که مصرف می کنیم، شور نیست، اما دارای یک سری آلودگی ها و مواد مضری است که می توان با یک فرآیند تصفیه ساده آن را رفع کرد. در نهایت، در بیشتر مناطق مختلف کشور جز اهواز، قم و دیگر شهرهایی که آب شوری دارند، نیازی به تولید دستگاه های آب شیرین کن که نرخ بالایی هم دارد، نیست.
وی با اشاره به تولید دستگاه تصفیه آب با غشای سرامیکی گفت: در دستگاه های معمولی، تصفیه آب به روش اسمز معکوس انجام می شود که به هیچ املاح مضر و غیرمضری اجازه ورود به مخزن را نمی دهد و آنها را حذف می کنند، بنابراین هیچ گونه املاح مفید و غیرمفیدی در آب حاصل از تصفیه این دستگاه ها وجود ندارد. حال اگر املاح مفیدی مانند کلسیم، منیزیم و آهن در آب وجود نداشته باشد، خوردن طولانی مدت آن به تلخی هم می گراید و ساختار اسیدی دارد و باعث بروز انواع ناراحتی های قلبی و کلیوی می شود.
بابالو گفت: دستگاهی که تولید کردیم، املاح مفید آب را نگه می دارد و با غشای سرامیکی، املاح و مواد معلق مضر را حذف می کند. به عبارت دیگر، کلسیم، منیزیم و آهن را حذف نمی کند، اما تمام ذرات معلق در ابعاد نانومتری را حذف می کند و اجازه عبور به این ذرات را نمی دهد. این دستگاه اندازه کوچکی دارد و می توان به استفاده عموم مردم در خانه ها بیاید. این سیستم بدون برق و فشار الکتریسیته کار و در واقع با فشار آب کار می کند و هدررفت آب بسیار پایینی دارد.
سخن پایانی
آمارها حاکی از آن است که 80 درصد از کل منابع آب تجدیدشونده در کشور ما مصرف می شود؛ این عدد در بحث های توسعه پایدار، عدد بسیار بالایی است و باید ۲۰ تا ۳۰ درصد باشد. به گفته کارشناسان، اگر نگاه کوتاهی به شاخص های توسعه پایدار عربستان بیندازیم، می فهمیم که میزان مصرف آب این کشور به مراتب بالاتر از میزان بارش آن است. آنها این کسری را از شیرین سازی آب تامین می کنند. عربستان کشوری است که از منابع آب نامتعارف برای کسری آب خود بهره می گیرد و کمتر از منابع تجدیدپذیر استفاده می کند. استفاده از منابع آب نامتعارف نیازمند دسترسی و بکارگیری فناوری های پیشرفته است. به همین دلیل شاید بیراه نباشد که بگوییم امروز در کنار مدیریت صحیح و تغییر نگرش در بحث استفاده از آب، فناوری می تواند فرشته نجات آب در نظر گرفته شود. فعالان عرصه صنعت تصفیه آب و شیرین سازها معتقدند باتوجه به شرایط اقلیمی کشورمان و وضعیت بارش آن، امروزه بیش از هر زمان دیگری نیازمند دستگاه های فناورانه برای بازگردانی آب های مصرفی به چرخه مصرف شهری هستیم، در واقع برای مقابله با بحران کم آبی باید تا جایی که می توانیم از منابع آبی تجدیدشونده کمتر استفاده کنیم و منابع آبی غیرمتعارف را موردبهره برداری قرار دهیم.
