الماء هو أحد أكثر الموارد وفرة على كوكبنا. إجمالاً ، يغطي الماء حوالي 71٪ من سطح الأرض. لسوء الحظ ، يوجد أكثر من 96٪ من تلك المياه في المحيطات. عندما يتعلق الأمر بموارد المياه العذبة التي يمكننا شربها ، يوجد 30٪ فقط في المياه الجوفية.
في حالة أنهار المياه العذبة والبحيرات والمستنقعات ، يوجد 0.3٪ فقط من إمداداتنا. هذا هو السبب في أن تحلية المياه كانت دائمًا خيارًا مرغوبًا للغاية. تتيح لنا تحلية المياه إنتاج مياه عذبة يمكن استهلاكها من موارد المياه المالحة المتوفرة بكثرة في عالمنا.
يمكن أن تحدث تحلية المياه على المستوى الشخصي ، باستخدام غشاء صغير ومضخة ، أو يمكن أن تحدث على مستوى مؤسسي. يقع أحد أكبر منشآت تحلية المياه في العالم في فلوريدا ويمكنه إنتاج ما يصل إلى 25 مليون جالون من المياه العذبة من المياه المالحة يوميًا.
هذه هي الإيجابيات والسلبيات الرئيسية لتحلية المياه التي يجب مراعاتها.
قائمة المزايا الرئيسية لتحلية المياه
1. إنها تقنية مجربة تعمل على مستويات متعددة.
تحلية المياه هي عملية يمكن لأي شخص استخدامها لإنتاج مياه عذبة للاستهلاك. في الوقت الحالي ، يمكنك شراء جهاز تحلية مياه البحر من إنتاج كاتادين بحوالي 500 دولار. يزن نموذج Survivor 35 الخاص بك 2.5 رطل فقط وينتج ما يقرب من نصف لتر من المياه الصالحة للحياة في الساعة. يتم تشغيله يدويًا أيضًا ، مما يعني أنه يمكن استخدامه مع طوف النجاة ومجموعة أدوات الطوارئ وتلبية الاحتياجات الأخرى لسكان المناطق الساحلية. تقوم أكثر من 120 دولة بتشغيل محطات تحلية في هذا الوقت ، مع أكثر من 13000 منشأة قيد التشغيل حاليًا.
2. يوقف خطر الجفاف.
أصبحت ندرة المياه أكثر شيوعًا مع تغير أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم. حتى أن بعض المجتمعات ، مثل كيب تاون بجنوب إفريقيا ، حددت تواريخ يتوقع فيها نفاد المياه تمامًا. من شأن تركيب محطات تحلية المياه أن يقلل من تأثير الجفاف لأنه يمكننا إرسال إمدادات من المياه العذبة إلى مناطق العالم التي تشتد الحاجة إليها. يمكن استخدام هذه المياه للشرب والري واحتياجات الاستخدام العام الأخرى.
3. يمكن أن يحد من آثار المجاعة.
الماء هو ما يعطي الحياة. مطلوب لزراعة المحاصيل. عند حدوث جفاف أو نقص آخر في المياه ، فمن المؤكد أن تتبع ذلك المجاعة. بدلاً من إرسال الإمدادات الغذائية للتخفيف من حدة الجوع وتقليل آثار المجاعة ، يمكننا الاستثمار في محطات تحلية المياه وهياكل نقل المياه التي من شأنها أن تسمح للمجتمعات بمواصلة زراعة طعامها. سيسمح ذلك للعمال بالاحتفاظ بوظائفهم في نفس الوقت ، مما يوفر فائدة اقتصادية لكل مجتمع في وقت واحد.
4. يمكن أن يقلل من تكاليف الطاقة الإجمالية.
حركة المياه لها تكلفة طاقة محددة يجب أخذها في الاعتبار. يمتلك العالم المتقدم شبكة بنية تحتية محددة تنقل المياه إلى مجتمعات مختلفة من منبعها. بناء هذه البنية التحتية له مصروفات رأسمالية مصاحبة. يتطلب نقل المياه طاقة لها هيكل تكلفة محدد. من خلال إنشاء المزيد من موارد المياه من خلال تحلية المياه ، يمكننا تقليل تكاليف الطاقة العالمية وتحويل جهود الإنتاج لدينا إلى صناعات أخرى.
5. يمكن أن يتجنب انجراف المياه.
في الولايات المتحدة ، تواجه 20٪ من أكثر الأنهار المهددة تهديدات بالانقراض بسبب عمليات السحب المفرط للمياه التي تحدث. 20٪ أخرى في خطر بسبب عمليات تحويل المياه التي تحدث. في ولاية كاليفورنيا ، جف أكثر من 100 ميل من النهر الرئيسي لمدة 50 عامًا أو أكثر بسبب ممارسة التحويلات. هذا لا يؤثر فقط على الموائل الطبيعية ، بل إنه يغير أيضًا وصولنا إلى الحياة البحرية. ستقلل تحلية المياه من عدد عمليات التحويل المطلوبة ، مما يعيد الوصول إلى المياه إلى المناطق التي ربما لم تكن تمتلكها منذ عقود.
