طريقة مطورة لامتصاص الكربون الجوي بتكلفة زهيدة

في محطة جديدة لمعالجة مياه الصرف الصحي بصحراء كاليفورنيا

طريقة مطورة لامتصاص الكربون الجوي بتكلفة زهيدة
TT

طريقة مطورة لامتصاص الكربون الجوي بتكلفة زهيدة

طريقة مطورة لامتصاص الكربون الجوي بتكلفة زهيدة

على حافة صحراء موهافي، على بعد 60 ميلاً إلى الشمال من مدينة لوس أنجليس، ستقوم محطة جديدة لمعالجة المياه بتحويل مياه الصرف الصحي إلى مياه صالحة للشرب.

إزالة ثاني أكسيد الكربون

سيختبر المصنع أيضاً شيئاً جديداً: إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بتكلفة قليلة أو من دون تكلفة.

في الوقت الحالي، يعد استخدام آلات «الالتقاط المباشر للهواء» عملية مكلفة. إذ يمكن أن تكلف إزالة طن واحد منه وتخزينه ما يصل إلى 1000 دولار. ومع انبعاث نحو 40 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون من البشر كل عام، لا يمكن للصناعة الناشئة أن تتوسع بسهولة لمعالجة المشكلة.

إلا أن شركة «كابتشر 6» Capture 6، وهي شركة ناشئة تشارك في المشروع الجديد في بالمديل، كاليفورنيا، تتبع نهجاً مختلفاً. ويقول إيثان كوهين كول، الرئيس التنفيذي للشركة، إن العملية الجديدة «لديها القدرة على تقليل أو حتى إلغاء تكلفة إزالة ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير». وتقوم الشركة بدمج التكنولوجيا الخاصة بها في المواقع الصناعية القائمة.

توظيف المخلفات لالتقاط الملوثات

وفي المشروع الجديد، الذي بدأ العمل به مؤخراً، ستعالج التكنولوجيا أيضاً مشكلة محطة معالجة المياه. فعندما تقوم المحطة بمعالجة مياه الصرف الصحي، سينتهي الأمر بتوليد أطنان من المياه المالحة - وهو أمر عادة ما يكون التخلص منه مكلفاً. وستستخدم «كابتشر 6» هذا المحلول الملحي لإنشاء مادة مذيبة تلتقط ثاني أكسيد الكربون من الهواء.

طريقة جديدة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون الجوي

تعمل معظم تقنيات التقاط الهواء المباشر عن طريق سحب الهواء من خلال مرشح أو سائل لامتصاص ثاني أكسيد الكربون. ثم يستخدم الكثير من الطاقة لإخراج ثاني أكسيد الكربون للتخزين أو إعادة الاستخدام.

ولكن بدلاً من استخدام المرشحات، تعتمد طريقة «كابتشر 6» على خطوة رئيسية واحدة، وهي أن المادة المذيبة التي تصنع من الماء المالح تتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين كربونات متمعدنة mineralized carbonate.

ولذا لا يلزم إزالة ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى. إذ وبدلاً من ذلك، يمكن استخدام الكربونات لصنع مواد كيميائية خضراء. وستستخدم محطة معالجة المياه المنتجة لاستبدال بعض المواد الكيميائية التي تستخدمها عادة، مما يقلل الانبعاثات من سلسلة التوريد الخاصة بها.

ويقول كوهين كول: «لقد تم تصميم نظام إزالة الكربون الخاص بنا منذ البداية كوسيلة لتسهيل عملية إزالة الكربون، وليس فقط إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي». كما ستعمل محطة معالجة المياه على تقليل الانبعاثات من خلال تجنب الحاجة إلى نقل نفايات المياه المالحة إلى مكان آخر.

طاقة متجددة ومياه صالحة للشرب

في المجمل، يقول إن العملية توفر الكثير من الطاقة في جميع أنحاء سلسلة التوريد، ما يعوض استخدامها المباشر للطاقة. وهي مصممة أيضاً للعمل بالطاقة المتجددة. تولد هذه التقنية أيضاً المزيد من مياه الشرب التي لا يمكن استخراجها من الماء المالح.

وسوف تضخ محطة معالجة المياه كل مياهها النظيفة تحت الأرض إلى طبقات المياه الجوفية، وبالتالي فإنها ستصل إلى إمدادات المياه بشكل غير مباشر بدلا من نقلها عبر الأنابيب إلى المنازل.

