تقنية «ذكية» لمراقبة جودة مياه الشرب

يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)
يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)
TT

تقنية «ذكية» لمراقبة جودة مياه الشرب

يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)
يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)

طوّر فريق بحثي من معهد كوريا للعلوم والتكنولوجيا، تقنية تعتمد على الذكاء الاصطناعي لمراقبة جودة مياه الشرب.

وأوضح الباحثون أن هذه التكنولوجيا تأتي مساهمة في تحسين جودة المياه من خلال تطبيقها في شبكات قياس جودة المياه الوطنية الآلية، وفق النتائج التي نُشرت، الاثنين، في دورية (Water Research).

ويعاني نحو 2.2 مليار شخص، أي أكثر من ربع سكان العالم، من نقص في الوصول إلى مياه الشرب الآمنة. كما يعاني نحو نصف سكان العالم من ندرة حادة في المياه خلال جزء من السنة.

وللتغلب على نقص المياه، تُنفق تكاليف ضخمة على مشاريع مثل الري عبر أنظمة الصّرف الصّحي واستخدام مصادر مياه بديلة، مثل إعادة استخدام مياه الأمطار وتحلية مياه البحر، مع زيادة الحاجة إلى تكنولوجيا إنتاج المياه اللامركزية.

وتشمل هذه التكنولوجيا، وفق الدراسة، تقنيات المعالجة الكهروكيميائية، التي تستخدم الكهرباء لإزالة الملوثات وتحسين جودة المياه. وتعتمد هذه الأساليب على الأقطاب الكهربائية لتحفيز تفاعلات أكسدة واختزال، ما يساعد على تحييد الملوثات أو فصلها عن الماء. وتُستخدم هذه الطرق بشكل متزايد في الأنظمة اللامركزية لإزالة أيونات العناصر الثقيلة الضارة في المياه مثل الصوديوم والبوتاسيوم وتحسين نقاء المياه.

وتعتمد فاعلية المعالجة على نوع الأيونات وكميتها، التي قد تؤثر على التوصيل الكهربائي للماء وتفاعلات الأقطاب؛ مما يجعل مراقبة تركيزها أمراً ضرورياً لتحقيق نتائج معالجة فعالة.

ومع ذلك، فإن المستشعرات المستخدمة في هذه العمليات لا تستطيع قياس وتتبع الأيونات الفردية في المياه بدقّة، مما يجعل من الصعب الحصول على تقديرات دقيقة لجودة المياه.

لذا، استخدم الباحثون نموذجاً يعتمد على الذكاء الاصطناعي، وتحديداً التعلم الآلي، للتنبؤ بتركيزات أيونات العناصر الثقيلة في المياه مثل الصوديوم والبوتاسيوم، بهدف تقييم معدل التلوث في محطات تنقية المياه.

وتمكّن النموذج من التنبؤ بدقّة عالية بتركيزات كلّ من أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكلوريد أثناء عمليات المعالجة الكهروكيميائية.

ومن خلال استخدام هذا النموذج، يمكن للذكاء الاصطناعي تحليل البيانات واستنتاج تركيزات الأيونات المختلفة، مما يعزّز القدرة على مراقبة جودة المياه بدقة أكبر، ويُسهم في تحسين كفاءة المعالجة ويُتيح استجابة أسرع لتغيّرات نوعية المياه، وفقاً للباحثين.

وأظهرت النتائج أنه يجب تحديث التنبؤات كلّ 20 إلى 80 ثانية لتحسين الدّقة، مما يعني أن شبكات جودة المياه الوطنية يجب أن تقيس جودة المياه بشكل مستمر، على الأقل مرّة واحدة في الدقيقة، لتدريب النموذج بشكل صحيح.

وأشار الباحثون إلى أن هذه التكنولوجيا تمثّل خطوة مهمة نحو تعزيز نُظم إدارة المياه وتحقيق توزيع أكثر عدلاً وأماناً للمياه على الصّعيدين المحلي والعالمي.


