تهدیدی برای خلیج‌فارس و دریای عمان

اگرچه شیرین‌سازی آب برای مصرف بومی سواحل، از نظر محیط‌زیستی کم‌خطرتر از پمپاژ آن به هزاران کیلومتر دورتر است، اما تحقیقات علمی قاطعانه نشان می‌دهد که تخلیه شورابه (Brine) حاصل از این واحدها، تهدیدی جدی و سیستماتیک برای اکوسیستم‌های شکننده خلیج‌فارس و دریای عمان محسوب می‌شود. شورابه‌ای که نه‌تنها شوری آب را به‌شکلی فاجعه‌بار افزایش می‌دهد، بلکه با تزریق حجم عظیمی از فلزات سنگین و مواد شیمیایی فرآیند تصفیه به بستر دریا، عملا مرجان‌ها، گیاهان دریایی و تنوع زیستی آبزیان را قربانی می‌کند. این توسعه، بیش از آنکه آخرین راه‌حل پس از بن‌بست اکولوژیک باشد، به‌نظر می‌رسد یک تصمیم پیشینی است که سودآوری پروژه‌های عمرانی را بر سلامت و پایداری محیط‌زیست ارجحیت می‌دهد؛ وضعیتی که منتقدان آن را ذیل عنوان هشدارآمیز «مافیای آب» دسته‌بندی می‌کنند.

به‌گزارش صمت و به‌نقل از ایرنا عضو شورای هماهنگی تشکل‌های محیط‌زیستی استان فارس، بااشاره به برداشت بی‌رویه و بی‌برنامه از منابع آب زیرزمینی، گفت: کیفیت آب به‌سمت شوری و تلخی پیش رفته و استفاده از این منابع برای کشاورزی به‌شدت محدود شده است. 

در چنین شرایطی، استفاده از دستگاه‌های آب‌شیرین‌کن به‌عنوان راهکار فوری مطرح می‌شود، اما بررسی‌های علمی نشان می‌دهد که این راهکار بیش از آنکه پاسخ پایدار باشد، می‌تواند مشکلات تازه‌ای در محیط‌زیست، اقتصاد کشاورزی و منابع‌طبیعی ایجاد  کند.

حاجی‌باقری نخستین پیامد جدی این فناوری را تولید پساب شور دانست و توضیح داد: بخش زیادی از املاح و نمک‌ها در فرآیند شیرین‌سازی وارد پساب می‌شود؛ اگر این پساب به‌طور اصولی مدیریت نشود، وارد خاک و سفره‌های زیرزمینی می‌شود و شوری خاک و آلودگی منابع آب را افزایش می‌دهد. این وضعیت می‌تواند خاک‌های کشاورزی را حتی با آب شیرین‌شده نیز از حاصلخیزی اولیه محروم کند.

عضو شورای هماهنگی تشکل‌های محیط‌زیستی فارس بااشاره به اینکه دستگاه‌های آب‌شیرین‌کن، به‌ویژه در مقیاس آبیاری، انرژی قابل‌توجهی مصرف می‌کنند، تاکید کرد: هزینه‌های بالای سرمایه‌گذاری، نگهداری، مواد شیمیایی ضدرسوب و تعمیرات تخصصی، وابستگی فنی و مالی کشاورزان را افزایش می‌دهد.

اثرات محیط‌زیستی و انتشار گازهای گلخانه‌ای

حاجی‌باقری گفت: استفاده گسترده از آب‌شیرین‌کن‌ها با مصرف بالای انرژی، به‌طورغیرمستقیم موجب افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای و فشار بیشتر بر محیط‌زیست می‌شود. این رویکرد که در ظاهر برای مقابله با بحران محیط‌زیستی است، خود در مقیاس کلان می‌تواند تشدید تغییرات اقلیمی را به‌همراه داشته باشد.

وی همچنین به پیامد پنهان دسترسی به آب شیرین‌شده اشاره کرد و گفت: این امر می‌تواند کشاورزان را به ادامه الگوهای کشت پرمصرف و غیرسازگار تشویق کند و به‌جای اصلاح الگوی کشت، توسعه گلخانه‌ها یا حرکت به‌سمت گیاهان مقاوم به شوری، همان مسیر پرریسک گذشته ادامه یابد.

