مقدمه: میزان بارندگی در سال ۹۶ به کمترین حد خود در ۵۰ سال اخیر رسیده، خشکسالی درازمدت در ۹۰ درصد مساحت ایران استمرار یافته و تأمین آب شرب و کشاورزی در سال ۹۷ با تردیدهایی جدی مواجه شده است. در حال حاضر تنها ۴۱ درصد از سدهای ایران آبگیری شده. فرمانداری تهران هشدار داده که این شهر در آستانه جیره‌بندی آب آشامیدنی قرار دارد. در مجموع ذخایر آبی ایران کاهش یافته و این کشور باید به دنبال منابع تازه‌ای برای تأمین آب مورد نیاز خود باشد. هر چند این وضعیت مختص ایران نیست و دیگر از کشورها نیز برای حل بحران آب دست به‌کار شده‌اند.
به همین خاطر بخش محیط زیست «زمانه» در تلاش است تا با نگاهی به تجارب دیگر کشورها و همچنین تکنولوژی‌های پیشرفته به معرفی الگویی‌هایی بپردازد که برای مواجهه با مشکل کمبود منابع آبی مؤثرند. ویل هنلی، خبرنگار گاردین در مطلب پیش رو به معرفی برخی از تکنولوژی‌های نوین تصفیه و تأمین آب شیرین پرداخته است.
ویل هنلی- چه تکنولوژی‌های جدید و در حال ظهوری می‌توانند به حل بحران کمبود آب شیرین و پاک کمک کنند؟
حفر چاه برای رسیدن به آب شیرین یک از اختراعات مهم تاریخ بشر است. اختراع این منبع دسترسی به آب شیرین که قدمت آن به ۱۰ هزار سال پیش از این- یعنی ۳۰۰۰ سال قبل از اختراع چرخ- می‌رسد، برای حفظ حیات در اجتماع‌های دور از ساحل‌ها حیاتی بود.
با این‌همه حفر چاه تنها یکی از اختراعاتی است که در لیست تکنولوژی‌های دسترسی به آب شیرین قرار می‌گیرد، تکنولوژی‌هایی که تحول نوع بشر را ممکن ساخته‌اند. امروزه شبکه‌های بزرگ خطوط لوله و تصفیه‌خانه‌ها امکان دسترسی به این اکسیرِ حیات انسانی و صنعتی را ممکن می‌کنند. در همان حالی‌که تقاضای بیشتری بر منابع محدود آب شیرین تحمیل می‌شود، شرکت‌ها نیز به سرمایهگذاری برای نوآوری‌های تکنولوژیک در زمینه تامین آب شیرین روی آورده‌اند.
استفاده از نانوتکنولوژی فیلترهای تصفیه آب
طبق آمار سازمان بهداشت جهانی میزان مرگ و میر انسان‌ها به سبب اسهال ناشی از عدم دسترسی به آب آشامیدنی مناسب و نیز بهداشت فاضلاب سالانه ۶/۱ میلیون نفر است. تحقیقات در هند برای حل این مشکل همیشگی به راه حلی رسیده و آن راه حل تصفیه آب از طریق استفاده از نانوتکنولوژی است.
این تکنولوژی میکروب‌ها، باکتری، و باقیمانده آلاینده را به کمک کمپوزیت های ساخته شده از اجزا نانو جدا می‌کند. این کمپوزیت‌ها با انتشار یون‌های نقره آلاینده‌های آب را نابود می‌سازند. پروفسور تالاپیل پرادیپ از موسسه تکنولوژی مَدرس می‌گوید: «حاصل کار تحقیقاتی ما جان انسان‌ها را نجات می‌دهد. با بودجه‌ای برابر با ۵.۲ دلار در سال شما می‌توانید برای یک خانواده آب آشامیدنی سالم مهیا کنید.»
تصفیه غشایی
در این روش آب از پرده‌های غشایی‌مانند عبور داده می‌شود و از این طریق آب تصفیه و فیلتر می‌گردد. این روش جدید خود به بخشی از فرآیند تصفیه آب در جهان امروز بدل شده است. مزیت استفاده از غشا در تصفیه آب امکان‌پذیر ساختن فیلتراسیون آب با دقت نانو متر است.
بااین‌همه اگرچه تکنولوژی غشایی در چندین سال رواج پیدا کرده، ولی کماکان این تکنولوژی موضوع تحقیق و بررسی‌های گسترده است. یانیک فوت رئیس بخش توسعه جهانی برای آب در شرکت شیمیایی BASF می‌گوید: «علم شیمی به شکل قابل توجهی در تحول فرآیند تصفیه آب مشارکت می‌کند، و به عنوان نمونه در تحقیقات تبدیل آب شور به آب شیرین مناسب برای مصارف انسانی نقش فعالی دارد». پیشرفت صورت گرفته در این زمینه به شکل قابل توجهی هزینه نمک‌زدایی از آب را کاهش داده و از ۱ دلار به ۰.۵ دلار برای هر متر مکعب برای پنج سال رسانده است.
