تحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف: حلول المياه المبتكرة
إن تحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف توفر منارة أمل لكوكب عطشان. هذا ليس مجرد خيال علمي. إنها طريقة عملية لمعالجة الاحتياجات المائية المتزايدة.
ولكن هل تحويل مياه البحر إلى مياه للشرب بهذه السهولة حقًا؟ دعونا نستكشف هذا الحل المتقدم لإمدادات المياه الموثوقة.
جدول المحتويات:
- العطش حقيقي
- تحلية مياه البحر: تحويل المد
- مخاوف بشأن تحلية مياه البحر
- البحث عن حلول مستدامة لمياه البحر
- أسئلة وأجوبة حول
تحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف - وفي الختام
العطش حقيقي
في جميع أنحاء العالم، تعاني المناطق من نقص المياه. ومن المرجح أن تتفاقم هذه المشكلة، خاصة في الأماكن التي تعاني بالفعل من الجفاف في جميع أنحاء العالم. وتشهد بعض المناطق ما يعتقد الخبراء أنه أسوأ موجة جفاف منذ أكثر من 1,200 عام. فكر في الأمر، أجزاء من الولايات المتحدة وجنوب أوروبا وغرب تركيا، تواجه جميعها حالة الجفاف.
وهذا يطرح السؤال، ما الذي يجعل هذا الوضع مختلفًا عن فترات الجفاف الماضية؟
تغير المناخ يفاقم الجفاف
نحن نعلم أن تغير المناخ يجعل فترات الجفاف أكثر جفافًا والفترات الرطبة أكثر رطوبة. مع ارتفاع درجات الحرارة، يتبخر الماء من الأرض بشكل أسرع، مما يؤدي إلى جفاف التربة وترك كمية أقل من المياه المتاحة. وتعني درجات الحرارة الأكثر دفئًا أيضًا كمية أقل من الثلوج، مما يغذي الأنهار والخزانات عندما يذوب. ويؤدي هذا المزيج إلى كارثة بالنسبة للمناطق التي تعتمد على ذوبان الثلوج للحصول على المياه.
• أحدث تقرير للفريق الحكومي الدولي يعزز هذه الفكرة من خلال التنبؤ بموجات الجفاف الشديدة على نحو متزايد، ورسم صورة قاتمة لمستقبل المناطق المعرضة للجفاف. وهناك اتجاه آخر مثير للقلق وهو النمو السكاني في العديد من هذه المناطق القاحلة.
ويستمر الناس في الانتقال إلى هذه المناطق، على الرغم من أن تغير المناخ يجعلها أقل ملاءمة للعيش. ففي جنوب غرب الولايات المتحدة على سبيل المثال، حدث النمو السكاني في الفترة من 1950 إلى 2010 بمعدل ضعف المعدل في بقية أنحاء البلاد، مما زاد من الضغط على موارد المياه المحدودة. تشبه هذه المشكلة إضافة المزيد من الضيوف إلى حفلة عندما يكون وعاء التثقيب فارغًا تقريبًا.
تحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف: تحويل المد
الخبر الجيد؟ وتعتمد أكثر من 120 دولة على محطات تحلية المياه لتحويل مياه المحيط المالحة إلى مياه عذبة. تستخدم هذه النباتات طرقًا ذكية لإزالة الملح والمعادن الأخرى.
يقوم التقطير الحراري بغلي مياه البحر لالتقاط البخار الذي يترك الملح وراءه. في المقابل، يستخدم التناضح العكسي الضغط لدفع مياه البحر عبر أغشية متخصصة. تسمح هذه الأغشية بمرور المياه العذبة أثناء التقاط الملح، مثل عصر الأشياء الجيدة مع الحفاظ على الشوائب في الخلف.
اليوم، التناضح العكسي تنتج ما يقرب من 70% من إمدادات المياه المحلاة في العالم لأنها تعتبر الأكثر فعالية من حيث التكلفة. يحتل التناضح العكسي مركز الصدارة باعتباره العمود الفقري لتحلية المياه. إنها تتسم بالكفاءة والفعالية، لذا فليس من المستغرب أن تتبناها المزيد من البلدان. وينطبق هذا بشكل خاص على انخفاض تكاليف التشغيل بشكل كبير خلال السنوات الأخيرة.
مخاوف بشأن تحلية مياه البحر
لا يوجد حل يخلو من السلبيات، وتحلية مياه البحر لها نصيبها. إنه ليس حلاً بسيطًا؛ نحن بحاجة إلى أن نكون صادقين بشأن التحديات التي تأتي مع تحلية المياه. ومع ذلك، فإن الاعتراف بهذه التحديات يسمح لنا بإيجاد حلول أفضل وأكثر استدامة لإمداداتنا بمياه الشرب.