حاجی‌باقری خاطرنشان کرد: هرچند آب‌شیرین‌کن‌ها در مقیاس محدود و به‌عنوان راهکار اضطراری می‌توانند بخشی از نیاز کشاورزان را پاسخ دهند، اما در مقیاس وسیع کشاورزی، پیامدهای منفی آن ـ از تخریب خاک و آلودگی منابع زیرزمینی گرفته تا هزینه‌های سنگین و اثرات جانبی محیط‌زیست ـ بسیار بیشتر از منافع کوتاه‌مدت است. 

تنفس مصنوعی کوتاه‌مدت برای کشاورزی فارس 

معاون محیط‌زیست طبیعی اداره کل حفاظت محیط‌زیست فارس نیز درباره استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها گفت: برداشت آب شور و تلخ از عمق زمین و تصفیه آن، تنها تنفس مصنوعی کوتاه‌مدتی برای کشاورزی ایجاد می‌کند.

 نبی‌الله مرادی افزود: املاح و نمک‌های حاصل از این فرآیند پس از تخلیه در سطح زمین یا حوضچه‌های تبخیری، دوباره با تبخیر آب به خاک باز می‌گردد و باعث افزایش شوری، کاهش کیفیت خاک و تشدید پدیده گرد و غبار می‌شوند.

وی بااشاره به دوره‌های خشکسالی تاریخی ایران گفت: مصرف بی‌رویه آب در شرایط کم‌آبی، آسیب جدی به طبیعت و کشاورزی وارد می‌کند. کاهش مصرف آب و واردات محصولات آب‌بر می‌تواند نقش موثری در کاهش فشار بر منابع داشته باشد و تا زمانی که این مسیر اصلاح نشود، استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها تنها راهکار موقت خواهد بود.

معاون محیط‌زیست فارس با تاکید بر اهمیت مدیریت آب و اصلاح الگوهای کشت گفت: بهره‌برداری از آب‌‌شیرین‌کن‌ها به‌تنهایی نمی‌تواند راهکار موثری باشد و تنها موجب مصرف ادامه‌دار منابع و افزایش شوری خاک می‌شود.

وی در پاسخ به پرسش درباره تاثیر آب‌شیرین‌کن‌ها بر وضعیت آب استان گفت: استفاده از آنها باوجود تصفیه خانه‌ها و امکانات موجود، تاثیر محدود و موقت دارد و آمار دقیق این موضوع توسط آب منطقه‌ای و جهاد کشاورزی ثبت و پیگیری می‌شود.

مرادی درباره سد بشار و تنگ سرخ بیان کرد: بهره‌برداری کامل از این پروژه می‌تواند بخشی از نیازهای آب شرب و کشاورزی فارس را تامین کند، اما تا زمان بهره‌برداری، مشکلات فعلی آب و خاک ادامه خواهد داشت.

افزایش ناگهانی شوری آبزیان را نابود می‌کند

مقاله‌ای تحت‌عنوان «بررسی اثرات تخلیه شورابه آب‌شیرین‌کن‌های ساحلی به دریا و بهینه‌سازی آن با استفاده از مدل‌سازی» که توسط غلامرضا شقاقی، امیرحسین جاوید، سارا الهیاری بیک و علی ماشینچیان مرادی در مجله سلامت و محیط‌زیست (فصلنامه علمی پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران) منتشر شده است که این موضوع را واکاوی می‌کند.

براساس بررسی این مقاله، تخلیه شورابه حاصل از فرآیندهای شیرین‌سازی آب دریا، یک تهدید چندوجهی برای اکوسیستم‌های دریایی محسوب می‌شود. پیامدهای محیط‌زیستی این پساب را می‌توان در 3 دسته اصلی طبقه‌بندی کرد: آلودگی شوری، آلودگی حرارتی و آلودگی شیمیایی.

شوک ناشی از افزایش شوری

شوری، مهم‌ترین و بارزترین مولفه پساب آب‌شیرین‌کن‌ها است. فرآیند نمک‌زدایی، آب را به 2 جریان اصلی تقسیم می‌کند؛ آب شیرین و شورابه بسیار غلیظ که غلظت نمک آن به‌مراتب از آب دریای اطراف محل تخلیه بیشتر است. این پساب غلیظ، به‌دلیل چگالی بالا، تمایل دارد تا سریعا به‌سمت کف دریا فرونشسته و در آنجا انباشته شود که این پدیده را لایه بندی چگالی (Density Stratification) می‌نامند.

