چند راهکار علمی برای مقابله با کمبود آب

قرار گرفتن ایران در کمربند خشک کره زمین به همراه کاهش ذخایر آبی، موضوع خشکسالی را به بحرانی جدی برای کشور تبدیل کرده است و محققان در تلاشند با استفاده از فناوریهای نوین بر این بحران غلبه کند.

 پدیده خشکسالی به دلیل موقعیت جغرافیایی ایران و قرار گرفتن در کمربند خشک کره زمین، امری مربوط به دیروز و امروز نیست اما با وجود تعدد نیازها و تصرفهای بشری بر محیط زیست و رشد سریع جمعیت، این پدیده روز به روز در حال افزایش است.

طبق بررسی های رسمی به عمل آمده به دلیل کاهش ذخایر آبی کشور، ایران در آستانه بحران آب به سر می برد و در سالهای آینده، تامین آب به یکی از بزرگترین چالشهای کشور تبدیل می شود؛ این بررسی ها نشان می دهد که ایران در زمینه متوسط بارش باران از میانگین جهانی بسیار فاصله دارد.

کم آبی دومین بحران بزرگ دنیا در ۱۰ سال آینده

صندوق جهانی طبیعت (WWF) بحران کم آبی را دومین بحران بزرگ دنیا طی ۱۰ سال آینده اعلام کرده که این بحران در کشورهای قاره اروپا و آسیا بیش از دیگر کشورهای دنیا دیده می شود. پیش بینی می‌ شود سهم خشکسالی‌ ها در دنیا به دلیل تغییرات اقلیمی و جوی در سال های آینده ۱۰ درصد رشد داشته باشد.

بر اساس تعریف بانک جهانی، کشوری که سالیانه کمتر از ۱۰۰۰ متر مکعب آب قابل شرب برای هر یک از شهروندانش داشته باشد با کمبود آب مواجه است؛ بر مبنای این تعریف، ایران تنها کشوری نیست که با بحران کم آبی مواجه است. از سوی دیگر ناسا نیز در گزارش های متعددی هشدار داده که جهان زمینیان به سمت کمبود آب پیش رفته و دریاچه های بزرگ جهان در حال ناپدید شدن هستند.

نمونه های خارجی برای مقابله با کم آبی

اما اینکه کشورهای دنیا چه راه حل هایی را علیه معضل کم آبی اندیشیده و انجام می دهند، سوالی است که همیشه مطرح می شود؛ بحران کم آبی در ایالت کالیفرنیای امریکا تا جایی پیش رفته که افرادی با عنوان «پلیس آب» به درب منازل شهروندان کالیفرنیایی مراجعه کرده و آنها را از خطرات کمبود آب، مصرف صحیح آب و راه حل هایی علیه هدر رفتن آب و ... آگاه می کنند. 

از سوی دیگر مسئولان لس‌ آنجلس به تازگی برای جلوگیری از تبخیر شدن آب مخزن «سیلمار» در کالیفرنیا، ۹۶ میلیون توپ سیاه پلاستیکی را روی این مخزن رها کردند. توپ های تیره‌ رنگ به شکلی طراحی شده اند که نه تنها آب را از هر گونه آلودگی حفظ می کنند بلکه مانع از تبخیر آب نیز می شوند. توپ‌ ها به سادگی روی سطح آب شناور شده و از تابش پرتوهای خورشید جلوگیری می کنند.

سنگاپور یکی دیگر از کشورهایی است که به تمهیداتی علیه بحران و کمبود آب اندیشیده است؛ تصفیه مجدد آب یا NEWater یکی از این راه حل هاست. شیرین کردن آب نیز به معنای سالم سازی آب دریا با استفاده از فناوری های متفاوت در این کشور کاربرد دارد.

دوش های آینده

سوئد یکی دیگر از کشورهایی است که به راه حل های فناورانه علیه بحران و کمبود آب پرداخته است به عنوان مثال چندی پیش، مهندس ایرانی مقیم سوئد با اختراع یک دوش متفاوت و شگفت انگیز که به صرفه جویی و استفاده بهینه از آب می پرداخت توانست در صدر اخبار تکنولوژی دنیا قرار بگیرد. همچنین مهرداد محجوبی، مخترع و مدیر عامل شرکت Orbital Systems در کشور سوئد است که موفق به اختراع دوش متفاوتی شده که به عناوینی مانند «دوش فضایی» یا «دوش آینده» شناخته می شود. این دوش از قابلیت تصفیه بیش از ۹۰ درصد آب مصرف شده و دوباره برگرداندن آب مصرفی به سردوش برخوردار است.