استهلاك الطاقة
إحدى القضايا المهمة هي استهلاك الطاقة. على نطاق واسع تحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف تستخدم كمية كبيرة من الطاقة لإنتاج المياه العذبة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الطاقة مطلوبة لدفع ملايين الجالونات (اللترات) من مياه البحر عبر المسام الصغيرة. وقد يكون ذلك مكلفًا، مما يرفع تكلفة المياه المحلاة مقارنة بمصادر المياه التقليدية.
في كثير من الأحيان، تأتي تحلية المياه مع بصمة كربونية كبيرة، مما يزيد من تغير المناخ - وهي المشكلة ذاتها التي تحاول التخفيف من حدتها. ومع ذلك، فإن التصميم المبتكر للعملية مع تكنولوجيا المعالجة المتقدمة قد قلل بالتأكيد من هذه المخاوف.
المنتج الثانوي للمحلول الملحي
ماذا يحدث لبقايا الطعام المالحة والمركزة؟ نحن نسمي ذلك "المحلول الملحي". لا يمكننا ببساطة رمي المياه المالحة مرة أخرى في المحيط دون التسبب في ضرر. يمثل التخلص من هذه المياه المالحة الزائدة – المليئة بالمعادن المستخرجة والمواد الكيميائية المستخدمة في العملية – تحديًا بيئيًا جديدًا. ومع ذلك، يمكن أيضًا التخفيف من هذا التحدي من خلال التحسين الدقيق لعملية التصميم.
إن إلقاء المياه المالحة عالية التركيز مرة أخرى في البحر يمكن أن يهدد الحياة في المحيط. يغوص هذا المنتج الثانوي الأكثر كثافة إلى قاع المحيط، مما يعطل توازن الملوحة الطبيعي.
ومع ذلك، لاحظت دراسة أجريت عام 2019 عدم وجود آثار ضارة فورية عند تفريغ هذا المحلول الملحي المركز من خلال أنظمة نشر المحلول الملحي المبتكرة. لذلك، يجب أن نضع في اعتبارنا كيفية تصميم أنظمة نشر المحلول الملحي لتحسين التخلص من المحلول الملحي.
التأثيرات البيئية
وتؤثر إزالة كميات كبيرة من مياه البحر على النظم البيئية المحلية، حيث يمكن أن يؤثر سحب المياه من المحيط على التوازن المحلي للملوحة ودرجة الحرارة، مما يؤدي إلى حدوث اضطرابات. ومع ذلك، يمكن لأنظمة استهلاك المياه المصممة بعناية أن تخفف من هذه المشكلات المحددة لتمكين عملية معالجة أكثر استدامة.
وبينما نسعى للتخفيف من حدة مشاكل ندرة المياه، نحتاج إلى تقليل الخلل البيئي في أنظمتنا البيئية المحلية. الاستدامة تعني حماية الناس وكوكبنا.
البحث عن حلول مستدامة لمياه البحر
يمكننا أن نفعل ما هو أفضل. تتعامل الشركات في جميع أنحاء العالم بالفعل مع هذه التحديات، وتعمل على تحقيق المزيد تقنيات تحلية المياه المستدامة. إنه جهد جماعي، بدءًا من مختبرات الجامعة والمبادرات الحكومية وحتى تطبيقات الشركة. التعاون العالمي يغذي الأمل في المستقبل.
الطاقة المتجددة الهجينة
أحد مجالات التركيز هو التحول من مصادر الطاقة التقليدية نحو نهج الطاقة الهجينة إذا كان ذلك ممكنا. يمكننا الاستفادة من قوة العلم والطبيعة. على سبيل المثال، يمكن أن يساعد دمج الغاز الطبيعي النظيف أو الطاقة الشمسية أو حتى الطاقة النووية في تشغيل محطات تحلية المياه بشكل أكثر استدامة.
تخيل استخدام قوة الأمواج أو طاقة الشمس لتحويل مياه البحر المالحة إلى مورد يمنح الحياة. تعرض مشاريع مثل Floating WINDdesal استخدام طاقة الرياح لتشغيل محطات تحلية مياه البحر الصغيرة في مناطق معينة.
التقنيات المتقدمة: نيوم
تعمل المشاريع المبتكرة على إعادة تصور كيفية تصميم مرافق تحلية المياه. لم يعد الأمر يتعلق بمجرد بناء أكبر، بل بناء أكثر ذكاءً مع تخفيف البصمة البيئية. يتصور مشروع طموح قيد التنفيذ في المملكة العربية السعودية نظامًا مستقبليًا لتحلية المياه يعمل بالطاقة الشمسية لتوفير المياه العذبة لسكانها. إنهم يستغلون طاقة الشمس من خلال هياكل ضخمة على شكل قبة لتشغيل تحلية المياه.