اثرات افزایش موضعی شوری در محل تخلیه و فواصل دورتر قابل‌مشاهده است. موجودات دریایی و گیاهان آبزی تنها می‌توانند در محدوده شوری مشخصی زنده بمانند. استرس اسمزی (Osmotic Stress) یک وضعیت فیزیولوژیکی است که زمانی رخ می‌دهد که یک موجود زنده یا سلول آن، به‌دلیل تغییرات شدید در غلظت نمک یا مواد محلول (شوری) محیط اطراف، نتواند تعادل آب و املاح داخلی خود را حفظ کند. افزایش ناگهانی و شدید شوری، استرس اسمزی شدیدی را به آنها وارد می‌کند و می‌تواند منجر به مرگ و میر در گونه‌های حساس مانند ماهی‌ها، حلزون‌ها و جلبک‌ها شود. علاوه بر این، باتوجه به فرونشست شورابه، موجودات کف‌زی (Benthic Organisms) مانند مرجان‌ها، اسفنج‌ها و برخی بی‌مهرگان، در معرض بالاترین غلظت نمک قرار می‌گیرند. این امر به تغییر یا نابودی کامل جوامع زیستی در شعاع تاثیر پساب منجر می‌شود و تنوع زیستی منطقه را به‌شدت کاهش می‌دهد.

افزایش آلودگی حرارتی

در برخی از روش‌های شیرین‌سازی، به‌ویژه روش‌های حرارتی مانند تقطیر ناگهانی چندمرحله‌ای (MSF)، پساب تخلیه‌شده دارای دمایی بالاتر از آب محیط دریا محیط است. حتی در فرآیند اسمز معکوس (RO)، که غالب‌ترین روش شیرین‌سازی محسوب می‌شود، پساب می‌تواند تاحدی گرم‌تر باشد.

این آلودگی حرارتی منجر به کاهش اکسیژن محلول و تغییر متابولیسم آبزیان می‌شود. افزایش دمای آب به‌‎طورمستقیم ظرفیت آب برای حل کردن اکسیژن را کاهش می‌دهد. کاهش اکسیژن می‌تواند برای موجودات آبزی، به‌ویژه در فصل‌های گرم، مهلک باشد و منجر به مناطق هیپوکسیک (کم‌اکسیژن) در اطراف محل تخلیه شود. همچنین دمای بالاتر بر نرخ متابولیسم و تولید مثل موجودات دریایی تاثیر می‌گذارد و ترکیب گونه‌ای منطقه را به‌نفع گونه‌های مقاوم به گرما تغییر می‌دهد.

آلودگی شیمیایی و مواد زائد

شورابه علاوه بر نمک، حاوی مقادیر قابل‌توجهی از مواد شیمیایی است که در مراحل مختلف فرآیند شیرین‌سازی برای بهبود عملکرد یا نگهداری سیستم استفاده می‌شوند. این آلاینده‌ها شامل مواد ضدرسوب و ضدخوردگی، مواد منعقدکننده و فلزات سنگین است. مواد ضدرسوب (Anti-scalants) و ضدخوردگی برای جلوگیری از رسوب‌گیری غشاها و لوله‌ها استفاده می‌شود. این مواد که اغلب ترکیبات آلی فسفره یا پلیمری هستند، می‌تواند سمی باشد و در زنجیره غذایی انباشته شود. مواد منعقدکننده نیز برای پیش تصفیه آب خام و حذف ذرات معلق استفاده می‌شود که غالبا شامل ترکیبات آلومینیوم و آهن است. تخلیه این مواد می‌تواند در دوزهای بالا، اثرات سمی مستقیم بر آبزیان داشته باشد.

همچنین فرآیند خوردگی تجهیزات داخلی کارخانه، به‌ویژه در روش‌های حرارتی، می‌تواند منجر به افزایش غلظت فلزات سنگین مانند مس و نیکل در پساب تخلیه‌شده شود. تجمع زیستی این فلزات در بافت آبزیان و انتقال آن به انسان، یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های بهداشتی و محیط‌زیستی است.