تصفیه و استفاده از آب باران

آب باران می تواند یکی از راه حل های مهم برای استفاده حداکثری از آب باشد. مخترعان کشورهایی مانند هند و مالزی به دنبال اختراع دستگاه ها یا سیستم هایی هستند که بتوانند استفاده بیشتری از آب باران داشته باشند.

 با استفاده از تکنولوژی هسته ای می توان به اصلاح گونه های مختلف کشاورزی پرداخته تا نه تنها آنها را در برابر کم آبی مقاوم کرد بلکه با آب کمتر نیز بتوان محصولات بیشتری را در اختیار داشت. برای مثال، کاکائو و قهوه در کشور شیلی اصلاح شده اند تا با استفاده از تکنولوژی هسته ای کشت شوند.  تکنولوژی هسته ای می تواند ۲۵ درصد از تلفات آب در کشاورزی را کاهش دهد.»

در کنار همه اینها می توان از انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی های بادی یا خورشیدی نیز یاد کرد. این فناوریها می توانند جایگزین سوخت های فسیلی شوند، از انتشار گازهای گلخانه ای ممانعت کرده و از گرم شدن زمین و آب شدن یخچال های طبیعی که نتیجه ای جز مصرف بی رویه آب ندارند، جلوگیری کنند.

محققان کشور ما نیز با تولید محصولات فناوری در حوزه کم آبی با تمرکز بر روی ابداع روشهای ابتکاری در زمینه آب، خشکسالی، فرسایش خاک و محیط زیست، درصدد ارائه راهکار و راه حل هایی برای پشت سرگذاشتن این چالش قرن هستند.

امید توکلی، رئیس مرکز فناوری های راهبردی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری در همین باره  گفت: ما اگر بتوانیم دانش و فناوری های روز دنیا را بدست آوریم، بهتر می توانیم در صدد برطرف کردن مشکلات بحران آبی کشور برآییم؛ اما قبل از کاربرد فناوری، فرهنگ سازی آن باید در کشور انجام شود.

وی با اشاره به اینکه باید پذیرشی از سوی مردم به وجود آید تا بتوان از فناوری ها برای رفع مشکلات استفاده کرد، افزود: در ۸ ماه گذشته کارگروه ویژه‌ای برای رفع بحران آب در معاونت علمی وفناوری ریاست جمهوری تشکیل شده که هدف آن تسریع ارائه طرح های فناورانه در حوزه آب است.

توکلی با تاکید براینکه دانش فنی رفع بحران کم آبی در کشور وجود دارد اما نیازمند توسعه است، اضافه کرد: در حال حاضر ۲۳ طرح فناورانه در حال تکمیل و ارائه محصول اولیه است و چنانچه این طرحها عملیاتی شوند مشکل کم آبی در کشور برطرف می شود.

وی گفت: تا پایان امسال چندین طرح از پروژه های مدنظر اجرایی خواهند شد.

۲۳ طرح فناورانه برای مقابله با کم آبی

۲۳ طرح مبتنی بر فناوریهای نوین از سوی شرکتهای دانش بنیان به ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط زیست که در معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری فعال است ارائه شده که قرار است با توجه به اولویت بندی مدنظر از سوی این ستاد برای رفع مشکلات کم آبی و مقابله با پدیده خشکسالی به کار گرفته شود.

    سامانه تصفیه آب

    اجرای پایلوت نیمه صنعتی زیرزمینی حذف ترکیبات دارویی (آنتی بیوتیک، هورمون و ...) از فاضلاب­ ها با استفاده از روش هیبرید بیوراکتور غشایی- ازوناسیون

    پایلوت حذف آلاینده­ های شیمیایی از آب­های چاه با استفاده از روش تبادل یونی

    طراحی و ساخت دستگاه حذف آلاینده های گازی از اگزور موتورسیکلت به روش پلاسما- کاتالیست

    مطالعه و ارزیابی گیاهان زینتی موجود در فضای سبز شهری و معرفی الگوهای مناسب گیاهی برای فضای سبز ایران جهت بهینه سازی مصرف آب شهری در کشور

    توسعه کشت چمن مقاوم به خشکی و شوری

    طراحی و ساخت سامانه الکترونیکی اندازه‌گیری زمان پیشروی و پسروی آب در مزارع کشاورزی