تهدف خطط نيوم إلى الحياد الكامل للكربون، مما قد يؤدي إلى تقليل المياه المالحة الضارة. وتهدف نيوم إلى توفير حوالي 30,000 ألف متر مكعب من المياه العذبة كل ساعة. يمكنك مشاهدة هذا النهج المبتكر بالتفصيل في مقطع الفيديو الخاص بهم على YouTube أدناه:
يسلط هذا الابتكار واسع النطاق الضوء على الدافع للجمع بين إنتاج المياه مع الحد الأدنى من التأثير البيئي. ويظهر الالتزام الذي أظهرته مشاريع مثل نيوم، التركيز الجاد على التنمية المستدامة لتحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف.
إعادة تدوير مياه الصرف الصحي
تخيل تحويل المياه المستخدمة لدينا إلى مورد قيم من خلال إعادة التدوير. فكر في كمية المياه التي نغسلها في مراحيضنا أو نرسلها إلى البالوعات يوميًا. نقوم بالفعل بمعالجة مياه الصرف الصحي لمختلف التطبيقات. ومع ذلك، فإن إعادة تدوير مياه الصرف الصحي المعالجة مباشرة للاستخدامات غير الصالحة للشرب أو حتى الصالحة للشرب أصبحت شائعة بشكل متزايد في المناطق التي تعاني من نقص المياه مثل كاليفورنيا وكذلك منطقة الشرق الأوسط.
ففي الولايات المتحدة وحدها نستطيع استعادة ما يقرب من 50 مليون طن من مياه الصرف الصحي البلدية يومياً، وهو ما يكفي لتلبية نحو 6% من إجمالي احتياجات البلاد من المياه. يمكننا استخدامها لري المحاصيل، والحفاظ على المروج والحدائق الخضراء، وحتى تعبئة مصادر المياه الجوفية المستنزفة.
أجزاء كثيرة من العالم تفعل ذلك بالفعل. دراسة 2017 يظهر مبادرات ناجحة واسعة النطاق لاستصلاح المياه وإعادة استخدامها في جميع أنحاء العالم، مما يدل على جدوى تحويل مياه الصرف الصحي إلى مورد قيم. وتعرض الدراسة قصص نجاح، مثل إسرائيل، حيث يعتمد ما يقرب من 85% من استخدام المياه المنزلية على مياه الصرف الصحي المعاد تدويرها، مما يثبت إمكانية إعادة تدوير المياه على نطاق واسع من خلال التخطيط السليم والتصميم المبتكر والتكنولوجيا المتقدمة.
ويدرك صناع السياسات الحاجة إلى التمويل. ويهدف مشروع قانون حالي قيد المراجعة من قبل الكونجرس الأمريكي إلى تخصيص مليارات الدولارات للبنية التحتية لإعادة تدوير المياه في الولايات الغربية المعرضة للجفاف.
تحسين البنية التحتية القائمة
إننا نفقد الكثير من المياه العذبة بسبب تسرب الأنابيب والأنظمة القديمة. إصلاح هذه الأمور من شأنه أن يحسن نظام المياه بشكل كبير. على سبيل المثال، يمكنك إصلاح التسريبات، وتحديث أنظمة المياه القديمة، وتنفيذ طرق الري الفعالة.
تستخدم الأنظمة الحديثة تقنيات ذكية لمنع فقدان المياه وإدارة توزيعها بشكل أكثر فعالية، مما يقلل الضغط غير الضروري على موارد المياه العذبة. الأمر كله يتعلق بالعمل بشكل أكثر ذكاءً، وليس بجهد أكبر.
احتضان التحول في العقلية
وبعيداً عن التغييرات واسعة النطاق في البنية الأساسية، فإن الإجراءات الفردية أيضاً تحدث فرقاً هائلاً. تضاف تغييرات بسيطة في نمط الحياة، مثل استخدام رؤوس الدش ذات التدفق المنخفض أو إصلاح الحنفيات المتسربة أو اختيار النباتات المحلية لحدائقنا. إن تراكم هذه الجهود التي تبدو صغيرة هو الذي يخلق تغييرًا مؤثرًا.