6. سيسمح لنا بتجميع احتياطيات المياه لاستخدامها في المستقبل.
تمر الأرض بدورات مناخية طبيعية. يمكن لبعض السنوات أن تجلب الكثير من الأمطار والثلوج. قد تجلب السنوات الأخرى القليل من الأمطار أو لا تجلبها على الإطلاق ويمكن استخدامها كمياه للشرب. من خلال تحلية المياه ، لدينا الفرصة لإنشاء احتياطيات مياه عذبة يمكن استخدامها عندما يصبح الوصول إلى إمدادات المياه الجديدة محدودًا. لدينا بالفعل البنية التحتية للاحتفاظ بهذه المياه أيضًا ، وذلك بفضل منشآتنا الكهرومائية والبحيرات والأنهار منخفضة الإنتاجية ومناطق الاحتفاظ بالمياه الأخرى.
7. يمكن أن يسمح لنا بتحقيق الاستقرار في الاقتصادات المحلية والإقليمية والوطنية والعالمية.
الماء هو ما يمنح الحياة لجميع جوانب روتيننا اليومي. بدونها ، لا يمكننا العمل بالطريقة التي نريدها. من خلال توفير إمدادات مياه إضافية متاحة لعامة الناس ، يمكننا تحقيق الاستقرار في الاقتصادات. سنقوم بإنشاء هياكل تكلفة يمكن التنبؤ بها لعملاء المرافق المحلية. يمكننا إنتاج المزيد من المنتجات ، وإنتاج المزيد من السلع ، والحفاظ على مستويات الإنتاج الزراعي. يرتبط إمداد المياه المتنوع ارتباطًا مباشرًا بالاقتصادات المحلية المستقرة.
8. يمكن أن تخلق مستويات أعلى من الاستقلال المائي.
تعتمد العديد من المجتمعات على تقنيات نقل المياه لتزويد السكان بالمياه النظيفة. من خلال تحلية المياه ، يمكن للمجتمعات الساحلية إنشاء مصدر مياه مستقل خاص بهم. سيؤدي ذلك إلى إلغاء تكاليف الشراء والنقل التي يتم دفعها لتوجيه المياه من موقع آخر. إذا ما تم توفير الوقت الكافي ، فإن الوفورات الناتجة عن تحلية المياه في هذه الأنواع من الظروف يمكن أن تعوض في النهاية النفقات الرأسمالية المطلوبة لتركيب تقنيات تحلية المياه.
9. يمكنك إنشاء منتجات قابلة للاستخدام لمجموعة متنوعة من الصناعات.
على الرغم من أن الأملاح التي يتم استخلاصها من المياه أثناء عملية التحلية يمكن أن تكون شديدة التركيز ، إلا أنه يمكن أيضًا استخدامها من قبل مجموعة متنوعة من الصناعات بطرق فريدة. غالبًا ما يستخدم الملح كعامل تذويب للطريق ، مما يعني أن محلول ملحي يمكن أن يكون بديلاً مناسبًا. تم العثور على محلول ملحي سائل ليكون فعالًا في إبعاد الثلج عن شبكات النقل. يمكن أيضًا استخدام محلول ملحي للتحكم في مستويات الغبار ، ويمكن استخدامه كمواد حقن لحفر الآبار العميقة ، ويمكن حتى خلطه مع الأسمنت لإنشاء منتج يسمى الخرسانة الملحية أو حجر الملح.
10. يمكن أن تعمل عمليا مع أي مصدر للطاقة.
يمكن تشغيل أجهزة تحلية المياه بوقود الديزل أو الطاقة الكهربائية أو حتى الطاقة الشمسية. كل هذا يتوقف على ما هي احتياجات المنزل أو المجتمع. بالنسبة لصانعي المياه الفردية ، تميل النماذج الكهربائية إلى أن تكون الحل الأكثر اقتصادا. يلزم تركيب محركات الديزل إذا كان سيتم إنتاج كميات كبيرة من المياه العذبة. بعض المجتمعات الساحلية ريفية للغاية ويمكن أن يكون الوصول إلى الطاقة محدودًا ، مما يعني أن الوحدة التي تعمل بالطاقة الشمسية ستكون الخيار الأفضل.
11. إنها تقنية يمكن تركيبها في أي مكان تقريبًا.
