باحثون من تل أبيب وبيركلي: الطحالب التي تنمو بالقرب من مصبات الأنهار تعرف كيف تمتص النيتروجين بحيث يتوافق مع المعايير البيئية ويمنع تشتته في البحر. وبهذه الطريقة، فإننا ننتج في الواقع نوعًا من "منشأة التنقية الطبيعية" التي لها قيمة بيئية كبيرة وقيمة اقتصادية كبيرة.
وتقدم دراسة جديدة أجرتها جامعة تل أبيب وجامعة بيركلي نموذجا مفاده أن إنشاء مزارع الطحالب بالقرب من مصبات الأنهار يقلل بشكل كبير من تركيزات النيتروجين في المجرى ويمنع التلوث البيئي في الجداول والبحار. تم إجراء البحث تحت قيادة طالب الدكتوراه ميرون زولمان، وبتوجيه مشترك من البروفيسور ألكسندر غولبرغ من كلية بورتر لعلوم البيئة والأرض والبروفيسور ألكسندر ليبرزون من كلية الهندسة الميكانيكية في جامعة تل أبيب. تم إجراء البحث بالتعاون مع البروفيسور بوريس روبنسكي من كلية الهندسة الميكانيكية بجامعة بيركلي. ونشرت الدراسة في مجلة Communications Biology المرموقة.
وكجزء من البحث، قام الباحثون ببناء نموذج لمزرعة كبيرة للأعشاب البحرية لزراعة عشب البحر الأبيض المتوسط بالقرب من مصب ناهال ألكسندر، على بعد مئات الأمتار من البحر المفتوح. تم اختيار نهر ناهال ألكسندر لأن التيار يصرف النتروجين الملوث من الحقول المجاورة والمستوطنات عند منبع البحر الأبيض المتوسط. تم جمع بيانات النموذج على مدى عامين من الزراعات الخاضعة للرقابة والزراعة في مياه البحر.
يوضح الباحثون أن النيتروجين سماد ضروري للزراعة الأرضية، لكن له ثمن بيئي. وبمجرد وصول النيتروجين إلى البحر، فإنه يتوزع بشكل عشوائي، مما يضر بالنظم البيئية المختلفة. ونتيجة لذلك، تنفق البلاد اليوم الكثير من الأموال على معالجة تركيزات النيتروجين في المياه، وهناك اتفاقيات دولية تحد من تحميل النيتروجين خلال النهار، بما في ذلك في البحر الأبيض المتوسط.
"يقوم مختبري بالبحث في العمليات الأساسية وتطوير تقنيات تربية الأحياء المائية"، يوضح البروفيسور جولبرج. "نحن نعمل على تطوير تقنيات زراعة الطحالب في البحر من أجل تثبيت الكربون واستخلاص المواد المختلفة منه مثل البروتينات والنشويات، وذلك بهدف إنتاج المنتجات الزراعية في البحر أيضا. وفي البحث بينا أنه إذا تمت زراعة الطحالب وفق النموذج الذي قمنا بتطويره، بالقرب من مصبات مجاري المياه، فإنها تعرف كيفية امتصاص النيتروجين بحيث يفي بالمعايير البيئية، ويمنع تشتته في الماء وبالتالي تحييد التلوث البيئي. وبهذه الطريقة، ننتج في الواقع نوعًا من "منشأة التنقية الطبيعية" التي لها قيمة بيئية كبيرة وقيمة اقتصادية حيث يمكن بيع الطحالب ككتلة حيوية للاستخدام البشري.
ويضيف الباحثون أن النموذج الرياضي نجح في التنبؤ بمحصول المزارع وربط محصول الطحالب وتركيبها الكيميائي بتركيز النيتروجين في المجرى. ويضيف ميرون تزولمان: "يسمح نموذجنا للمزارعين البحريين، وكذلك الهيئات الحكومية والبيئية، بمعرفة مقدمًا ما هو التأثير وما ستكون عليه منتجات مزرعة طحالب كبيرة - قبل إنشاء المزرعة فعليًا". "بفضل الرياضيات، نحن نعرف كيفية إجراء التعديلات لتنمية المزارع الكبيرة وتعظيم الفوائد البيئية، بما في ذلك إنتاج كميات البروتين التي نريدها من وجهة نظر زراعية."
ويضيف البروفيسور ليبرزون: "عليك أن تفهم أن العالم كله يسير في اتجاه الطاقة الخضراء وأن الأعشاب البحرية يمكن أن تكون مصدرًا مهمًا. ومع ذلك، لا توجد اليوم مزرعة واحدة تتمتع بالقدرة التكنولوجية والعلمية التي أظهرناها. . العوائق هنا علمية أيضًا: فنحن لا نعرف حقًا ما هو تأثير المزرعة الضخمة على البيئة البحرية. إنه مثل الانتقال من حديقة الخضروات في المنزل إلى حقول لا نهاية لها من الزراعة الصناعية. يقدم نموذجنا بعض الإجابات، على أمل إقناع صناع القرار بأن مثل هذه المزارع ستكون مربحة وصديقة للبيئة. ومن الممكن أيضًا تصور سيناريوهات أبعد مدى. على سبيل المثال، الطاقة الخضراء. ولو عرفنا كيفية استخدام معدلات النمو للطاقة بنسب أفضل، لكان من الممكن الذهاب في رحلة بحرية لمدة عام بكيلوجرام من الطحالب، دون الحاجة إلى وقود إضافي يتجاوز إنتاج الكتلة الحيوية في البيئة البحرية.
ويخلص البروفيسور غولدبرغ إلى أن "العلاقة المثيرة للاهتمام التي نقترحها هنا هي زراعة الطحالب على حساب معالجة النيتروجين". "في الواقع، قمنا بتطوير أداة تخطيط لبناء مزارع الطحالب في مصبات الأنهار، والتي ستسمح بمعالجة المشكلة البيئية وجني فوائد اقتصادية. نقترح تخطيط المزارع لزراعة الطحالب في مجاري الجداول مع الكثير من النيتروجين الناتج عن الزراعة، لاستعادة التيار ومنع وصول النيتروجين إلى البحر وكذلك زراعة الطحالب نفسها من أجل الغذاء. وبهذه الطريقة، تكون الزراعة البحرية مكملة للزراعة الأرضية".
تعليقات 3
شكرا على ملخصات البحوث الرائعة! وأيضا لإرفاق الرابط للمقالات كاملة
من الأفضل بناء أحواض من صفير الماء على الأرض ودمجها مع كيت وإجازة
من المستحيل توجيه اتجاه مجرى الماء الخارج من مجرى النهر إلى مزرعة بحرية كما أن الطحالب ستحتوي على مواد خطرة
نعم. الفكرة ليست جديدة وهي في الواقع جيدة جدًا ولكن هناك عيوب. يعد النيتروجين (والفوسفور) من الملوثات المهمة جدًا في الجداول والتي تساهم بشكل كبير في تطور ونمو الكتلة الحيوية. تكمن المشكلة في وجود ملوثات أخرى في بعض الأحيان يتم امتصاصها في الكتلة الحيوية مما يجعل استخدامها محدودًا. وعلى أية حال، فإن هذا يساهم بشكل كبير في البيئة المائية وله القدرة الاقتصادية على إطعام العالم كله بالنباتات والأسماك.