أسئلة وأجوبة حول
تحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف
ما هي المناطق في جميع أنحاء العالم التي يمكن أن تستفيد أكثر من تحلية مياه البحر؟
إن المناطق ذات الوصول المحدود إلى مصادر المياه العذبة، مثل المناطق القاحلة أو شبه القاحلة، وخاصة المجتمعات الساحلية، ستستفيد بشكل كبير من تحلية المياه. يمكن لهذه التكنولوجيا أن تغير قواعد اللعبة بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في المناطق التي تعاني من نقص المياه مثل الشرق الأوسط وكاليفورنيا وأستراليا وأجزاء من جنوب أوروبا وأفريقيا. على سبيل المثال، تعاني هذه المناطق من الجفاف الممتد وتتمتع بسهولة الوصول إلى كميات هائلة من مياه البحر.
يمكن لمحطات تحلية المياه تحويل مياه البحر إلى مياه عذبة صالحة للشرب، مما يوفر إمدادات ثابتة، حتى خلال فترات هطول الأمطار القليلة.
ما هي المنطقة التي تنتج حوالي 70% من المياه المحلاة في العالم؟
وتشير التقارير إلى أن حوالي 70% من المياه المحلاة في العالم تأتي من منطقة الشرق الأوسط، مما يسلط الضوء على التزام هذه الدول بإيجاد الحلول بسبب ظروف الإجهاد المائي الفريدة التي تعاني منها. إنهم يستثمرون بكثافة في التكنولوجيا وهم في طليعة جعل تحلية مياه البحر قابلة للتطبيق، ويرجع ذلك على الأرجح إلى ارتفاع الطلب على المياه في هذه البلدان القاحلة.
ما هي منطقة العالم التي تستخدم أكبر كمية من تحلية المياه؟
ويظل الشرق الأوسط أكبر مستخدم لمرافق تحلية المياه، مما يدل على اعتمادهم الكبير على هذه الطريقة، لأنها توفر الاستقلال الذي تشتد الحاجة إليه عن موارد المياه العذبة الشحيحة والمعرضة للجفاف، مما يساعدهم على الازدهار والنمو على الرغم من الإجهاد المائي.
ما هي المنطقة التي لديها أكبر عدد من محطات تحلية المياه؟
وتشير الدراسات إلى أن نحو 70% من محطات تحلية المياه في العالم البالغ عددها 20,000 ألف محطة موجودة في الشرق الأوسط، بما في ذلك بعض أكبر المحطات في العالم. ويتطلب موقعهم الجغرافي اتباع أساليب مبتكرة لمكافحة ندرة المياه المزمنة، مما يجعلهم محولين ممتازين لهذه التكنولوجيا. ومن الجدير بالذكر أن أشعة الشمس الوفيرة في منطقة الشرق الأوسط والسواحل الممتدة في منطقة الشرق الأوسط قد سهلت التحول نحو تكوين هجين للطاقة الشمسية من أجل عمليات أكثر استدامة.
وفي الختام
لا تعد تحلية مياه البحر في المناطق المعرضة للجفاف حلا مثاليا، ولكنها توفر موردا قيما وموثوقا يمكن أن يؤثر بشكل كبير على مستقبل الأمن المائي. ومع تزايد عدد السكان واستمرار تغير المناخ، قد تكون هذه الطريقة حيوية لتخفيف الإجهاد المائي، وخاصة بالنسبة للمجتمعات الساحلية القاحلة والجزر. ومع ذلك، فإن هذا ليس حلاً قائمًا على مبدأ "اضبطه وانساه"، ولكنه تقنية متطورة تتطلب البحث والتطوير المسؤول.
على الرغم من أن تحلية المياه واعدة، إلا أنها ليست سوى جزء واحد من لغز أكبر يشمل الحفاظ على المياه وتغيير العقلية الجماعية نحو الاستخدام الواعي للمياه. إن تلبية الاحتياجات المائية لا تقتصر على بناء محطات جديدة فحسب؛ فهو يتطلب نهجا مبتكرا ومتعدد الأوجه لاستخدام الموارد المائية بشكل مسؤول. وهذا يعني تعزيز عادات الاستهلاك الواعية ودمج إعادة التدوير في الأنظمة الحالية.
اتصل بأخصائي معالجة المياه في Genesis Water Technologies اليوم على +1 321 280 2742 أو عبر البريد الإلكتروني على customersupport@genesiswatertech.com لمناقشة كيف يمكننا دمج كل من إعادة التدوير المستدامة للمياه وأنظمة تحلية مياه البحر المبتكرة في شركتك أو منتجعك أو مجتمعك.
تحويل عملية معالجة المياه الخاصة بك والمساهمة في مستقبل أكثر استدامة. معًا، دعونا نمهد الطريق لمياه أنظف وبيئة أكثر صحة.