بالمعنى الدقيق للكلمة ، لا يمكنك الاتصال بمياه الشرب النظيفة. من وجهة نظر الكيميائي ، الماء النقي هو ناتج تقطير خالٍ من جميع الشوائب والكائنات الحية الدقيقة. بالنسبة لأخصائي الأحياء الدقيقة ، تعتبر المياه النظيفة بيئة مثالية للبكتيريا. بالنسبة لنا ، المياه النقية عبارة عن سائل غني بالمعادن ، ويمكن شربه يوميًا دون مخاطر على الصحة.
حتى الآن ، لا توجد طريقة عالمية واحدة لتنقية المياه العذبة - يعتمد اختيارها على تكوين الماء ومتطلباته ونطاق استخدامه الإضافي. على سبيل المثال ، هناك أنظمة الأوزون والتناضحي والترشيح والتنقية الأيونية ، ولكل منها مزاياها وعيوبها.
أكثر التقنيات الواعدة حتى الآن هي تقنية الترشيح النانوي. ستزيل هذه الطريقة بشكل فعال حتى الشوائب العضوية والهالوجينية المحتوية على الكلور في الماء دون استخدام الكواشف العدوانية. يُستخدم الترشيح النانوي في هولندا والولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا. تعتبر هذه الطريقة من أغلى الطرق ، لذا فهي غير مستخدمة على نطاق واسع. حتى في البلدان التي تُستخدم فيها تقنية الترشيح النانوي ، فإنهم يفعلون ذلك فقط من أجل تنقية المياه لغرض خاص.
طرق تنقية المياه في المستقبل
نانوفيبر
كشف باحثون كوريون عن تقنية جديدة تجعل مياه البحر صالحة للشرب في دقائق. استخدم العلماء عملية التقطير الغشائي ، والتي سمحت لهم بتحقيق 99.9٪ من تنقية المياه من الملح. إنهم واثقون من أن الحل سيخفف من أزمة مياه الشرب التي تفاقمت بسبب تغير المناخ.
توضح دراسة جديدة طريقة لتنقية مياه البحر باستخدام غشاء من الألياف النانوية كمرشح ملح. على الرغم من أن العلماء قد استخدموا بالفعل تقطير الأغشية من قبل ، إلا أنهم واجهوا مشكلة أدت إلى إبطاء العملية. إذا أصبح الغشاء رطبًا جدًا أو غمره الماء ، فلن يعود بإمكانه فصل الملح.
لذلك ، كان على العلماء الانتظار حتى يجف الغشاء ، أو التوصل إلى حلول إضافية ، على سبيل المثال ، استخدام الهواء المضغوط لإخراج الماء المحبوس من المسام.
احدث محطات التحليه
طور باحثون في جامعة داليان البحرية في الصين محطة جديدة لتحلية المياه يمكنها أن تطفو على سطح مياه البحر ، وتمتص الطاقة الشمسية بكفاءة ، وتستخدم هذه الحرارة لتبخير المياه.
تتكون الكتلة نفسها من ثلاث طبقات: الجزء الرئيسي عبارة عن رغوة البولي إيثيلين ، والتي تساعدها على الطفو وتعمل كعازل للحرارة. في الخارج ، يتم تغليف الرغوة بورق خاص - مادة ماصة تستخدم في حفاضات الأطفال التي تستخدم لمرة واحدة. يسحب الماء إلى السطح.
من المهم ملاحظة أن الجهاز يتجنب خطأ فادحًا واحدًا - التلوث الناتج عن تراكم الأملاح على السطح. مع مرور الوقت ، هذا يقلل من فعاليتها.
أثناء الاختبار ، وجد الفريق أنه لم تتشكل طبقة ملح. يشير هذا إلى أن المسام الخاصة الموجودة على غلاف الكتلة تعمل على تصريف الملح وإلقائه مرة أخرى في مياه البحر. وقال الفريق إن هناك فائدة أخرى تتمثل في إمكانية إعادة استخدام المواد الورقية أكثر من 30 مرة.
