۲۳طرح فناورانه برای عبور از بحران آب/ گره خشکسالی در دستان محققان
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.
به گزارش وبسایت مقاله نویسی ISI20 به نقل از خبرگزاری مهر - میترا سعیدی کیا: 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 جلوگيری از تبخير شدن آب مخزن «سيلمار» در كاليفرنيا، ۹۶ ميليون توپ سياه پلاستيكی را روی این مخزن رها كردند. توپ های تيره رنگ به شكلی طراحی شده اند که نه تنها آب را از هر گونه آلودگی حفظ می کنند بلكه مانع از تبخیر آب نیز می شوند. توپ ها به سادگی روی سطح آب شناور شده و از تابش پرتوهای خورشيد 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.
دوشهای 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.
همچنین فائو در گزارشی آورده است: « 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.
فائو در ادامه این گزارش آورده است، 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 فناوری ها 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.
تشکیل کارگروه رفع بحران آب در معاونت علمی و فناوری
محققان کشور ما نیز با تولید محصولات فناوری در حوزه کم آبی با تمرکز بر 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 به خبرنگار مهر 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، خشكسالی، فرسايش و محيط زيست 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 سیار (پکیج بحران)
- 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 الكترونيكی اندازه‌گيری زمان پيشروی و پسروی آب در مزارع كشاورزی
- بازیافت مجدد زه آبهای کشاورزی به منظور پرورش آبزیان و گیاهان با تکیه بر مدیریت تلفیقی زه آبها
- تدوين 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 شرايط اقليمی بيرجند
- 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.
قابل شرب کردن یک لیتر آب آلوده در ۱۰ دقیقه
اختراع دیگر می تواند آب ها و پساب هایی که یکبار مورد استفاده قرار گرفته اند را به آب آشامیدنی تبدیل کند، این دستگاه بیشتر در شرایط اضطراری قابل کاربرد است.
احمد بهراد، مخترع «سیستم گندزدای الکترولیزی آب در شرایط اضطراری» به مهر گفت: با استفاده از این سیستم می توانیم آب چاهها (آب های تصفیه نشده) را تصفیه و در شرایط بحرانی همچون زلزله، سیل و جنگ برای آشامیدن استفاده کنیم؛ این سیستم ضدعفونی کننده قادر است در زمان ۱۰ دقیقه، ۱۰ لیتر آب را ضد عفونی و قابل شرب کند.
وی در مورد اختراع دیگر خود که امکان تبدیل فاضلاب صنعتی به آبهای غیر قابل شرب را مهیا می کند، گفت: از روش «الکتروکئوگولاسیون»، برای تبدیل فاضلاب صنعتی به آب های غیر قابل شرب بهره بردیم، تا از این آب برای آبیاری باغ، باغچه و مزارع استفاده شود و این روش می تواند از هدررفت آب در زمان آبیاری جلوگیری کند.
آبیاری مزارع با صرفه جویی ۴۰درصدی
همچنین یک مخترع ایرانی موفق به ساخت سیستمی جهت تنظیم میزان آب برای آبیاری مزارع و زمین های کشاورزی شده است. دانیال اعلمی دوست، مخترع «شناور تنظیم شونده برای آبیاری مزارع و باغات» به مهر گفت: با استفاده از این سیستم می توان برای صرفه جویی در مصرف آب، میزان آبیاری زمین های کشاورزی را تنظیم کرد تا از این طریق آب مورد استفاده در زمین کشاورزی هدر نرود. کاربرد مخزن با شناور خودتنظیم شونده می تواند به میزان ۴۰ درصد در مصرف آب در زمینه آبیاری کشاورزی صرفه جویی کند.
روشهای ابتکاری برای مقابله با بحران جدی گرفته شود
شکی نیست که راهکارهای علمی می تواند انقلابی در تولید و توسعه فناوریهای مورد بهره برداری برای بهینه سازی و صرفه جویی به وجود بیاورد و خشکسالی و بحران کم آبی نیز از این قاعده مستثنی نیستند؛ به همین دلیل تنها زمانی می توان از تمامی منابع موجود استفاده بهینه کرد که تمامی این راهکارها از جمله بکارگیری فناوری‌ها، صرفه جویی، سیستمهای قیمتگذاری، مکانیزم های تشویقی و فرهنگسازی به صورت یک بسته کامل در راهبرد مقابله با بحران کم آبی دیده شود.
باتوجه به موقعیت جغرافیایی ایران، در زمینه فناوری های مرتبط با بهره برداری از آب و مقابله با خشکسالی، ضرورت دارد سطح دانش و فناوری بومی کشور، بسیار فراتر از سایر کشورهای دیگری که پرآب تر هستند، باشد و در این زمینه باید از محققین و دانشجویان و اندیشمندان برای تمرکز بر ابداع روشهای ابتکاری در زمینه آب، خشکسالی، فرسایش خاک و محیط زیست در سطح گسترده، دعوت به عمل آید.
