حلول علمية لتعزيز استخدام مياه «الصرف الصحي» في الزراعة

تجري معالجة أقل من خُمسها عالمياً

يمكن استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في الزراعة (رويترز)
يمكن استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في الزراعة (رويترز)
TT
20

حلول علمية لتعزيز استخدام مياه «الصرف الصحي» في الزراعة

يمكن استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في الزراعة (رويترز)
يمكن استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في الزراعة (رويترز)

تشكل ندرة المياه مصدر قلق متزايد في مناطق مثل شمال وشرق أفريقيا، وشبه الجزيرة العربية، ومن المتوقع أن يؤدي تغير المناخ إلى تفاقم اختلالات توازن المياه، ما يؤدي إلى آثار اقتصادية واجتماعية كبيرة.

تعويض ندرة مياه الريوتقدّر الأمم المتحدة أنه بحلول 2030، لن يتمكن 1.6 مليار شخص من الحصول على مياه شرب آمنة، و2.8 مليار شخص من الوصول إلى خدمات الصرف الصحي الآمنة. ويتعرض القطاع الزراعي، الذي يستهلك 70 في المائة من مياه العالم، للخطر بشكل خاص، لكن دراسة دولية كشفت أن إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة بشكل مناسب لأغراض الري توفر حلاً واعداً يخفف بشكل كبير من ندرة مياه الري، خاصة في المناطق التي تعاني من نقص المياه.

وينتج العالم سنوياً 400 كيلومتر مكعب من مياه الصرف الصحي، مع توقعات بزيادة قدرها 50 في المائة بحلول 2050 بسبب النمو السكاني والتحضر، لكن يتم تصريف أكثر من 80 في المائة من تلك المياه دون معالجة، ما يشكل تهديداً بيئياً وصحياً كبيراً، وفق الدراسة المنشورة بعدد يونيو (حزيران)، من دورية (Nature Reviews Earth & Environment).

وكشفت الدراسة التي أجراها باحثون من الولايات المتحدة وفرنسا وإيطاليا وقبرص أنه في الوقت الحالي، تتم معالجة جزء صغير فقط (أقل من 20 في المائة) من مياه الصرف الصحي المنتجة عالمياً، وتتم إعادة استخدام جزء أصغر (2-15 في المائة) لأغراض الري.

وينبع هذا النقص في الاستخدام من المخاوف بشأن المخاطر الصحية والبيئية المحتملة المرتبطة بالمياه العادمة المعالجة بشكل غير مناسب وعدم التخلص من جميع البكتيريا والفيروسات، لكن الباحثين يؤكدون أن تقنيات المعالجة المتقدمة، إلى جانب المراقبة واللوائح القوية لجودة المياه، يمكن أن تعالج هذه المخاوف بشكل فعال.

حلول علميةوسلطت الدراسة الضوء على الحلول العلمية لتعزيز الاستخدام المستدام لمياه الصرف الصحي في الزراعة، مشيرة إلى نجاح الولايات المتحدة في معالجة وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي لتوفير إمدادات مياه مستقرة للإنتاج الزراعي، مع إمكانية انتشار هذا النموذج على نطاق واسع عالمياً.

ووفق الدراسة، تتمثل أبرز الحلول في الاستثمار في تقنيات معالجة المياه المتقدمة والمستدامة، مثل الأكسدة المتقدمة والترشيح الغشائي وتكنولوجيا النانو، لتحسين جودة المياه وكفاءتها.

وتستخدم الأكسدة المتقدمة مركبات مثل الأوزون لتفكيك الملوثات العضوية، بينما تعتمد تقنيات الترشيح الغشائي على أغشية دقيقة لفصل المواد الصلبة والسوائل. أما تقنيات النانو فتطور مواد وأدوات جديدة لمعالجة مياه الصرف الصحي. وحث الفريق على وضع أطر تنظيمية شاملة وضمان سلامة واستدامة أنظمة إعادة الاستخدام، وزيادة الوعي الاجتماعي لقبول مياه الصرف الصحي المعالجة.

وأكدت الدراسة أهمية الخطط الشاملة لإدارة المخاطر والمراقبة المستمرة لضمان الصحة البيئية والعامة، مع الحاجة إلى دراسات لتقييم البيئة الزراعية وجودة المياه.