يمكن وضع مرافق تحلية المياه في أي مكان تقريبًا يوجد فيه مصدر للمياه المالحة. هذا يعني أنه يمكن غالبًا وضعها بعيدًا عن المناطق السكنية ، مما يحد من مخاطر التعرض التي قد تتعرض لها العائلات مع خيار إنشاء المياه هذا. في المقابل ، توفر مياه البحر موردًا لا ينضب تقريبًا عندما يتعلق الأمر بتكوين إمدادات المياه العذبة. وهذا يعني أن جميع المجتمعات التي لديها إمكانية الوصول إلى تحلية المياه يمكن أن تستفيد من انخفاض مستوى الضغط على موارد المياه العذبة.
12. يمكن أن تساعد في الحفاظ على موائل معينة.
على الرغم من أن نفايات محطة تحلية المياه يمكن أن تؤثر سلبًا على الموائل الطبيعية ، إلا أن الضغط المنخفض على بيئات المياه العذبة يمكن أن يساعد أيضًا في الحفاظ عليها. وهذا يعني أنه يمكن الحفاظ على الأنهار والبحيرات والمستنقعات في حالتها الطبيعية ، مما يخلق ملاذات للحياة البرية. يمكن أن تصبح هذه الملاجئ حتى فرصًا سياحية صديقة للبيئة لها تأثير اقتصادي إيجابي محليًا.
قائمة أهم عيوب تحلية المياه
1. إنها تقنية باهظة الثمن.
للحصول على جهاز تحلية قابل للحياة يمكن استخدامه في المنزل ، ستحتاج الأسر إلى استثمار أكثر من 5000 دولار للحصول على ما يكفي من المياه يوميًا لأسرة مكونة من أربعة أفراد. عند مناقشة التكاليف على المستوى الصناعي ، تم اقتراح منشأة 100 مليون جالون يوميًا في تكساس بتكلفة تزيد عن 650 مليون دولار في السنوات الأخيرة. حتى منشأة مثل تلك الموجودة في فلوريدا ، والتي تنتج 25 مليون جالون يوميًا ، ستبلغ تكلفة تركيبها أكثر من 30 مليون دولار في الوقت الحالي.
2. إنشاء مستويات عالية من منتجات النفايات.
لكي تكون عملية التحلية فعالة ، يجب إزالة الملح تمامًا من الماء. هذا يعني أن الملح يصبح منتجًا نفايات بالمياه المحلاة. غالبًا ما تتركز الأملاح التي يتم إزالتها. في هذه الحالة ، يطلق عليه محلول ملحي. محلول ملحي شديد التآكل ويمكن أن يوفر أعراضًا مهددة للحياة إذا حدث تعرض الإنسان له. نحن نعلم بالفعل أن التعرض لمحلول ملحي ، بمرور الوقت ، يقتل الغطاء النباتي ، ويدمر الموائل ، ويمكن أن يسبب مشاكل سمية لدى البشر.
3. إن النجاح يتطلب الكثير من الطاقة.
لكي تنجح عملية التحلية ، يجب إجراء استثمار مكثف للطاقة. مستويات الطاقة المطلوبة لهذه العملية لإنتاج مياه الشرب هي الأعلى من أي خيار آخر معروف لنا حاليًا. حتى في الأسواق القائمة ، حيث أثبتت تقنيات تحلية المياه أنها قابلة للتطبيق ، تظل التكاليف مرتفعة للغاية. للحصول على المياه العذبة في الولايات المتحدة ، يدفع متوسط الأسرة المكونة من 4 أسرة حوالي 4.50 دولارًا لكل 100 جالون من المياه يوميًا. الوصول إلى المياه المحلاة أعلى بنسبة تتراوح بين 25٪ و 75٪.
4. يزيل العناصر الغذائية من إمدادات المياه.
لإزالة الملح من الماء بشكل فعال ، تتطلب تحلية المياه غشاء يمكنه ترشيح المياه. هذه العملية ، التي تسمى التناضح العكسي ، فعالة جدًا في تحلية المياه. لسوء الحظ ، فإن عملية التناضح العكسي تزيل أيضًا العناصر الغذائية التي يوفرها الماء. كما أن مياه التحلية لا تحتوي على الكالسيوم أو البوتاسيوم أو المغنيسيوم. يجب إعادة هذه العناصر إلى المياه من أجل الحفاظ على منافعها الشخصية ، والتي تحمل تكلفة إضافية لإمدادات المياه.
5. يتطلب الكثير من الماء المالح لتكوين كمية قليلة من الماء العذب.