محفز الجسيمات النانوية الذهبية البلاديوم
ابتكر الكيميائيون في جامعة كارديف حافزًا للتطهير الفوري للمياه استنادًا إلى البلاديوم وجزيئات الذهب.
وجد مؤلفو العمل أنه أثناء تخليق H2O2 ، تنشأ العديد من الجزيئات الأخرى التي تحتوي على الأكسجين ، والتي تتفاعل مع الميكروبات بعشرات ومئات الملايين من المرات بشكل أكثر نشاطًا من البيروكسيد والكلور.
يسمح هذا المستوى من النشاط المبيد للجراثيم لهذه المركبات ، كما لاحظ هوتشينز وزملاؤه ، بتنقية المياه بشكل فوري تقريبًا من الميكروبات والجراثيم والملوثات العضوية الأخرى التي يمكن أن تؤثر سلبًا على صحة الإنسان.
غشاء مرن
وجد الكيميائيون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي طريقة لتسهيل إزالة المعادن السامة مثل الزئبق والبورون من الماء.
الطريقة الجديدة القائمة على الغشاء تزيل ما يقرب من 100٪ من المعادن السامة وتستعيد المعادن القيمة لاستخدامها لاحقًا أو التخلص منها. وفقًا للمؤلفين ، من السهل دمج الغشاء في أنظمة معالجة المياه الحالية.
أثناء عملية التطوير ، صنع الكيميائيون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي أغشية بوليمر مرنة بجسيمات نانوية يمكن ضبطها لامتصاص أيونات معدنية معينة ، مثل الذهب أو اليورانيوم.
يمكن ضبط الغشاء على نوع معين من الجسيمات التي سيمتصها.
فلاتر خشبية
استخدم العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا خشب العصارة من الأشجار غير المزهرة لإنشاء مرشح لمياه الشرب من المواد الطبيعية.
لقد صنعوا مرشحات نسيجية جديدة ترشح مسببات الأمراض مثل الإشريكية القولونية والفيروس العجلي. أكدت الاختبارات المعملية أن تطورها يزيل البكتيريا من الينابيع والمياه الجوفية الملوثة. طور العلماء أيضًا طرقًا بسيطة لإطالة العمر الافتراضي للفلاتر. نتيجة لذلك ، يمكن للأقراص الخشبية تنقية المياه لمدة عامين على الأقل.
عواقب ندرة المياه
يجبر نقص المياه النظيفة الناس على استخدام المياه غير المأمونة للشرب ، مما يزيد من مخاطر الإضرار بالصحة. يؤدي استهلاك المياه العذبة الملوثة إلى تدهور الظروف المعيشية ، وتطور الأمراض الخطيرة - وصولاً إلى الوفاة.
بسبب ندرة المياه ، هناك ممارسة لتخزين المياه في المنازل ، والتي يمكن أن تزيد بشكل كبير من خطر التلوث وتخلق بيئة مواتية لنمو البكتيريا الضارة. تعتبر النظافة أيضًا مشكلة خطيرة: لا يستطيع الناس غسل أنفسهم وغسل الملابس والحفاظ على نظافة منازلهم.
إذا لم يتم اتخاذ أي تدابير ، فبحلول عام 2030 سيبقى ما يقرب من 5 مليارات شخص بدون معالجة مياه مُرضية - حوالي 67٪ من سكان العالم.
يوجد اليوم لكل ساكن على الأرض حوالي 750 متر مكعب من المياه العذبة سنويًا ، وبحلول عام 2050 ستنخفض هذه الكمية إلى 450 متر مكعب. ما يصل إلى 80٪ من دول العالم ستجد نفسها في منطقة مصنفة تحت خط ندرة المياه ، وفقًا لتصنيف الأمم المتحدة.
في إفريقيا وحدها ، بحلول عام 2020 ، بسبب تغير المناخ ، سيجد ما بين 75 و 250 مليون شخص أنفسهم في مثل هذا الوضع. سيؤدي نقص المياه في المناطق الصحراوية وشبه الصحراوية إلى هجرة كثيفة للسكان.
يعاني معظم الهند بالفعل من نقص مياه الشرب.