يقول الدكتور محمد الحجري، رئيس وحدة الري والصرف بمركز بحوث الصحراء في مصر، إن استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في الزراعة غير متاح لجميع الدول بسبب تكلفتها المرتفعة، وقد تقتصر على الدول الغنية والبلدان التي تعاني من ندرة شديدة في المياه.

وأوضح لـ«الشرق الأوسط» أن أبرز المعوقات هو القبول الاجتماعي، حيث ترتبط مياه الصرف الصحي بصور سلبية في أذهان الناس، ما يصعّب قبول إعادة استخدامها، كما يوجد خوف من عدم نجاح تقنيات المعالجة في إزالة كافة العناصر والملوثات الضارة، مشيراً إلى أن بعض الدول تحظر استخدام هذه المياه في المحاصيل الغذائية.

وأشار إلى أنه يمكن تقليل تكلفة ومراحل معالجة مياه الصرف الصحي من خلال فصل المياه الرمادية، الناتجة عن الاستحمام والاستخدامات المنزلية الأخرى بعيداً عن صرف المراحيض، وبذلك تنخفض مراحل المعالجة وتقل التكلفة، ويمكن إعادة استخدامها بسهولة في الزراعة.

ونوه بأن مصر ودولاً أخرى تستخدم مياه الصرف الصحي المعالجة لري الحدائق والمسطحات الخضراء، لكنها لا تستخدمها في المحاصيل الغذائية.



علماء يستكشفون المنطقة المسؤولة عن الوعي في الدماغ

هناك بقعة زرقاء في الدماغ تلعب دوراً رئيسياً في إدراكنا (د.ب.أ)
هناك بقعة زرقاء في الدماغ تلعب دوراً رئيسياً في إدراكنا (د.ب.أ)
TT
20

علماء يستكشفون المنطقة المسؤولة عن الوعي في الدماغ

هناك بقعة زرقاء في الدماغ تلعب دوراً رئيسياً في إدراكنا (د.ب.أ)
هناك بقعة زرقاء في الدماغ تلعب دوراً رئيسياً في إدراكنا (د.ب.أ)

الوعي هو جوهر الوجود البشري، لأنه القدرة على الرؤية والسمع والحلم والتخيل والشعور بالألم أو المتعة أو الخوف أو الحب وغيرها، لكن أين يقع هذا الوعي تحديداً في الدماغ؟ سؤال لطالما حيّر العلماء والأطباء، وتقدم دراسة جديدة رؤى حديثة عن تلك المسألة.

في مسعى لتحديد أجزاء الدماغ المسؤولة عن الوعي، أجرى علماء الأعصاب قياسات للنشاط الكهربائي والمغناطيسي، بالإضافة إلى تدفق الدم، في أدمغة 256 شخصاً في 12 مختبراً في أنحاء الولايات المتحدة وأوروبا والصين أثناء مشاهدة المشاركين صوراً متنوعة. وتتبعت القياسات النشاط في أجزاء مختلفة من الدماغ.

ووجد الباحثون أن الوعي قد لا ينشأ في الجزء «الذكي» من الدماغ، وهي المناطق الأمامية حيث تحدث عملية التفكير التي نمت تدريجياً في عملية التطور البشري، لكنه قد ينشأ في المناطق الحسية في الجزء الخلفي من الدماغ الذي يعالج الإبصار والسمع، وفقاً لوكالة «رويترز».

وقال عالم الأعصاب، كريستوف كوك، من معهد ألين في سياتل: «لماذا كل هذا مهم؟». وكوك أحد المعدّين الرئيسيين للدراسة المنشورة هذا الأسبوع في دورية «نيتشر» العلمية.

وأوضح: «إذا أردنا أن نفهم ركيزة الوعي ومن يملكها، البالغون والأطفال قبل اكتساب اللغة، والجنين في الثلث الثاني من الحمل، والكلب والفأر والحبار والغراب والذبابة، فنحن بحاجة إلى تحديد الآليات الأساسية في الدماغ».

وعُرضت صور وجوه أشخاص وأشياء مختلفة على المشاركين في الدراسة.

