تقنية جديدة قد تساهم في حل مشكلة تحلية المياه عربيا وعالميا
تاريخ النشر: 28th, January 2025 GMT
نجح مهندسون من جامعتي ميشيغان ورايس في تطوير حل ثوري لمشكلة إزالة البورون من مياه البحر، وهو مركب طبيعي يتحول إلى ملوث سام في مياه الشرب. ونُشرت نتائج الدراسة في دورية "نيتشر واتر" حيث تتناول التقنية الجديدة استخدام أقطاب كربونية لإزالة البورون بكفاءة واستدامة.
ويوجد البورون في مياه البحر على شكل حمض البوريك المحايد كهربائيا، مما يسمح له بتجاوز أغشية التناضح العكسي المستخدمة في أنظمة التحلية التقليدية.
ويفسر التناضح العكسي بأنه عملية إزالة الملوثات الغريبة والمواد الصلبة والجزيئات الكبيرة والمعادن من الماء، وذلك باستخدام الضغط لدفعها عبر أغشية متخصصة.
ويوضح الأمر ويي بان الباحث بمرحلة ما بعد الدكتوراه بجامعة رايس وأحد مؤلفي الدراسة في بيان صحفي رسمي "جهازنا يقلل من الطلب الكيميائي والطاقة في عملية تحلية مياه البحر، مما يعزز الاستدامة البيئية ويخفض التكاليف بنسبة تصل إلى 15%".
ويضيف أن التصميم الجديد للأقطاب يُمكّن من التقاط البورون بكفاءة عالية، مما يوفر بديلا أبسط وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، مع توفير محتمل يبلغ 6.9 مليارات دولار سنويا لمحطات التحلية حول العالم.
مع تصاعد أزمة المياه العذبة عالميا، يأتي هذا الابتكار في وقت حرج. ووفقا لتقرير صادر عن اللجنة العالمية لاقتصاديات المياه عام 2023، فمن المتوقع أن تغطي إمدادات المياه العذبة 40% فقط من الطلب العالمي بحلول عام 2030. وقد أصبحت التحلية، التي تحول مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب، حلا ضروريا رغم تكلفتها العالية واستهلاكها الكثيف للطاقة وتأثيراتها البيئية السلبية.
إعلانوتستخدم الأقطاب المصممة حديثا هياكل تحتوي على الأكسجين داخل مسامها لاحتجاز البورون بشكل انتقائي، مع السماح بمرور الأيونات الأخرى. وعلى عكس الطرق التقليدية التي تضيف قواعد كيميائية لشحن البورون، تعمل هذه التقنية على فصل الماء إلى أيونات هيدروجين موجبة وهيدروكسيد سالبة عند الأقطاب، مما يؤدي إلى شحن البورون بشكل طبيعي وسهل احتجازه. وبعد الاحتجاز، يعاد تجميع الماء ليصبح خاليا من البورون، فتكون العملية خالية من المواد الكيميائية.
ولا تقتصر هذه المنهجية على إزالة البورون فقط، وفق ما أشار إليه الدكتور مناتشم إليميليك المؤلف المشارك من جامعة رايس، بالقول "دراستنا تقدم منصة متعددة الاستخدامات يمكنها تحويل ملوثات أخرى، مثل الزرنيخ، إلى أشكال قابلة للإزالة بسهولة". كما يمكن تعديل المجموعات الوظيفية على الأقطاب لاستهداف مجموعة واسعة من المواد الضارة، مما يجعل معالجة المياه أكثر كفاءة واستدامة.
وتقدم التقنية الجديدة إمكانيات توفير هائلة لمحطات التحلية، ولا يقتصر الأمر على تقليل التكاليف التشغيلية فحسب، بل يسهم أيضا في تقليل البصمة البيئية لعمليات التحلية من خلال التخلص من الحاجة إلى المعالجات الإضافية التي تستهلك الكثير من الطاقة.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات میاه البحر
إقرأ أيضاً:
تقنية الذكاء الاصطناعي تدخل عالم العلاج الطبيعي لآلام أسفل الظهر في بريطانيا
يواجه مئات الآلاف من المرضى في المملكة المتحدة قوائم انتظار طويلة للحصول على علاج لآلام أسفل الظهر، والتي تُعد من أبرز أسباب الإعاقة عالميا.
وفي محاولة لمعالجة هذه الأزمة، بدأ هيئة الخدمات الصحية الوطنية (NHS) في تجربة "فلوك هيلث" (Flok Health)، وهو أول عيادة علاج طبيعي تعتمد على الذكاء الاصطناعي وتحظى بموافقة لجنة جودة الرعاية (CQC).
يوفر التطبيق وصولا فوريا للمرضى إلى خطط علاجية مخصصة من خلال مقاطع فيديو مسجلة مسبقا، ويعتمد على تقنية الذكاء الاصطناعي لتقديم العلاج للحالات البسيطة التي لا تتطلب فحوصات متقدمة أو تدخلًا يدويًا.
ويتيح النظام للمرضى التفاعل مع معالج افتراضي، حيث يتم تحديد المسار العلاجي بناءً على إجاباتهم، عبر نظام تحليلي يتيح أكثر من مليار تركيبة علاجية محتملة.
بدأت الخدمة في اسكتلندا وتتوسع حاليًا في أنحاء إنجلترا، مع خطط لتغطية نصف المملكة المتحدة خلال عام. كما يتم العمل على إضافة علاجات لحالات أخرى، مثل التهاب مفاصل الورك والركبة ومشكلات الصحة النسائية المتعلقة بالحوض.
ورغم ما تقدمه هذه التقنية من حلول، فإن فعاليتها تعتمد على التزام المرضى باتباع الإرشادات، نظرًا لعدم قدرة الذكاء الاصطناعي على مراقبة الحركة البدنية. ويتوفر دعم من معالجين طبيعيين حقيقيين للإجابة على الاستفسارات، لكنهم لا يقدمون ملاحظات مباشرة أثناء التمارين.
بينما يجد بعض المرضى هذه التقنية مفيدة، لا يزال آخرون يفضلون التوجيه المباشر من معالج بشري لضمان دقة الحركات وتصحيح الوضعيات.
ويرى الخبراء أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يسهم في تحسين كفاءة الخدمات الصحية وجعلها أكثر سهولة، شريطة أن يتم تقييم هذه الأدوات باستمرار وضمان تكاملها مع الرعاية الطبية التقليدية، دون أن تكون بديلًا كاملاً عنها.