بالنسبة للمواد الكيميائية في المصنع، قد تكون الشركة الناشئة قادرة على تمويل عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون بالكامل دون الاعتماد على بيع أرصدة الكربون.

التقاط مليارات الأطنان من ثاني أكسيد الكربون

يقول كوهين كول إن محطات معالجة المياه تنتج كمية هائلة من نفايات المياه المالحة كل عام، بحيث يمكن توسيع نطاق العملية لالتقاط مليارات الأطنان من ثاني أكسيد الكربون. وفي بالمديل، سيعمل المصنع الجديد على التقاط نحو 25 ألف طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً بينما يقوم بتنقية 4.5 مليون غالون (الغالون 3.785 لتر) من المياه.

ويمكن استخدام هذه التكنولوجيا أيضاً في صناعات أخرى، مثل التعدين، وفي محطات إزالة الكربون على طول الساحل، حيث غالباً ما تقوم الشركات بإلقاء المياه المالحة مرة أخرى إلى المحيط، ما يضر بالحياة البحرية. وتتوقع مرافق المياه توفير 40 في المائة من التكلفة الدائمة لمعالجة المياه في المحطة بفضل التكنولوجيا الجديدة.

وبسبب التوفير في التكاليف، تقول الشركة إن لديها بالفعل مجموعة من العملاء المهتمين. إذ سيتم إطلاق مشاريع أخرى قريباً في أستراليا وكوريا الجنوبية وأجزاء أخرى من الولايات المتحدة. وقد تحصل الشركة الناشئة أيضاً على دعم المجتمع بسهولة أكبر من غيرها، لأنها يمكن أن تساعد في توليد المياه النظيفة وتجنب التأثير البيئي لإلقاء المياه المالحة أو حقنها تحت الأرض. كما أنه يتجنب الحاجة إلى نقل ثاني أكسيد الكربون المحتجز إلى مكان آخر، وهي عملية تنطوي على مخاطر.

*مجلة : «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

حقائق

25000 طن

تلتقطه المحطة من ثاني أكسيد الكربون سنوياً بعد تنقية 4.5 مليون غالون من المياه


مقالات ذات صلة

صديقة للبيئة وصحية... خصلات شعر مصنوعة من الموز

يوميات الشرق خصلات شعر مصنوعة من الموز (سي إن إن)

صديقة للبيئة وصحية... خصلات شعر مصنوعة من الموز

أصبحت توموسيمي الرئيسة التنفيذية والمؤسسة المشاركة لشركة «Cheveux Organique»، التي تصنع خصلات شعر من ألياف الموز كبديل للوصلات الصناعية.

«الشرق الأوسط» (كامبالا)
يوميات الشرق جانب من عملية جمع القمامة (رويترز)

بلدة فلبينية تتطلع لتنظيف شواطئها ببرنامج للأرز مقابل النفايات

ابتكر نشطاء في مجال البيئة في منتجع مخصص للغوص في الفلبين طريقة جديدة لتنظيف الشواطئ، إذ يعرضون كيسا من الأرز مقابل كل جوال من النفايات يجمعه السكان المحليون.

«الشرق الأوسط» (مابيني)
شؤون إقليمية مراد كوروم تسلم وزارة البيئة مجدداً من سلفه محمد أوزهسكي (حسابه على إكس)

​تركيا: تعديل حكومي محدود يشمل الصحة والبيئة

أجرى الرئيس التركي رجب طيب إردوغان تعديلاً محدوداً في حكومته بعد تكهنات شغلت الشارع خلال الأيام الماضية.

سعيد عبد الرازق (أنقرة)
يوميات الشرق النساء أكثر عرضة للوفاة بعد الكوارث الطبيعية بمقدار 14 مرة مقارنة بالرجال (أ.ب)

النساء أكثر عرضةً للوفاة بعد الكوارث الطبيعية مقارنةً بالرجال

أكّد تقرير جديد أصدرته منظمة القيادة البيئية النسائية في أستراليا أن النساء أكثر عُرضةً للوفاة بعد الكوارث الطبيعية بمقدار 14 مرة مقارنةً بالرجال.

