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

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.



الشمس تلعب دوراً في وقوع الزلازل وتساعد على التنبؤ بها

الحرارة المنبعثة من الشمس قد تلعب دوراً في حدوث الزلازل (أرشيفية-رويترز)
الحرارة المنبعثة من الشمس قد تلعب دوراً في حدوث الزلازل (أرشيفية-رويترز)
TT

الشمس تلعب دوراً في وقوع الزلازل وتساعد على التنبؤ بها

الحرارة المنبعثة من الشمس قد تلعب دوراً في حدوث الزلازل (أرشيفية-رويترز)
الحرارة المنبعثة من الشمس قد تلعب دوراً في حدوث الزلازل (أرشيفية-رويترز)

كشفت دراسة جديدة أن الحرارة المنبعثة من الشمس قد تلعب دوراً في إحداث الزلازل على الأرض، وهو الاكتشاف الذي يمكن استخدامه لتحسين التنبؤات بالزلازل، من خلال وضع هذا العامل في الحسبان أيضاً.

ما الزلازل وكيف تقع في الأساس؟

تتكون الأرض من أربع طبقات رئيسية: اللب الداخلي، واللب الخارجي، والوشاح، والقشرة. وتُشكل القشرة والجزء العلوي من الوشاح طبقة رقيقة على سطح كوكبنا. لكن هذه الطبقة لا تتكون من قطعة واحدة، بل من عدة قطع مثل ألغاز الصور المجزأة (puzzles)، والتي تغطي سطح الأرض. وهذه القطع تسمى الصفائح التكتونية، وهي تتحرك باستمرار ببطء.

إلا أن هذه الصفائح قد تنزلق عبر بعضها البعض فجأة.

وعند انزلاقها قد تتعطل حركة الصفائح التكتونية بسبب الاحتكاك بين حوافها وحواف الصفائح المجاورة.

هذا العطل يؤدي إلى تراكم كميات هائلة من الطاقة فيما بين الصفائح، وعندما ينفكُّ هذا التشابك أو العطل، يجري إطلاق كميات هائلة من هذه الطاقة من القشرة الأرضية على شكل موجات زلزالية.

الدراسة ربطت بين النشاط الشمسي والزلزالي (أرشيفية-رويترز)

النشاط الشمسي والزلزالي

وفقاً لمجلة «نيوزويك» الأميركية، فقد ربطت الدراسة الجديدة، التي قام بها باحثون من البرازيل واليابان، بين النشاط الشمسي والزلزالي، من خلال تأثير الشمس على الغلاف الجوي للأرض.

وتستند الدراسة إلى بحث سابق نُشر في عام 2022، ووجد ارتباطاً بين أعداد البقع الشمسية (وهي مناطق مظلمة بحجم الكوكب تتشكل في الغلاف الجوي السفلي للشمس نتيجة الاضطرابات المغناطيسية الشديدة) والنشاط الزلزالي هنا على الأرض.

وقد وجد هذا التحليل أن دقة التنبؤ بحجم الزلزال يمكن تحسينها بنسبة 2.6-17.9 في المائة عند أخذ بيانات النشاط الشمسي في الحسبان.

وفي الدراسة الجديدة، حلل الباحثون بيانات الزلازل، إلى جانب سجلات النشاط الشمسي ودرجات حرارة سطح الأرض.

وقد وجدوا أن الحرارة الشمسية تدفع التغيرات في درجات الحرارة الجوية، والتي بدورها يمكن أن تؤثر على أشياء، مثل خصائص الصخور والقشرة الأرضية وحركة المياه الجوفية.

وقال مؤلف البحث وعالم الكومبيوتر ماتيوس سالدانها، من جامعة ساو باولو بالبرازيل: «يمكن لمثل هذه التقلبات أن تجعل الصخور أكثر هشاشة وعرضة للتشقق، ويمكن للتغيرات في هطول الأمطار وذوبان الثلوج أن تُغير الضغط الموضوع على حواف الصفائح التكتونية».

وأضاف: «وبينما قد لا تكون هذه العوامل هي المحرك الرئيسي للزلازل، إلا أنها قد تلعب دوراً يمكن أن يساعد في التنبؤ بالنشاط الزلزالي».

وجرى نشر الدراسة الجديدة في «مجلة العلوم غير الخطية».