كتاب : رحلة الماء من المالح الى العذب

عدد صفحات الكتاب : 314 صفحة

الماء من أثمن الموارد على وجه الأرض. ووفقًا للأمم المتحدة، فإن ندرة الماء تؤثر بالفعل على أكثر من 40% من سكان العالم. وهي إحصائية تدق ناقوس الخطر وتدفع إلى البحث عن حلول. ومن هذه الحلول، وهي ليست جديدة تمامًا، تحلية المياه، التي تعتمد على إزالة المعادن (وخاصةً الملح) من مياه البحر من خلال عمليات فيزيائية وكيميائية. وتتمثل الحلول الرئيسية للسنوات القادمة في زيادة قدرة محطات تحلية المياه مع تقليل تأثيرها البيئي.

يغطي الماء 70% من كوكبنا، ومن السهل الاعتقاد بأن هناك أكثر من كافٍ. ومع ذلك، تُعاني المياه العذبة من ندرة في جميع أنحاء العالم - إذ لا تُشكل سوى 3% - وثلثا هذه الكمية غير متوفرة، إما على شكل جليد أو يتعذر الوصول إليها. لا يحصل حوالي 1.1 مليار شخص حول العالم على المياه العذبة، ويعاني حوالي 2.7 مليار شخص من ندرة المياه لمدة شهر واحد على الأقل سنويًا. ومن المفارقات أن العديد من المناطق المتأثرة بندرة المياه العذبة قريبة جدًا من البحر، وهنا تكمن أهمية تحلية المياه.

ما هي تحلية المياه؟

تحلية المياه هي عملية إزالة الأملاح المعدنية الذائبة من الماء. تُعدّ هذه العملية، المُطبقة على مياه البحر حاليًا، من أكثر العمليات استخدامًا للحصول على المياه العذبة للاستهلاك البشري أو للأغراض الزراعية. تحدث تحلية المياه بشكل طبيعي خلال دورة الماء: حيث يُخلّف تبخر مياه البحر الملح خلفه، مُشكّلًا سُحبًا تُؤدي إلى هطول الأمطار. لاحظ أرسطو أن مياه البحر المتبخرة والمكثفة تتحول إلى مياه عذبة، وأدرك دافنشي سهولة الحصول عليها باستخدام جهاز التقطير.

على مدى القرون التالية، استُخدمت تحلية مياه البحر، خاصةً في القوارب والغواصات، لتزويد الطواقم بالمياه العذبة خلال الرحلات الطويلة. إلا أن هذه العملية لم تكن متاحة على نطاق واسع حتى الثورة الصناعية، وخاصةً مع تطوير محطات تحلية المياه. يُعد التقطير، الذي يتضمن غلي مياه البحر في جهاز تقطير، وجمع البخار وتكثيفه للحصول على مياه عذبة، الطريقة الأوضح لإزالة الملح، ولكنه ليس الأكثر فعالية نظرًا لاستهلاكه كميات كبيرة من الطاقة. فيما يلي ملخص لأهم عمليات تحلية المياه المستخدمة حاليًا:

التناضح العكسي

يُعد هذا الإجراء الأكثر استخدامًا ويستهلك طاقة أقل من غيره، إذ يعتمد على استخدام أغشية شبه نفاذة تسمح بمرور الماء دون الملح. تُصنع هذه الأغشية من مادة البولي أميد فائقة الرقة، والتي قد تتلوث بالبكتيريا، مما يستدعي معالجة المياه.

التقطير الشمسي

يُحاكي هذا الإجراء دورة المياه، ويتمثل في تبخير مياه البحر في منشآت كبيرة ذات أسطح، حيث يتم تكثيفها وتجميعها كمياه عذبة. على الرغم من أن الطاقة المستخدمة هي حرارة الشمس، إلا أنها تتطلب مساحات شاسعة من الأرض.

الترشيح النانوي

هي عملية تستخدم أغشية أنابيب نانوية ذات نفاذية أعلى من أغشية التناضح العكسي، مما يسمح بمعالجة المزيد من المياه في مساحة أقل باستخدام طاقة أقل. تُصنع هذه الأغشية من مركبات مُسلفنة، والتي، بالإضافة إلى الملح، تُزيل آثار الملوثات.

التحليل الكهربائي

يتكون هذا التحليل من تحريك المياه المالحة عبر أغشية مشحونة كهربائيًا تحجز أيونات الملح الذائبة في الماء، مما يسمح باستخراج المياه العذبة. هناك أنواع مختلفة من التحليل الكهربائي، مثل التقليدي والعكسي.

تكوين هيدرات الغاز

هيدرات الغاز هي بلورات صلبة تتشكل عن طريق خلط الماء مع غاز، مثل البروبان، تحت ضغط عالٍ ودرجة حرارة منخفضة. خلال هذه العملية، تختفي جميع الأملاح والشوائب الموجودة في الماء، ومع ارتفاع درجة الحرارة، يمكن استعادة الغاز تاركًا المياه العذبة.

---------------

تنزيل الكتاب

---------------------