لا يوجد دخان بدون نار، ولا ينمو المال على الأشجار، ولكن يمكن إنتاج الماء من... الهواء! وجدت دراسة أولى من نوعها في العالم أجريت في جامعة تل أبيب أن المياه المستخرجة من الهواء في قلب تل أبيب تلبي جميع اللوائح الصارمة الخاصة بمياه الشرب في دولة إسرائيل ومنظمة الصحة العالمية. هل تم أخيراً إيجاد الحل لنقص مياه الشرب في العالم؟
الماء للشرب مثل الهواء للتنفس
ووفقا للباحثين، فإن التفكير خارج الصندوق وتطوير تقنيات جديدة لإنتاج مياه الشرب أمر ضروري لحل النقص العالمي المتفاقم في مياه الشرب المناسبة. وبحسبهم فإن الغلاف الجوي للأرض مصدر ضخم ومتجدد للمياه: فهو يحتوي على مليارات الأطنان من الماء، 98% منها في حالة غازية، أي بخار ماء قد يتحول إلى ماء صالح للشرب.
في دراسة أجراها فريق من الخبراء من مختبر الكيمياء الهيدروكيميائية في مدرسة بورتر للبيئة وعلوم الأرضقام الباحثون، بقيادة طالب الماجستير أوفير عنبار وبإرشاد البروفيسور درور أفيشر، باختبار جودة المياه، التي تم إنتاجها من بخار الماء في الغلاف الجوي الحضري الذي يتميز بالصناعة والبناء الضخم، وذلك باستخدام منشأة مخصصة لمحطة توليد المياه الإسرائيلية. الشركة، ووجدت أنها طبيعية وصالحة للشرب.
كما شارك في هذه الدراسة الرائدة فريق البحث والتطوير التابع لشركة Watergen، البروفيسور ألكسندرا تشودنوفسكي وباحثون بارزون من ألمانيا. تم نشر نتائج البحث في مجلتين رائدتين: علم البيئة الكلية ومياه .
مياه بنكهة الروح
"هذه هي الدراسة الأولى في العالم التي تدرس تلوث الهواء من زاوية مختلفة: تأثيره على مياه الشرب المستخرجة من الهواء"، يوضح أوفير عنبار. "لقد تعمدنا عدم تركيب أي نظام ترشيح ومعالجة في جهاز البحث، أي أن المياه المنتجة هي المياه الواردة من الهواء".
وفي إطار الدراسة، أجرى الباحثون مجموعة واسعة من التحاليل الكيميائية المتقدمة، ووجدوا في الغالبية العظمى من الحالات، في مواسم مختلفة وفي أوقات مختلفة، أن المياه المستخرجة من الهواء في قلب تل أبيب كانت آمنة للاستخدام. يشرب. بالإضافة إلى ذلك، وبمساعدة مجموعة متنوعة من التقنيات المبتكرة لرصد تركيبة الغلاف الجوي واستخدام الأساليب الإحصائية المتقدمة، تمكن الباحثون من الربط الكمي لأول مرة بين المسار الذي يسلكه الهواء في الأيام التي سبقته. يصل إلى نقطة إنتاج الماء والتركيب الكيميائي لمياه الندى.
"أظهر البحث أن اتجاهات الرياح تؤثر بشكل كبير على نوعية المياه. فمثلاً عندما تأتي الرياح من الصحراء نجد المزيد من الكالسيوم والكبريت في الماء، أي بقايا رذاذ غبار الصحراء في الماء. ومن ناحية أخرى، عندما تأتي الرياح من اتجاه البحر، نجد تركيزات أعلى من الكلور والصوديوم مصدرها البحر"، يوضح أوفير. "وإضافة إلى ذلك، وجدنا أنه من الممكن التعرف في الماء على المصادر البعيدة التي يصل منها الهواء إلى نقطة إنتاج الماء. على سبيل المثال، الماء الناتج من الهواء القادم من منطقة الصحراء يختلف في تركيبه عن الماء الناتج من الهواء القادم من المنطقة الأوروبية".
تل أبيب. الآن أيضا مصدر للمياه النظيفة؟
يجب عليك ترقية تناولك للفيتامينات والمعادن
ويشير الباحثون إلى أن جودة المياه تتأثر أيضًا بالتلوث البشري المنشأ (آثار النشاط البشري على الطبيعة)، والذي ينشأ من وسائل النقل والصناعة. "باستخدام الأساليب المتقدمة، وجدنا علاقة مباشرة بين تركيزات الأمونيا وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت في الهواء وتركيز منتجات تحللها في الماء. لقد وجدنا تركيزات منخفضة من النحاس والبوتاسيوم والزنك في المياه، والتي يبدو أنها تأتي من مصادر التلوث من صنع الإنسان".
"من وجهة نظر بحثية، فإن الارتباط الكيميائي الذي قمنا به بين عوامل الأرصاد الجوية وتركيبة المياه يجعل من الممكن لأول مرة دراسة الغلاف الجوي باستخدام المياه المستخرجة منه. ومن الناحية البيئية، يتيح لنا هذا الرابط معرفة المعادن التي يجب إضافتها إلى المياه المستخرجة من الهواء، من أجل توفير مياه الشرب الجيدة للسكان. وبشكل عام وجدنا أن مياه الشرب من الهواء لا تحتوي على ما يكفي من الكالسيوم والمغنيسيوم، وأنه من الأفضل إضافتهما إلى الماء كما يضافان إلى مياه الشرب المحلاة في بعض الدول.
الماء متوفر ورخيص
جزء كبير من المياه التي نشربها اليوم في إسرائيل هي مياه البحر المحلاة. وبحسب عنبار، فإن هذا الحل جزئي فقط ولا يمكنه توفير مياه الشرب للأغلبية المطلقة من سكان العالم. ويقول: "لكي تصلي بمياه البحر، تحتاج إلى بحر، وليس في كل مكان في العالم إمكانية الوصول إلى البحر". "ويجب أن نتذكر أنه بعد عملية التحلية يجب بناء بنية تحتية كاملة لنقل المياه المحلاة من خط المياه إلى المستوطنات المختلفة، وفي أجزاء كبيرة من العالم لا توجد وسائل هندسية واقتصادية لبناء وصيانة مثل هذه البنية التحتية. بنية تحتية."
"في المقابل، يمكن استخراج المياه من الهواء في أي مكان، دون الحاجة إلى بنية تحتية للنقل باهظة الثمن ودون الأخذ في الاعتبار كمية الأمطار. ومن الناحية الاقتصادية، يكون إنتاج الماء من الهواء أكثر ربحية كلما ارتفعت درجات الحرارة والرطوبة. وكان الخوف هو أن المياه المستخرجة من الهواء في قلب منطقة حضرية لن تكون صالحة للشرب، وقد أثبتنا أن هذا غير صحيح". "في هذه الأيام نقوم بتوسيع البحث ليشمل مناطق أخرى في إسرائيل، بما في ذلك خليج حيفا والمناطق الزراعية، من أجل التحقيق بعمق في تأثير الملوثات المختلفة على نوعية المياه المستخرجة من الهواء."
تجدر الإشارة إلى أن جهاز استخلاص المياه من الهواء مع أنظمة تنقية ومعالجة المياه موجود بالفعل في عدد كبير من دول العالم، مما يوفر مياه شرب عالية الجودة لسكان المناطق المنكوبة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
