استخدام النفايات الزراعية لعلاج مشكلة التلوث الكيميائي للمياه
الماء ضروري للحياة؛ فهو شرط أساسي لصحة الإنسان ورفاهيته. ولكن 11% من سكان العالم لا يحصلون على مياه شرب آمنه (وهذا هو الهدف الإنمائي للألفية)، رغم انّ قانون مياه الشرب الآمنة ينظّم المعايير ولكنه ينطبق فقط على محطات معالجة المياه العامة وليس على الآبار الخاصة، ففي الولايات المتحدة تحصل أكثر من 15 مليون أسرة على مياه الشرب من الآبار الخاصة التي لا يتم معالجتها أو حتى مراقبتها لأغراض السلامة.
في ولايتي أريزونا، يندرج 250000 شخص في هذه الفئة، ويكون الوضع أسوأ بكثير في البلدان النامية، حيث يكون الوصول إلى مياه الشرب الآمنة محدود جدًا. لقد تعرّفت على هذه القضايا في «مهرجان الكشّافة للفتيات»، وهذا جعلني أفكر كيف يعتبر الناس الموارد المائية أمرًا مسلمًا به، وذلك ألهمني للبحث عن الملوثات الكيميائية لتعزيز مياه الشرب الآمنة وحماية البيئة بشكل عام.
يوجد العديد من الأشياء التي يمكن أن تلوث مصادر المياه، ولكن هذا المشروع يركز على مبيدات الأعشاب، والأسمدة، ومبيدات الفطريات التي تدخل إلى سطح الماء من خلال الجريان السطحي في المناطق الحضرية والزراعية، وتتسرب إلى المياه الجوفية من خلال ريّ المزارع وسقي الحدائق في المناطق الحضرية، وقد سجّلت الملوثات مستويات تتجاوز الحدود المقبولة لمياه الشرب الآمنة، وربّما تسبب السرطان أو أي مشكلات أخرى لأجهزة الجسم، في حين تؤدي معالجة المياه العامة إلى تطهيرها وإزالة الرواسب والمواد الكيميائية الضارة، كما تعتبر التنقية أحد خطوات معالجة المياه حيث يستخدم الكربون المنشط لإزالة المواد الكيميائية من الماء عن طريق دمجهم وإزالتهم وتسمى بعملية «الامتزاز»، وعلى الرغم من فعالّية هذه العملية، إلّا انّ لها الكثير من العيوب فمعداتها باهظة الثمن واستبدال المواد فيها بشكل متكرر، و لكن يمكن الاستفادة من المواد المنخفضة التكلفة والمتوفرة محليًا كبدائل للكربون المنشط.
نجح الباحثون من تايوان في صناعة منتج مماثل للكربون المنشط، و ذلك من مخلفات قش الأرز واستخدموه في عملية الامتزاز لإزالة مبيدات الآفات من الماء، وفي إسبانيا تمكّن الباحثون من امتزاز مبيدات الآفات من الماء باستخدام النفايات العضوية من الزيتون، البلح، نوى الأفوكادو، نبات الخيزران، قشر الفول السوداني ونشارة الخشب، في حين أنّ ولاية «ويسكونسن» تستخدم لحاء الصنوبر بشكل فعّال لإزالتها من الأعمدة الممتزّة، حيث يمكن أن يحدث الامتزاز في أي سطح بين المواد السائلة والمواد الصلبة، ومن الضروري إزالة المادة المُذابة وذلك إمّا بتنقية الماء من خلال امتزاز الأعمدة، أو بمجموعة الامتزاز وتسمى «عملية المزج».
يعتبر معامل الإنكسار «IR» فريدًا ومحددًا للمحاليل المختلفة نظرًا لانتقال الضوء بسرعات مختلفة في الأوساط المختلف، وعندما يمر الضوء من وسط إلى آخر بزاوية مختلفة عن 90 درجة، فإنه لا يغير السرعة فحسب بل يغير الإتجاه عند حدود الوسطين، و يستخدم معامل الإنكسار لقياس تركيزات الملوثات الكيميائية في الماء كما يتأثر بتركيز المحلول المعروف قياسه، حيث يزيد بزيادة التركيز وذلك لأن درجة الحرارة تؤثر على قراءاته، لذلك يجب أن تظل درجة الحرارة على سطح المنشور ثابتة، و من جهة أخرى يمكن قياس تركيز المحلول باستخدام «مقياس آب»، حيث تتم معرفة معامل انكسار السوائل عن طريق تمرير الضوء من خلال العينة وقياس الزاوية الناتجة، فعندما يمر يصطدم ويصل إلى السطح، وعن طريق قياس المعامل لسلسلة من المحاليل المخففة المُعدة، يمكن تحديد منحنى المعايرة لمادة كيميائية معينة وحساب معادلة الخط المستقيم (y = mx + b)، حيث y هو معامل الانكسار وx هو التركيز (الميل m ونقطة الحصر الصادي b هما الثوابت لذلك الخط)، بالإضافة إلى تحديد التركيز غير المعروف للمحاليل المخففة الأخرى لنفس المادة الكيميائية عن طريق قياس عينة معامل الانكسار وحلها لمعرفة التركيز، وهذا المشروع يدرس دفع الامتزاز باستخدام النفايات الزراعية الموجودة في أريزونا محليًا لتقييم أدائها كمادة مازّة لإزالة الملوثات الكيميائية من المياه.