مقالات ذات صلة

علاج طويل الأمد يقلل مخاطر الزكام على العين

يوميات الشرق الزكام قد يسبب التهابات وعدوى تؤثر على الرؤية (مركز نيويورك لانجون هيلث الطبي)

علاج طويل الأمد يقلل مخاطر الزكام على العين

كشفت دراسة أميركية عن أن العلاج طويل الأمد بمضادات الفيروسات، بجرعات منخفضة، يمكن أن يقلل من مخاطر التهابات العين والألم الناتج عن الزكام.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق يريد الكاذبون أن يبدوا أكثر صدقاً من خلال الحفاظ على تواصل بصري ثابت (سيكولوجي توداي)

إشارتان من شأنهما أن تفضحا الكاذب... تَعَرَّف عليهما

سيكولوجيا كشف الكذب لها ماضٍ طويل ومعقد وليس بالضرورة ناجحاً. يلجأ الباحثون للتركيز فيها على التلميحات غير اللفظية مثل نظرة العين، وتعبيرات الوجه، ووضعية الجسم.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
يوميات الشرق العمل أربعة أيام في الأسبوع موضوع نقاش مستمر في ألمانيا (رويترز)

دراسة: اقتصار أيام العمل بألمانيا على 4 أسبوعياً يخفف توتّر الموظفين

يؤدي اقتصار أيام العمل في الأسبوع على أربعة إلى تخفيف التوتّر الذي يعانيه الموظفون.

«الشرق الأوسط» (برلين)
يوميات الشرق النظام يستخدم ضوء الأشعة تحت الحمراء لتجنُّب إزعاج النحل (جامعة دورهام)

نظام إلكتروني لمراقبة نحل العسل وحمايته

طوّر باحثون في جامعة «دورهام» البريطانية، بالتعاون مع شركاء دوليين، نظاماً إلكترونياً يُجري مراقبة مستمرّة وطويلة الأمد لمستعمرات نحل العسل.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )

«غوغل» تشتري مفاعلات نووية لتشغيل ذكائها الاصطناعي

شعار شركة «غوغل» على أحد مباني الشركة في سان دييغو (رويترز)
شعار شركة «غوغل» على أحد مباني الشركة في سان دييغو (رويترز)
TT

«غوغل» تشتري مفاعلات نووية لتشغيل ذكائها الاصطناعي

شعار شركة «غوغل» على أحد مباني الشركة في سان دييغو (رويترز)
شعار شركة «غوغل» على أحد مباني الشركة في سان دييغو (رويترز)

ستشتري شركة «غوغل» طاقة نووية من شركة «كايروس باور» الأميركية الناشئة، سيتم إنتاجها بواسطة مفاعلات صغيرة من الجيل الجديد تسمى «إس إم آر» small modular reactor (SMR)، على ما أعلنت الشركة التكنولوجية الأميركية الكبرى، الاثنين.

وينص العقد على تشغيل أول محطة «إس إم آر» لـ«كايروس» بحلول عام 2030، مع زيادة الإنتاج حتى 2035، لتوفير استجابة إضافية لاحتياجات الكهرباء الهائلة لـ«ألفابت»، الشركة الأم لـ«غوغل».

ورفضت «غوغل» التطرق إلى قيمة هذا العقد. وقد أدى ظهور الحوسبة من بعد «الحوسبة السحابية» إلى زيادة استهلاك الطاقة لدى لاعبين رئيسيين في هذا القطاع، مثل «غوغل» و«مايكروسوفت» و«أمازون»، بسبب استخدام مراكز تخزين الخوادم (مراكز البيانات). وازدادت أهمية هذه المراكز مع تطور الذكاء الاصطناعي التوليدي (AI) الذي يتطلب كميات هائلة من البيانات وأشباه الموصلات.

ولضمان حصولها على موارد كافية من الكهرباء، تعقد الشركات البارزة في مجال الحوسبة السحابية اتفاقيات مع موردي الطاقة المتجددة، وخصوصاً الطاقة النووية. وفي نهاية سبتمبر (أيلول)، أعلنت «مايكروسوفت» عن شراكة مع مجموعة «كونستيليشن إنرجي» الأميركية تنص على إعادة فتح مفاعل في محطة كهرباء «ثري مايل آيلاند» في ولاية بنسلفانيا. وتم إغلاق المفاعل الثاني في «ثري مايل آيلاند» سنة 1979، وهو العام الذي شهد أخطر حادث في مجال الطاقة النووية المدنية الأميركية.

والـ«إس إم آر» مثل «كايروس إف إتش آر»، هي مفاعلات من الجيل الجديد لم يتم تشغيل أي منها بعد في الولايات المتحدة. وعلى الرغم من أن تكلفة ابتكار النماذج الأولية مرتفعة، فإنه يُفترض أن تكون أقل تكلفة بكثير على المدى البعيد من محطات الطاقة النووية التقليدية؛ لأنه يمكن إنتاجها في سلسلة.