Logo Arabcivil 2024

سعيا لتحويل أزمة المياه في كينيا: تعظيم إعادة استخدام المياه المالحة الزراعية مع التناضح العكسي

تم تحديثه يوم 18 مايو, 2024 من طرف فريق الأبحاث و المستجدات
"اللهم انفعني بما علمتني وعلمني ما ينفعني"
المرجع في الرابط: sciencedirect

 

تعريف المصطلحات الأساسية:

  • التناضح العكسي (RO): عملية تنقية المياه تستخدم غشاء شبه منفذ لإزالة الأيونات والجزيئات والجزيئات الكبيرة من مياه الشرب.
  • محلول ملحي: محلول شديد التركيز من الملح في الماء، وهو نتيجة ثانوية لعملية تحلية المياه.
  • تحلية المياه: عملية إزالة الأملاح والمعادن الأخرى من المياه المالحة لإنتاج مياه عذبة صالحة للاستهلاك البشري أو الري.
  • نسبة الاسترداد (RRmax): نسبة حجم المياه النقية (المتخللة) المنتجة إلى حجم مياه التغذية الموردة لنظام التناضح العكسي. تشير نسب الاسترداد الأعلى إلى كفاءة أكبر في استخلاص المياه.
  • الملوحة: تركيز الأملاح في الماء، مما قد يؤثر على قابلية استخدامه للشرب والري.
  • البورون: عنصر كيميائي يمكن أن يكون سامًا للنباتات والحيوانات بتركيزات عالية. وغالبًا ما يوجد في المياه الجوفية ويجب إدارته في التطبيقات الزراعية.
  • طبقات المياه الجوفية: طبقات تحت الأرض من الصخور أو المواد الحاملة للمياه (مثل الحصى أو الرمل أو الطمي) التي يمكنها توفير المياه الجوفية للآبار والينابيع.
  • النباتات الملحية: نباتات تنمو في البيئات عالية الملوحة، وغالباً ما تستخدم في المناطق التي تنتشر فيها المياه المالحة.
  • معادن ثقيلة: العناصر المعدنية ذات الكثافة العالية والتي تكون سامة عند التركيزات المنخفضة. وتشمل الأمثلة الشائعة الرصاص والزرنيخ والزئبق.
  • الموصلية الكهربائية (EC): مقياس لقدرة الماء على توصيل الكهرباء، والذي يرتبط بتركيز الأملاح الذائبة والمواد الكيميائية الأخرى.
  • التراكم الحيوي: تراكم المواد، مثل المبيدات الحشرية أو المواد الكيميائية، في الكائن الحي. يحدث هذا عندما يمتص الكائن الحي مادة بمعدل أسرع من قدرته على إخراجها.

 

كينيا، وهي دولة متأثرة بشكل كبير بندرة المياه، تعتمد بشكل كبير على مصادر المياه الجوفية، والتي غالبا ما تكون مالحة أو ملوثة. ولمعالجة هذه المشكلة، أصبحت تحلية المياه عملية أساسية. ومع ذلك، فإن التخلص من المياه المالحة الناتجة عن تحلية المياه، وهو منتج ثانوي، يطرح تحدياته الخاصة. يعد التخلص الآمن منه مكلفًا وغير ممكن في كثير من الأحيان، مما يجعل إعادة استخدام المياه المالحة حلاً ضروريًا ومبتكرًا.

مشكلة ندرة المياه وملوحتها

كينيا شبه قاحلة إلى حد كبير، حيث يتلقى 80٪ من البلاد فقط 25-50 سم من الأمطار سنويًا. وتؤدي قلة هطول الأمطار، إلى جانب ارتفاع معدلات استنزاف المياه الجوفية والتلوث، إلى تفاقم انعدام الأمن المائي. والوضع رهيب، مما يؤثر على الصحة والاقتصاد، حيث تشكل الزراعة كثيفة الاستهلاك للمياه ثلث اقتصاد كينيا.

تعتبر تحلية المياه من خلال التناضح العكسي (RO) حلاً واعداً لمعالجة ندرة المياه. ومع ذلك، فإن المحلول الملحي الذي يتم إنتاجه خلال هذه العملية، والذي يحتوي على نسبة عالية من الملوحة ومن المحتمل أن يحتوي على عناصر خطرة، يشكل تحديات بيئية واقتصادية إذا لم يتم التخلص منه بشكل صحيح.