«الشرق الأوسط» (سيدني)
بيئة الـ«جابيرو» نوع من طيور اللقلق تشتهر به محمية بانتانال الطبيعية في البرازيل (أ.ف.ب)

إنقاذ طائرَي «جابيرو» من بين ألسنة النيران في منطقة بانتانال البرازيلية

أنقذت هيئات حكومية وجمعيات مدنية من بين ألسنة النيران في منطقة بانتانال البرازيلية زوجاً من الـ«جابيرو»، وهو نوع من طيور اللقلق تشتهر به هذه المحمية الطبيعية.

«الشرق الأوسط» (كورومبا)

دراسة وراثية تشير إلى الأوكسيتوسين بوصفه علاجاً محتملاً للسمنة واكتئاب ما بعد الولادة

الإجراء يهدف لمنع الأم من نقل الجينات المعيبة في الميتوكوندريا لطفلها (رويترز)
الإجراء يهدف لمنع الأم من نقل الجينات المعيبة في الميتوكوندريا لطفلها (رويترز)
TT

دراسة وراثية تشير إلى الأوكسيتوسين بوصفه علاجاً محتملاً للسمنة واكتئاب ما بعد الولادة

الإجراء يهدف لمنع الأم من نقل الجينات المعيبة في الميتوكوندريا لطفلها (رويترز)
الإجراء يهدف لمنع الأم من نقل الجينات المعيبة في الميتوكوندريا لطفلها (رويترز)

حددت دراسة حديثة جيناً معيناً بعدّه عاملاً حاسماً في تطور السمنة والمشكلات السلوكية واكتئاب ما بعد الولادة لدى الأمهات.

وحدد العلماء هذا الجين الذي يعرف باسم TRPC5، والذي في حالة فقدانه أو خلله يمكن أن يسبب تلك الأحداث، وقد يكون لهذا الاكتشاف آثار أوسع نطاقاً على علاج اكتئاب ما بعد الولادة، حيث تعد السمنة واكتئاب ما بعد الولادة من المشكلات الصحية العالمية المهمة؛ إذ يؤثر اكتئاب ما بعد الولادة على أكثر من واحدة من كل 10 نساء خلال عام من الولادة، ويرتبط بزيادة خطر الانتحار، ويمثل أيضاً ما يصل إلى واحدة من كل خمس وفيات للأمهات في البلدان ذات الدخل المرتفع.

وفي الوقت نفسه تضاعفت معدلات السمنة بين البالغين منذ عام 1990، وتضاعفت أربعة أضعاف بين المراهقين، وفقاً لمنظمة الصحة العالمية.

وتسلط الدراسة الحديثة التي أجراها فريق دولي يضم باحثين من جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة وكلية بايلور للطب في هيوستن بالولايات المتحدة، التي نُشرت في مجلة «سيل» Cell في 2 يوليو (تموز) الحالي، الضوء على النتائج المهمة التي يمكن أن تؤثر على العلاجات المستقبلية لاكتئاب ما بعد الولادة

اكتشاف الجينات

اكتشف فريق البحث في أثناء التحقيق مع صبيين من عائلات مختلفة يعانيان من السمنة المفرطة والقلق والتوحد ومشكلات سلوكية ناجمة عن الأصوات أو الروائح أنهما يفتقدان جيناً واحداً يُعرف باسم TRPC5 الذي يقع على الكروموسوم X، وكشف المزيد من التحقيقات عن أن كلا الصبيين ورثا افتقاد الجين من والدتيهما اللتين فقدتا الجين الموجود على أحد كروموسوماتهما، وكانت الأمهات يعانين أيضاً من السمنة، لكن بالإضافة إلى ذلك عانين من اكتئاب ما بعد الولادة.

تأكيد النموذج الحيواني

ولاختبار ما إذا كان جين TRPC5 هو الذي يسبب المشكلات لدى الأولاد وأمهاتهم، لجأ الباحثون إلى نماذج حيوانية حيث قاموا بهندسة فئران وراثية تحتوي على نسخة معيبة من الجين في الفئران.

واستخدمت الفئران المعدلة وراثياً لتأكيد تأثيرات الجين، فقد أظهرت الفئران الذكور التي تحمل هذا الجين المعيب المشكلات نفسها التي يعاني منها الأولاد، بما في ذلك زيادة الوزن والقلق وكراهية التفاعلات الاجتماعية والسلوك العدواني، وأظهرت إناث الفئران السلوكيات نفسها لكن عندما أصبحن أمهات أظهرن أيضاً سلوكاً اكتئابياً وضعف رعاية الأمومة.