في ولايتي أريزونا، يندرج 250000 شخص في هذه الفئة، ويكون الوضع أسوأ بكثير في البلدان النامية، حيث يكون الوصول إلى مياه الشرب الآمنة محدود جدًا. لقد تعرّفت على هذه القضايا في «مهرجان الكشّافة للفتيات»، وهذا جعلني أفكر كيف يعتبر الناس الموارد المائية أمرًا مسلمًا به، وذلك ألهمني للبحث عن الملوثات الكيميائية لتعزيز مياه الشرب الآمنة وحماية البيئة بشكل عام.
يوجد العديد من الأشياء التي يمكن أن تلوث مصادر المياه، ولكن هذا المشروع يركز على مبيدات الأعشاب، والأسمدة، ومبيدات الفطريات التي تدخل إلى سطح الماء من خلال الجريان السطحي في المناطق الحضرية والزراعية، وتتسرب إلى المياه الجوفية من خلال ريّ المزارع وسقي الحدائق في المناطق الحضرية، وقد سجّلت الملوثات مستويات تتجاوز الحدود المقبولة لمياه الشرب الآمنة، وربّما تسبب السرطان أو أي مشكلات أخرى لأجهزة الجسم، في حين تؤدي معالجة المياه العامة إلى تطهيرها وإزالة الرواسب والمواد الكيميائية الضارة، كما تعتبر التنقية أحد خطوات معالجة المياه حيث يستخدم الكربون المنشط لإزالة المواد الكيميائية من الماء عن طريق دمجهم وإزالتهم وتسمى بعملية «الامتزاز»، وعلى الرغم من فعالّية هذه العملية، إلّا انّ لها الكثير من العيوب فمعداتها باهظة الثمن واستبدال المواد فيها بشكل متكرر، و لكن يمكن الاستفادة من المواد المنخفضة التكلفة والمتوفرة محليًا كبدائل للكربون المنشط.
نجح الباحثون من تايوان في صناعة منتج مماثل للكربون المنشط، و ذلك من مخلفات قش الأرز واستخدموه في عملية الامتزاز لإزالة مبيدات الآفات من الماء، وفي إسبانيا تمكّن الباحثون من امتزاز مبيدات الآفات من الماء باستخدام النفايات العضوية من الزيتون، البلح، نوى الأفوكادو، نبات الخيزران، قشر الفول السوداني ونشارة الخشب، في حين أنّ ولاية «ويسكونسن» تستخدم لحاء الصنوبر بشكل فعّال لإزالتها من الأعمدة الممتزّة، حيث يمكن أن يحدث الامتزاز في أي سطح بين المواد السائلة والمواد الصلبة، ومن الضروري إزالة المادة المُذابة وذلك إمّا بتنقية الماء من خلال امتزاز الأعمدة، أو بمجموعة الامتزاز وتسمى «عملية المزج».
يعتبر معامل الإنكسار «IR» فريدًا ومحددًا للمحاليل المختلفة نظرًا لانتقال الضوء بسرعات مختلفة في الأوساط المختلف، وعندما يمر الضوء من وسط إلى آخر بزاوية مختلفة عن 90 درجة، فإنه لا يغير السرعة فحسب بل يغير الإتجاه عند حدود الوسطين، و يستخدم معامل الإنكسار لقياس تركيزات الملوثات الكيميائية في الماء كما يتأثر بتركيز المحلول المعروف قياسه، حيث يزيد بزيادة التركيز وذلك لأن درجة الحرارة تؤثر على قراءاته، لذلك يجب أن تظل درجة الحرارة على سطح المنشور ثابتة، و من جهة أخرى يمكن قياس تركيز المحلول باستخدام «مقياس آب»، حيث تتم معرفة معامل انكسار السوائل عن طريق تمرير الضوء من خلال العينة وقياس الزاوية الناتجة، فعندما يمر يصطدم ويصل إلى السطح، وعن طريق قياس المعامل لسلسلة من المحاليل المخففة المُعدة، يمكن تحديد منحنى المعايرة لمادة كيميائية معينة وحساب معادلة الخط المستقيم (y = mx + b)، حيث y هو معامل الانكسار وx هو التركيز (الميل m ونقطة الحصر الصادي b هما الثوابت لذلك الخط)، بالإضافة إلى تحديد التركيز غير المعروف للمحاليل المخففة الأخرى لنفس المادة الكيميائية عن طريق قياس عينة معامل الانكسار وحلها لمعرفة التركيز، وهذا المشروع يدرس دفع الامتزاز باستخدام النفايات الزراعية الموجودة في أريزونا محليًا لتقييم أدائها كمادة مازّة لإزالة الملوثات الكيميائية من المياه.
الرابط مصدر المقال