الحل المبتكر: إعادة استخدام المياه المالحة في الزراعة

ولمعالجة مسألة التخلص من المياه المالحة، تم تطوير إطار جديد لتعظيم نسبة الاسترداد (RRmax) لتحلية المياه، مما يسمح بإعادة الاستخدام الآمن للمحلول الملحي في التطبيقات الزراعية. ويهدف هذا الإطار إلى تحديد نسب الاسترداد المثلى لضمان أن يكون المحلول الملحي المنتج ذو جودة كافية لري المحاصيل وسقي الماشية.

نتائج البحث

وقد تم تحليل عينات المياه من مثلث مارا في كينيا وبيانات من الدراسات السابقة لقياس تركيزات الملوثات، وخاصة الملوحة والبورون، وهي العوامل الأكثر تقييدًا لإعادة الاستخدام الزراعي. وجدت الدراسة أن:

  • معدلات استرداد عالية للمياه: في مثلث مارا، وصلت نسبة الاسترداد القصوى إلى أكثر من 94% لري المحاصيل و98% لسقي الماشية.
  • الملوحة والبورون: كانت الملوحة هي العامل الرئيسي الذي يحد من إعادة الاستخدام، ويأتي محتوى البورون في المرتبة الثانية.
  • صلاحية المحاصيل: تبين أن المحاصيل التي تتحمل الملوحة مثل الشعير والذرة الرفيعة والقمح قابلة للزراعة في جميع المواقع في مثلث مارا.

وتشير النتائج إلى أن إعادة استخدام المياه المالحة في الزراعة أمر قابل للتطبيق على نطاق واسع في كينيا، وخاصة في المناطق شبه القاحلة مثل مثلث مارا. ومن خلال تصميم استراتيجيات إعادة الاستخدام بما يتناسب مع الظروف المحلية ومتطلبات المحاصيل، يمكن للإطار أن يساعد في التخفيف من ندرة المياه مع ضمان الاستدامة البيئية.

إرشادات لتنفيذ إعادة استخدام المياه المالحة

  1. التشاور مع الخبراء: إشراك الخبراء الزراعيين والمجتمعات المحلية لتحديد مدى ملاءمة إعادة استخدام المياه المالحة.
  2. تقييم التلوث: تجنب إعادة استخدام المياه المالحة من مصادر شديدة التلوث. اختبار جودة المياه مقابل الحدود المقررة.
  3. استراتيجيات التكيف: ضبط نسب الاسترداد وتقنيات الري مع الظروف البيئية المحلية.
  4. الرصد: مراقبة صحة التربة والماشية بانتظام لضمان سلامة وفعالية إعادة استخدام المياه المالحة.
  5. عوامل السلامة: تطبيق عوامل السلامة على نسب الاسترداد لمصادر المياه المتوسطة إلى الشديدة التلوث لتقليل التعرض للملوثات غير المختبرة.

يوفر الإطار المبتكر لتعظيم استخلاص المياه من التناضح العكسي حلاً مستدامًا لقضايا ندرة المياه في كينيا. ومن خلال إعادة استخدام المياه المالحة الناتجة عن تحلية المياه في الزراعة، تستطيع كينيا معالجة تحديات المياه والأمن الغذائي. ولا يؤدي هذا النهج إلى تعزيز استعادة المياه فحسب، بل يعزز أيضًا الاستخدام الآمن والمنتج للمحلول الملحي، مما يدعم استمرارية الزراعة على المدى الطويل في المناطق التي تعاني من نقص المياه.

يعد تعظيم نسبة الاسترداد وإعادة استخدام المياه المالحة في الزراعة خطوة مهمة إلى الأمام في إدارة موارد المياه بكفاءة وبشكل مستدام. ويتوافق هذا الحل مع أهداف كينيا لتحقيق الاستدامة المائية، ويساهم في التنمية الشاملة للبلاد وقدرتها على مواجهة تغير المناخ.

اطّلع على المزيد

مساهمة في تنمية المدنية العربية
Menu
جميع الحقوق محفوظة © Arabcivil 2024