وذكر كوك: «الوعي هو الشعور الذي نحس به عند رؤية رسم محمصة خبز أو وجه شخص. الوعي ليس السلوك المرتبط بهذا الشعور، على سبيل المثال الضغط على زر أو قول (أرى فلاناً)».

واختبر الباحثون نظريتين علميتين رائدتين حول الوعي. بموجب نظرية «مساحة العمل العصبية الشاملة»، يتجسد الوعي في مقدمة الدماغ، ثم تنتشر المعلومات المهمة على نطاق واسع في جميع أنحائه.

أما بموجب نظرية «المعلومات المتكاملة»، فينبع الوعي من تفاعل أجزاء مختلفة من الدماغ وتعاونها، إذ تعمل هذه الأجزاء معاً لدمج المعلومات المستقبلة في حالة الوعي. ولم تتفق النتائج مع أي من النظريتين.

أين يقع الوعي؟

قال كوك متسائلاً: «أين توجد العلامات العصبية التي تدل على الوعي في الدماغ؟ ببساطة شديدة، هل هي في مقدمة القشرة المخية، أي الطبقة الخارجية من الدماغ، مثل القشرة الجبهية، مثلما تنبأت نظرية مساحة العمل العصبية الشاملة؟».

طبيب ينظر إلى فحوص التصوير المقطعي للدماغ في معهد بانر لألزهايمر بفينيكس (أ.ب)
طبيب ينظر إلى فحوص التصوير المقطعي للدماغ في معهد بانر لألزهايمر بفينيكس (أ.ب)

والقشرة الجبهية الأمامية هي التي تجعل جنسنا البشري فريداً، فهي التي تحفز العمليات المعرفية العليا مثل التخطيط واتخاذ القرار والتفكير والتعبير عن الشخصية وتعديل السلوك الاجتماعي.

ومضى كوك في تساؤلاته: «أم أن علامات (الوعي) موجودة في المناطق الخلفية من القشرة؟». والقشرة الخلفية هي المنطقة التي تحدث فيها معالجة السمع والإبصار.

وقال: «هنا، تصبّ الأدلة بشكل قاطع في مصلحة القشرة الخلفية. إما أن المعلومات المتعلقة بالوعي لم يُعثر عليها في الأمام، وإما أنها كانت أكثر ضعفاً من تلك الموجودة في الخلف. وهذا يدعم فكرة أن الفصوص الجبهية، وإن كانت ضرورية للذكاء والحكم والاستدلال... إلخ، لا تشارك بشكل حاسم في الرؤية، أي في الإدراك البصري في حالة الوعي».

ومع ذلك، لم تتمكن الدراسة من تحديد ما يكفي من الاتصالات التي تستمر للمدة التي تستغرقها تجربة الوعي في الجزء الخلفي من الدماغ لدعم نظرية المعلومات المتكاملة.

وهناك تطبيقات عملية لتكوين فهم أعمق لديناميات الوعي في الدماغ.

وقال كوك إن ذلك سيكون مهماً لطريقة تعامل الأطباء مع المرضى في حالات الغيبوبة أو متلازمة اليقظة بلا استجابة، وهي حالة يكونون فيها مستيقظين، ولكن لا تظهر عليهم أي علامات على الوعي بسبب إصابة دماغية أو سكتة دماغية أو سكتة قلبية أو جرعة زائدة من المخدرات أو أسباب أخرى.

ومن بين هؤلاء المرضى، يموت ما بين 70 إلى 90 بالمائة بسبب اتخاذ قرار بسحب العلاج الذي يدعم الحياة.

وقال كوك: «مع ذلك، نعلم الآن أن نحو ربع المرضى في حالة الغيبوبة أو متلازمة اليقظة بلا استجابة يكونون واعين وعياً خفياً، ومع ذلك لا يستطيعون الإشارة إلى ذلك»، في إشارة إلى بحث منشور العام الماضي في دورية «نيو إنغلاند» الطبية.

وأضاف: «ستمكننا معرفة آثار الوعي في الدماغ من أن نرصد بشكل أفضل هذا الشكل غير الظاهر من (الوجود) دون القدرة على الإشارة».