    بازیافت مجدد زه آبهای کشاورزی به منظور پرورش آبزیان و گیاهان با تکیه بر مدیریت تلفیقی زه­ آبها

    تدوین الگوی مدیریتی مبتنی بر روش­های تصمیم­گیری نوین در خصوص اولویت ­بندی بازسازی قنات­ های خراسان جنوبی

    بررسی کارایی مصرف آب در دو روش آبیاری (زیر سطحی با شیاری) در عناب، انار، زرشک و پسته در شرایط اقلیمی بیرجند

    اصلاح برای بهبود کارآیی مصرف آب (WUE) در گندم نان تحت شرایط اقلیمی بیرجند

    توسعه روش­های نوین آبیاری زیرسطحی برای کشت برنج

    توسعه فناوری­های نوین نمک­زدایی از آب با حداقل پساب و انرژی

    حمایت از تشکیل باشگاه آب و توسعه فناوری در استان یزد

    طراحی و ساخت سامانه نمک زدایی به روش بخار سرد

    طراحی و ساخت سامانه نمک زدایی به روش اسمز مستقیم

    طراحی و ساخت سامانه نمک زدایی به روش بخار سرد

    حمایت از توسعه فناوری نمک زدایی آب به روش رطوبت دهی و رطوبت گیری (HDH)

    حمایت از تدوین استانداردهای شغلی و آموزشی/شناسایی و طبقه بندی مشاغل

    توسعه فناوری شناسایی منابع آب ژرفی و چشمه های آب خلیج فارس

    توسعه فناوری احداث مکانیزه سدهای زیرزمینی و آبشارهای زنجیره ای تامین آب

    طراحی و ساخت کنتور حجمی التراسونیک قابل نصب بر روی چاههای کشاورزی

    طراحی و ساخت مواد مالچ و بهبود دهنده و اصلاح کننده خاک

درهمین حال برخی فناوریهای مرتبط با موضوع کم آبی و غلبه بر آن از سوی محققان ایرانی به مرحله اجرایی شدن رسیده اند.

ساخت دستگاه آب مقطرگیری بدون هدررفت

یکی از دستاوردهای محققان در راستای کاهش هدررفت آب «دستگاه آب مقطرگیری بدون پرت» است. با توجه به اینکه دستگاههای آب مقطرگیری کنونی به میزان زیادی آب را تلف می کنند از این رو استفاده از این دستگاه که دستاورد محققان ایرانی است می تواند مفید واقع شود.

کامران زنگنه، مدیرعامل یک شرکت دانش بنیان در پارک علم و فناوری کرمانشاه و مخترع این دستگاه به خبرنگار مهر گفت: به دلیل اینکه در سیستم های فیلترینگ، تصفیه آب به صورت کامل انجام نمی شود، آب زیادی در جهت تصفیه، هدر می رود؛ به گونه ای که به ازای تولید هر یک لیتر آب تقطیر شده، ۱۵ تا ۲۰ لیتر آب آشامیدنی تلف می شود. این سیستم با استفاده از سنسورهای کنترلی آب را بدون ذره‌ای اتلاف، به آب مقطر تبدیل می کند.

وی افزود: علاوه بر این، این دستگاه با استفاده از اشعه uv به استریل سازی آب مقطر نهایی می پردازد و با استفاده از آن، مصرف انرژی تا ۱۵ درصد کاهش می یابد.

ردیابی آب در زیرزمین با دستگاه اختراعی آب یاب

«دستگاه ردیاب آب در منابع زیرزمینی» از دیگر اختراعات محققان داخلی است که از طریق آن، آب های اعماق زمین بدون نیاز به عملیات حفاری از روی زمین شناسایی می شوند.

سید علی حمیدی سنگدهی، مخترع دستگاه «آب یاب ارشک» در گفتگو با مهر گفت: شناسایی منابع آب زیرزمینی و امکان حفرچاه برای اهداف متعدد با انجام یک سری مطالعات و عملیات مختلف زمین شناسی، ژئوفیزیکی و روش های مختلف سنجش از راه دور امکان پذیر است که نیاز به زمان زیادی دارد؛ از این رو این دستگاه ابداعی می تواند آب را بدون هیچگونه محدودیتی از نظر فاصله مکانی و از طریق تلفن یا تصویر ماهواره ای (google earth) ردیابی و ویژگی های کمی و کیفی آب را در لایه های زیرزمینی به صورت داده، ارائه کند.