الجين والخلايا العصبية الأوكسيتوسين

ويعمل هذا الجين TRPC5 وهو واحد من عائلة الجينات التي تشارك في اكتشاف الإشارات الحسية، مثل الحرارة والذوق واللمس، على مسار في منطقة ما تحت المهاد في الدماغ، حيث من المعروف أنه يتحكم في الشهية.

وعندما نظر الباحثون بمزيد من التفصيل في منطقة الدماغ هذه اكتشفوا أن الجين يعمل على الخلايا العصبية للأوكسيتوسين، وهي الخلايا العصبية التي تنتج هرمون الأوكسيتوسين الذي يُطلق عليه غالباً «هرمون الحب» بسبب إطلاقه استجابةً لعروض المودة والعاطفة والترابط، وقد أدت استعادة الجين الموجود في هذه الخلايا العصبية إلى تقليل وزن الجسم وتقليل أعراض القلق واكتئاب ما بعد الولادة أيضاً.

لجأ الباحثون إلى نماذج حيوانية حيث قاموا بهندسة فئران وراثية تحتوي على نسخة معيبة من الجين (شاترستوك)

وقال البروفيسور صدف فاروقي من مختبرات أبحاث الأيض بجامعة كامبريدج والمؤلف الرئيسي للدراسة: «إن هناك سبباً وراء إصابة الأشخاص الذين يفتقرون إلى جين TRPC5 بكل هذه الحالات، فقد عرف منذ فترة طويلة أن منطقة ما تحت المهاد تلعب دوراً رئيسياً في تنظيم (السلوكيات الغريزية) التي تمكن البشر والحيوانات من البقاء على قيد الحياة، مثل البحث عن الطعام والتفاعل الاجتماعي والاستجابة للقتال ورعاية أطفالهم الرضع».

وفي حين أن عمليات حذف الجين نادرة فقد كشف تحليل عينات الحامض النووي (دي إن إيه) DNA المأخوذة من نحو 500 ألف فرد في البنك الحيوي في المملكة المتحدة، عن أن 369 شخصاً، ثلاثة أرباعهم من النساء، يحملون متغيرات الجين وكانت كتلة الجسم أعلى من المتوسط.

هرمون الأوكسيتوسين

هو هرمون يُفرز في منطقة ما تحت المهاد في الدماغ ويشارك في عمليات فسيولوجية مختلفة وتتمثل الوظيفة المعروفة لهذا الهرمون في تقوية الروابط الاجتماعية، والتسبب في انقباض عضلات الرحم في أثناء المخاض، ومع ذلك أظهرت الأبحاث الحديثة أيضاً أن للأوكسيتوسين العديد من الوظائف الأخرى.

ويلعب هرمون الأوكسيتوسين دوراً في التفاعلات الاجتماعية وتقوية الروابط الاجتماعية وزيادة مشاعر الترابط العاطفي وتعزيز التعاطف، كما أن له تأثيراً يقلل من التوتر ويمكن أن يقلل من القلق من خلال إحداث تأثير مريح.

الأبحاث والعلاجات المستقبلية

وتشير الدراسة إلى أن استعادة الأوكسيتوسين يمكن أن تخفف الأعراض المرتبطة بنقص الجين TRPC5، بما في ذلك اكتئاب ما بعد الولادة، ويدعم ذلك تجارب سابقة حول دور الأوكسيتوسين في الاكتئاب ورعاية الأمومة.

وتشير النتائج إلى أن الأوكسيتوسين يمكن أن يكون علاجاً فعالاً للأمهات المصابات باكتئاب ما بعد الولادة المرتبط بنقص الجين، ويسلط البحث الضوء على الأساس البيولوجي لسلوكيات مثل الأكل والقلق ورعاية الأمومة، مع التأكيد على أهمية فهم التأثيرات الجينية على هذه الحالات.

وأشار البروفيسور صدف فاروقي إلى أهمية هذه النتائج، مسلطاً الضوء على أن فهم الحالات الوراثية مثل نقص جين TRPC5 يمكن أن يكشف عن رؤى مهمة في بيولوجيا الإنسان وسلوكه، كما أن هذه النتائج لا تؤدي إلى تعزيز المعرفة حول اكتئاب ما بعد الولادة فحسب، بل تؤكد أيضاً الأسس البيولوجية للعديد من السلوكيات، مما يعزز المزيد من التعاطف والفهم للمتضررين من هذه الحالات.