نمک‌زدایی از آب دریا
به رغم خوش‌بینی‌هایی که نسبت به آینده وجود دارد، در حال حاضر نمک‌زدایی از آب دریا با استفاده از روش اسمز معکوس بسیار انرژی‌بر است، به نحوی که برای نمک‌زدایی از هر متر مکعب از آب دریا ۴کیلو وات ساعت انرژی لازم است.
بایومیمیک (Biomimicryروش تقلید از طبیعت) یکی از روش‌هایی است که در سنگاپور راجع‌به آن تحقیق شده، و نخستین واحد نمک‌زدایی بر اساس این روش در سال ۲۰۰۵ به بهره‌برداری رسیده است. در این روش تقلیدیِ از طبیعت رفتار ماهی‌ها و گیاهانی مورد بررسی قرار می‌گیرد که در آب شور زندگی می‌کنند و می‌توانند با کمترین میزان انرژی از آب شور آب شیرین استخراج کنند.
هری سی یکی از مسئولان PUB- سازمان ملی آب سنگاپور می‌گوید: «اگر علم بتواند شیوه‌‌ای بیابد که به شکل عملی این فرآیندهای بیولوژیکی را اجرایی کند، آنگاه می‌توان گفت که راه‌حل‌های بدیع برای نمک‌زدایی از آب دریا پیدا شده‌اند.»
پایش هوشمند
تنها در کشورهای در حال توسعه چنین برآورد می‌شود که روزانه ۴۵ مترمکعب آب در شبکه‌های توزیع هدر می‌روند. این چنین نشتی‌هایی نه فقط برای شرکت‌ها هزینه‌بر هستند، بلکه همچنین بر منابع آبی فشار ایجاد می‌کنند و احتمال نفوذ آلاینده‌ها به منابع آبی را افزایش می‌دهند.
دال هارتلی، مدیر توسعه تجارت در SebaKMT و متخصص نشتی شبکه‌های توزیع می گوید: «به لحاظ تجاری سرمایهگذاری برای منابع جدید تامین آب شیرین در زمانی که روزانه میزان زیادی از آب در شبکه‌ها روزانه هدر می‌رود توجیهی ندارد».
تکنولوژی‌های جدید پایش به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا درباره بی‌عیب بودن شبکه‌های گسترده توزیع اطمینان حاصل کنند. ابزارآلات الکترونیکی همچون حس‌گرهای فشار و آکوستیک به شرکت‌ها این امکان را خواهند داد تا به سرعت از نشتی‌های شبکه و محل دقیق آن مطلع شوند.
آبیاری هوشمند
حدود ۷۰ درصد آب شیرین جهان برای صنعت کشاورزی مصرف می‌شود. اعمال روشی هوشمند‌تر برای مدیریت آب از طریق سیستم‌های آبیاری دقیق، مدل‌سازی و الگوریتم‌های کامپیوتری در کشورهای توسعه‌یافته سبب‌شده تا کشاورزان این کشورها از مزایای آن بهره‌مند شوند.
بااین‌همه، اگرچه این رهیافت شامل به‌کارگیری ابزارها وتکنولوژی‌های دقیق است، ولی نوآوری‌هایی از این دست از ذهنی نشأت می‌گیرد که بر اهمیت اندازه‌گیری و پیش‌بینی کردن اصرار می‌ورزد.
کاری هیداکا کارشناس مدیریت آب در IBM می‌گوید: «در روزگاران قدیم تأکید زیادی بر اندازه‌گیری نمی‌شد، زیرا فکر می‌کردیم که کماکان منابع بسیار آب در دسترس است.»
تصفیه فاضلاب
فاضلاب شهرها حتی در اقتصادهای پیشرفته آن طور که باید تصفیه نمی‌شود، و این فاضلاب بدون آنکه فرآیندی را از سر بگذراند در رودخانه‌ها یا دهانه‌‌های آنها تخلیه می‌شوند یا به عنوان آب کشاورزی مصرف می‌شوند.
تکنولوژی‌های جدید وعده می‌دهند که فاضلاب را به منبعی برای تولید انرژی و آب آشامیدنی بدل سازند. نتایج استفاده از تکنولوژی‌های جدید در روش میکروارگانیزم‌های فعال شده برای فرآیند تصفیه فاضلاب هم شامل بدل کردن بخشی از فاضلاب به کودهای مناسب برای کشاورزی است و هم شامل کم کردن انرژی مورد نیاز برای تصفیه است.
تسهیلات تصفیه سیار
هم‌اکنون میزان سرمایهگذاری برای ساختن واحدهای تصفیه سیار مثل اسمز معکوس در حال افزایش است. این واحدها به شرکت‌ها و کارخانه‌ها این امکان را خواهد داد تا حجم‌های بالایی از آب را خود تصفیه کنند.
پیتر آدریانس استاد مهندسی محیط زیست در دانشگاه میشیگان می‌گوید: «در همان حالی که این تکنولوژی‌ها توسعه می‌یابند و دانش استفاده از آنها نیز گسترده‌تر می‌شود، واحدهای سیار و ارزان‌تر تصفیه آب جایگزین سیستم‌های مرکزی بزرگ می‌شوند و رفته‌رفته آنها را از عرصه خارج می‌کند.»
منبع: گاردین