آسیب به حیات دریایی در فرآیند آبگیری

علاوه بر پساب خروجی، مرحله آبگیری یا (Intake) نیز اثرات محیط‌زیستی مخربی دارد. حجم عظیمی از آب دریا برای تغذیه کارخانه مکش می‌شود. در فرآیند جذب، موجودات بزرگ‌تر مانند ماهی‌ها، ستاره‌های دریایی و حلزون‌ها در دهانه ورودی گیر کرده و از بین می‌روند. همین‌طور موجودات کوچک‌تر، پلانکتون‌ها و لاروهای آبزی به‌همراه جریان آب وارد لوله‌ها و پمپ‌ها شده و در فرآیندهای تصفیه و غشایی نابود می‌شوند. نابودی لاروها به‌طورمستقیم بر جمعیت آبزیان بالغ در آینده تاثیر می‌گذارد.

ابزار ضروری برای کنترل شوری و حرارت پساب

این مقاله بر این تاکید دارد که باوجود ضرورت استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها، می‌توان با بهره‌گیری از مدل‌سازی عددی و طراحی مناسب خروجی، اثرات نامطلوب را به‌میزان قابل‌توجهی کاهش داد. هدف اصلی این راهکارها، دستیابی به حداکثر رقیق‌سازی اولیه در کوتاه‌ترین فاصله از نقطه تخلیه است تا شوری و دمای پساب قبل از تاثیرگذاری بر اکوسیستم به سطح آب دریا بازگردد. مدل‌سازی عددی، ابزاری ضروری برای پیش‌بینی سرنوشت و انتقال آلاینده‌ها (شوری و حرارت) در محیط آبی است که به پژوهشگران و طراحان کمک می‌کند تا غلظت نهایی آلاینده‌ها را در فواصل مختلف از محل تخلیه پیش‌بینی کرده و مناسب‌ترین نقطه برای تخلیه را تعیین کنند که در آن جریان‌های دریایی اختلاط را به‌حداکثر رسانده و آسیب را به‌حداقل برسانند و اطمینان حاصل کنند که غلظت شوری در ناحیه اختلاط از استانداردهای محیط‌زیستی فراتر نرود. انتخاب نوع مدل (دوبعدی یا سه‌بعدی) به عوامل متعددی مانند عمق آب، وجود جریان‌های جزر و مدی، اثر باد و لایه‌بندی چگالی بستگی دارد و در آب‌های عمیق، استفاده از مدل‌های سه‌بعدی مناسب‌تر است. 

طراحی سازه خروجی (اوت‌فال) تاثیر مستقیم بر میزان رقیق‌سازی اولیه دارد و روش‌های بهینه‌سازی شامل استفاده از دیفیوزرها با نازل‌های چندگانه و زاویه‌دار و تخلیه در فواصل دور از ساحل و در اعماق بیشتر است که به افزایش شانس رقیق‌سازی کمک می‌کند. همچنین، همزمان با بهینه‌سازی تخلیه، تلاش‌هایی برای کاهش حجم و غلظت شورابه نیز انجام می‌گیرد که شامل افزایش میزان بازیابی آب شیرین و استفاده از آبگیرهای زیرسطحی است که آسیب به حیات دریایی را کاهش داده و نیاز به پیش‌تصفیه پیچیده را کمتر می‌کند.

سخن پایانی

آب‌شیرین‌کن‌ها که برخی از منتقدان آن را ریشه در یک الگوی حکمرانی سودمحور و نه رویکرد پایدار می‌دانند، به بهای تحمیل یک تهدید سیستماتیک به اکوسیستم‌های شکننده خلیج‌فارس و دریای عمان تمام می‌شود. 

تخلیه شورابه غلیظ که حاوی فلزات سنگین و مواد شیمیایی است، در کنار آلودگی حرارتی و آسیب ناشی از فرآیند آبگیری، منجر به شوک اسمزی، کاهش تنوع زیستی، نابودی مرجان‌ها و افزایش شوری خاک و منابع زیرزمینی می‌شود؛ بنابراین در حالی که آب‌شیرین‌کن‌ها در مقیاس محدود می‌تواند «تنفس مصنوعی کوتاه‌مدت» برای ورشکستگی آبی ایجاد کند، در مقیاس وسیع، بدون اصلاح الگوهای کشت و مدیریت آب و بدون اطمینان از حداکثر رقیق‌سازی و کاهش آسیب‌های محیط‌زیستی آب‌شیرین‌کن‌ها، تنها یک راه‌حل موقت پرهزینه با عواقب مخرب اکولوژیک خواهد بود.