حتى مع تقنيات الأغشية الحديثة ، فإن عودة المياه العذبة من المياه المالحة المحلاة يمكن أن تصل إلى 5٪. على المستوى الصناعي ، يتم إرسال 95٪ من المياه المتبقية إلى محطة المعالجة أو مركز الصرف الصحي لمزيد من المعالجة. ومع ذلك ، قد لا يتم تحلية المياه تمامًا وقد تعود في النهاية إلى نقطة التجميع الأصلية. على الرغم من أننا نحصل على إمدادات من المياه العذبة من تحلية المياه ، إلا أن العائد الفعلي الذي نحصل عليه من هذه التقنية قد يكون ضئيلاً.
6. يخلق التلوث الذي يجب إدارته.
لإنشاء الأغشية والفلاتر والعناصر الأخرى المستخدمة في تحلية المياه ، يجب مراعاة نفقات الوقود الأحفوري. الكربون ، على سبيل المثال ، هو مكون رئيسي لمرشحات الكربون المنشط. يمكن للوقود الأحفوري القابل للاحتراق إطلاق انبعاثات في البيئة قد تسرع من الحاجة إلى مرافق تحلية إضافية في المستقبل. ثم هناك حل محلول ملحي يجب إدارته أيضًا ، مع مراعاة تكاليف الوقود والتخزين الخاصة به ، خاصةً إذا كان المصنع يستخدم عملية التدفق الخارج.
7. قد تقتل الحياة البحرية دون قصد عند استخدامها على نطاق صناعي.
يمكن أن يكون لمحطات تحلية المياه الكبيرة تأثير كبير على التنوع البيولوجي للمحيطات. يمكن أن تحمل أنابيب الدخول المستخدمة لجمع إمدادات المياه للمعالجة أيضًا العوالق وبيض السمك واليرقات والكائنات الميكروبية. هذه هي المكونات الأساسية داخل السلسلة الغذائية الموجودة داخل المحيط. من خلال تغيير وفرة وجودهم ، تتأثر أيضًا أشكال أخرى من الحياة البحرية. بمرور الوقت ، نظرًا لأننا في قمة هذه السلسلة الغذائية ، تؤثر تحلية المياه على خيارات المأكولات البحرية المتوفرة لدينا.
8. يعرض مخاطر تلوث المياه الجوفية.
ينتج عن عملية التناضح العكسي نفايات يمكن التخلص منها أحيانًا في مدافن النفايات. يمكن أن تتسرب هذه المعادن والأملاح المركزة إلى مناسيب المياه الجوفية المحلية ، خاصة إذا لم تكن هناك ضوابط صارمة. إذا حدث هذا ، فإن اضطرابات المياه الجوفية يمكن أن تغير الطريقة التي يمكن بها للأراضي الزراعية أن تدعم الجهود الزراعية. يمكن أن يسبب مشاكل مياه الشرب للآبار المحلية التي تم حفرها. في الظروف القاسية ، يمكن حتى تقييد الوصول الفردي إلى المياه.
9. يمكن أن يكون مصدرا للمياه الحمضية جدا.
حتى مع وجود تقنيات التناضح العكسي ، غالبًا ما تكون المياه المحلاة أكثر تآكلًا من المياه العذبة “القياسية”. يمكن أن تصل مستويات الأس الهيدروجيني للمياه المحلاة حديثًا إلى 6.5. عند هذا المستوى ، يمكن أن يتسبب في تآكل خطوط السباكة وأنابيب التيار الكهربائي والمكونات الأخرى لنظام توزيع المياه. بدون طريقة لتصحيح مستويات الأس الهيدروجيني ، مثل من خلال مرشح رخامي ، يمكن أن يكون مصدر المياه أكثر حمضية ويسبب مشاكل هضم محتملة لدى بعض الأشخاص.
10. قد لا يزيل كل الملوثات الضارة.
من المعروف أن عملية التناضح العكسي ترشح الغالبية العظمى من الملوثات الضارة المحتملة التي قد تكون في إمدادات المياه. حتى معدل الفعالية 99.97٪ يعني أن 3 ملوثات ضارة محتملة من أصل 1000 يمكن أن تقع في إمدادات المياه العامة. لهذا السبب ، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى استثمارات إضافية للحفاظ على إمدادات مياه آمنة. يمكن أن يشمل ذلك المعالجة بالكلور ، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية ، والمطهرات الأخرى التي تمنع نمو الملوثات الداخلية ، ولكنها قد تسبب أيضًا مشاكل التعرض لبعض المستخدمين النهائيين.
توضح لنا الإيجابيات والسلبيات الرئيسية لتحلية المياه أن لدينا طريقة قابلة للتطبيق للاحتفاظ بإمدادات مياه الشرب لدينا في بيئة متغيرة. مع استمرار الاستثمارات في البنية التحتية ، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تحل مشاكل الوصول إلى المياه لبقية العالم. في الوقت نفسه ، هناك مخاطر محددة يجب إدارتها باستمرار من خلال تحلية المياه للاستمرار في تلقي فوائد هذه التقنية.