بحلول عام 2025، سيعيش نصف سكان العالم في المناطق من نقص المياه. هذا ما تقوله منظمة الصحة العالمية، و قد يكون الحل المحتمل لهذه المشكلة هو تحلية المياه البحر، أي إزالة الملح (كلوريد الصوديوم بشكل أساسي) الموجود بداخلها لجعلها حلوة. من ناحية أخرى، تشكل المحيطات 97% من المياه على الأرض، و استخدام جزء صغير منها لإرواء عطش سكان العالم يمكن أن يكون حلاً ممتازًا. لماذا إذن لا تزال هذه الممارسة غير شائعة؟

دعونا نرى في هذا المقال كيف تتم عملية التحلية و ما هي إيجابيات و سلبيات كل تقنية.

تقنيات تحلية المياه

تحلية المياه هي عملية تسمح بتقليل الأملاح الموجودة في البحر أو المياه قليلة الملوحة أو إزالتها تمامًا، مما يجعلها صالحة للشرب أو مناسبة للأغراض الزراعية و الصناعية. يمكن تحقيق هذه العملية من خلال منهجيتين مختلفتين: إزالة الماء من الأملاح (التقطير) أو إزالة الأملاح من الماء (التناضح العكسي).

يوجد حاليًا العديد من التقنيات التي تسمح بتحلية المياه، و لكن من أجل البساطة، دعونا نلقي نظرة على اثنين من التقنيات الأكثر استخدامًا: التقطير و التناضح العكسي، مما تتكون؟ و ما هي إيجابيات و سلبيات كل منها؟

التقطير هو أقدم طريقة لتحلية المياه، و من الناحية النظرية، فهو بسيط للغاية. يتم تسخين مياه البحر باستخدام مصدر حراري، فيحصل على بخار الماء و يترك الملح كبقايا. يتم بعد ذلك تجميع هذا البخار و تحويله مرة أخرى إلى سائل من خلال التكثيف، و بالتالي الحصول على مياه عذبة.

من الواضح أن هذه التقنية واسعة النطاق لا يتم تطبيقها باستخدام الأمبولات و الأكواب، و لكن يتم استخدام أنظمة كبيرة على طول السواحل قادرة على معالجة كميات هائلة من المياه يوميًا. نظرًا لأنها تقنية تستخدم الحرارة، فمن السهل أن نفهم كيف أنها عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة.

تتضمن طريقة التناضح العكسي استخدام الأغشية التي بكل بساطة، تعمل مثل المرشحات. إن شبكات هذه المرشحات صغيرة بما يكفي للسماح لجزيئات الماء بالمرور من خلالها و لكن ليس لجزيئات الملح، و بالتالي الحصول على الماء العذب.

و مع ذلك، فإن هذه التقنية تجلب معها العديد من المشاكل البيئية. بالإضافة إلى أنها تتطلب الكثير من الطاقة، فإن المرور القسري لمياه البحر عبر المرشحات يمكن أن يتسبب في اصطياد الأسماك الصغيرة و العوالق، مما يؤدي إلى تغيير السلسلة الغذائية المحلية. علاوة على ذلك، يتشكل الصقيع على المرشح بتركيز عالٍ من الأملاح، و التي تتطلب إزالتها استخدام مواد كيميائية يجب التخلص منها بشكل مناسب لتجنب التسبب في ضرر للبيئة.

ما هي الدول التي تستخدم تحلية المياه؟

وفقًا لبيانات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، فإن المستخدمين الرئيسيين للمياه المحلاة في العالم هم دول الشرق الأوسط مثل المملكة العربية السعودية و الكويت و الإمارات العربية المتحدة و قطر و البحرين: نحن نتحدث عن 70٪ من إجمالي القدرة العالمية! و يمكن العثور على حوالي 6% أخرى في دول شمال إفريقيا مثل ليبيا و الجزائر. كما تستخدمه الولايات المتحدة على نطاق واسع، خاصة في كاليفورنيا و فلوريدا.

و لكن لماذا يتم استخدامه في أجزاء قليلة جدًا من العالم؟ أحد العوامل الرئيسية هو التكلفة. و بالنظر إلى أن هذا المعيار يتناقص باستمرار، فإننا لا نزال نتحدث عن أرقام تجعل هذه الممارسة غير مريحة للغاية من الناحية الاقتصادية و خاصة فيما يتعلق بالزراعة.

في المتوسط، على سبيل المثال، ينفق المزارع الأمريكي أقل من 10 دولارات لشراء ما يكفي من المياه لري فدان مربع من الأرض. و إذا تم الحصول على المياه عن طريق التحلية، فيمكن أن تتقلب الأسعار بين 50 و1100 دولار حسب التكنولوجيا المستخدمة للحصول عليها. و من الواضح أنه يجب التعامل مع هذه القيم بأقل قدر من الملح، لأنها تختلف باستمرار، اعتمادًا على التقنيات و المكان و ملوحة المياه المراد معالجتها.

المستقبل

إذا كان ما رأيناه هو التقنيات المستخدمة حاليًا، فيجب أن نضع في اعتبارنا أن الأبحاث تخطو خطوات عملاقة على هذه الجبهة، و تبحث باستمرار عن حلول جديدة تتيح لنا الحصول على مياه الشرب بتكلفة منخفضة سواء من الناحية الاقتصادية أو البيئية..

أحد الأبحاث الأكثر إثارة للاهتمام في هذا المجال هذه تقنية استخدام نظام ترشيح يعتمد على غشاء خاص يسمى MOF (الإطار المعدني العضوي) إنه هيكل معدني عضوي، أي مادة مسامية للغاية و حساسة للضوء. تسمح المسامية بتصفية مياه البحر دون مشاكل، و من ناحية أخرى، تسمح حساسيتها للضوء بتنقيتها دون استخدام المواد الكيميائية و لكن فقط استغلال طاقة الشمس، من خلال ألواح خاصة.

تتيح لنا هذه التقنية الحصول على ما يقرب من 140 لترًا من المياه النظيفة الصالحة للشرب يوميًا مقابل كل كيلوجرام من المواد العضوية المعدنية المستخدمة. و لا تزال هذه العملية في مرحلة الدراسة و التجريب، و لكن في الوقت الحالي يبدو أنها واحدة من أكثر العمليات الواعدة في هذا القطاع.

بصرف النظر عن التحديات، يظل تحلية المياه خطوة حيوية نحو ضمان توفير مياه نظيفة وآمنة للجميع. من خلال مواصلة الابتكار في هذا المجال، يمكن تحسين فعالية هذه التقنيات وتقليل تأثيرها البيئي، مما يساهم في حماية الموارد المائية وتعزيز استدامة البيئة.