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.
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 بررسی‌های رسمی به عمل آمده به دلیل کاهش ذخایر آبی کشور، ایران در آستانه بحران آب به سر می‌برد و در سال‌های آینده، تامین آب به یکی از بزرگترین چالش‌های کشور تبدیل میشود؛ این بررسی‌ها نشان می‌دهد 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 میشود. پیش بینی میشود 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 گزارش‌های متعددی هشدار داده که جهان زمینیان به سمت کمبود آب پیش رفته و دریاچه‌های بزرگ جهان در حال ناپدید شدن هستند.
نمونه‌های خارجی برای مقابله با کم آبی
اما اینکه کشورهای دنیا چه راه‌حل‌هایی را علیه معضل کم آبی اندیشیده و انجام می‌دهند، سوالی است که همیشه مطرح میشود؛ 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 راه‌حل‌هایی علیه هدر رفتن آب و ... آگاه می‌کنند.
از سوی دیگر مسئولان لس آنجلس 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 می‌کنند.
سنگاپور یکی دیگر از کشورهایی است که به تمهیداتی علیه بحران و کمبود آب اندیشیده است؛ تصفیه مجدد آب یا NEWater یکی از این راه‌حل‌هاست. شیرین کردن آب نیز به معنای سالم سازی آب دریا با استفاده از فناوریهای متفاوت در این کشور کاربرد دارد.
دوش‌های آینده
سوئد یکی دیگر از کشورهایی است که به راه‌حل‌های 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 صرفه‌جویی 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 میشود. 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 می‌تواند یکی از راه‌حل‌های مهم برای استفاده حداکثری از آب باشد. مخترعان کشورهایی مانند هند و مالزی به دنبال اختراع دستگاه‌ها یا سیستم‌هایی هستند که بتوانند استفاده بیشتری از آب باران داشته باشند.
همچنین فائو در گزارشی آورده است: « با استفاده از تکنولوژی هسته‌ای می‌توان به اصلاح گونه‌های 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 شده‌اند تا با استفاده از تکنولوژی هسته‌ای کشت شوند.
فائو در ادامه این گزارش آورده است، تکنولوژی هسته‌ای می تواند ۲۵ درصد از تلفات آب در کشاورزی را کاهش دهد.»
در کنار همه اینها می توان از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی های بادی یا خورشیدی نیز یاد کرد. این فناوری‌ها می‌توانند جایگزین سوخت‌های فسیلی شوند، از انتشار گازهای گلخانه‌ای ممانعت کرده و از گرم شدن زمین و آب شدن یخچال‌های طبیعی که نتیجه‌ای جز مصرف بی‌رویه 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 راه‌حل‌هایی برای پشت سرگذاشتن این چالش قرن هستند.
امید توکلی، رئیس مرکز فناوریهای راهبردی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری در همین باره به خبرنگار مهر گفت: ما اگر بتوانیم دانش و فناوریهای روز دنیا را بدست آوریم، بهتر می‌توانیم 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.
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.
1.سامانه تصفیه آب سیار (پکیج بحران)
2.اجرای پایلوت نیمه صنعتی زیرزمینی حذف ترکیبات دارویی (آنتی بیوتیک، هورمون و ...) از فاضلاب‌ها با استفاده از روش هیبرید بیوراکتور غشایی- ازوناسیون
3.پایلوت حذف آلاینده‌های شیمیایی از آبهای چاه با استفاده از روش تبادل یونی
4.طراحی و ساخت دستگاه حذف آلاینده‌های گازی از اگزور موتورسیکلت به روش پلاسما - کاتالیست
5.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
6.توسعه کشت چمن مقاوم به خشکی و شوری
7.طراحی و ساخت سامانه الکترونیکی اندازه‌گیری زمان پیشروی و پسروی آب در مزارع کشاورزی
8.بازیافت مجدد زه آبهای کشاورزی به منظور پرورش آبزیان و گیاهان با تکیه بر مدیریت تلفیقی زه آبها
9.تدوین الگوی مدیریتی مبتنی بر روشهای تصمیمگیری نوین در خصوص اولویت بندی بازسازی قنات‌های خراسان جنوبی
10.بررسی کارایی مصرف آب در دو روش آبیاری (زیر سطحی با شیاری) در عناب، انار، زرشک و پسته در شرایط اقلیمی بیرجند
11.اصلاح برای بهبود کارآیی مصرف آب (WUE) در گندم نان تحت شرایط اقلیمی بیرجند
12.توسعه روشهای نوین آبیاری زیرسطحی برای کشت برنج
13.توسعه فناوریهای نوین نمکزدایی از آب با حداقل پساب و انرژی
14.حمایت از تشکیل باشگاه آب و توسعه فناوری در استان یزد
15.طراحی و ساخت سامانه نمک زدایی به روش بخار سرد
16.طراحی و ساخت سامانه نمک زدایی به روش اسمز مستقیم
17.طراحی و ساخت سامانه نمک زدایی به روش بخار سرد
18.حمایت از توسعه فناوری نمک زدایی آب به روش رطوبت دهی و رطوبت گیری (HDH)
19.حمایت از تدوین استانداردهای شغلی و آموزشی/شناسایی و طبقه بندی مشاغل
20.توسعه فناوری شناسایی منابع آب ژرفی و چشمه های آب خلیج فارس
21.توسعه فناوری احداث مکانیزه سدهای زیرزمینی و آبشارهای زنجیره ای تامین آب
22.طراحی و ساخت کنتور حجمی التراسونیک قابل نصب بر روی چاههای کشاورزی
23.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 می‌کنند از این رو استفاده از این دستگاه که دستاورد محققان ایرانی است می‌تواند 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 سیستم‌های فیلترینگ، تصفیه آب به صورت کامل انجام نمی‌شود، آب زیادی در جهت تصفیه، هدر می‌رود؛ به گونه‌ای که به ازای تولید هر یک لیتر آب تقطیر شده، ۱۵ تا ۲۰ لیتر آب آشامیدنی تلف میشود. این سیستم با استفاده از سنسورهای کنترلی آب را بدون ذره‌ای اتلاف، به آب مقطر تبدیل می‌کند.
وی افزود: علاوه بر این، این دستگاه با استفاده از اشعه uv به استریل سازی آب مقطر نهایی می‌پردازد و با استفاده از آن، مصرف انرژی تا ۱۵ درصد کاهش می‌یابد.
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 می‌شوند.
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 روشهای مختلف سنجش از راه دور امکان پذیر است که نیاز به زمان زیادی دارد؛ از این رو این دستگاه ابداعی می‌تواند آب را بدون هیچگونه محدودیتی از نظر فاصله مکانی و از طریق تلفن یا تصویر ماهواره ای (google earth) ردیابی و ویژگی‌های کمی و کیفی آب را در لایه‌های زیرزمینی به صورت داده، ارائه کند.
قابل شرب کردن یک لیتر آب آلوده در ۱۰ دقیقه
اختراع دیگر می‌تواند آبها و پساب‌هایی که یکبار مورد استفاده قرار گرفته‌اند 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 می‌تواند 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 زمین‌های کشاورزی شده است. دانیال اعلمی دوست، مخترع «شناور تنظیم شونده برای آبیاری مزارع و باغات» به مهر گفت: با استفاده از این سیستم می‌توان برای صرفه جویی در مصرف آب، میزان آبیاری زمین‌های کشاورزی را تنظیم کرد تا از این طریق آب مورد استفاده در زمین کشاورزی هدر نرود. کاربرد مخزن با شناور خودتنظیم شونده می‌تواند 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 می‌تواند انقلابی در تولید و توسعه فناوریهای مورد بهره‌برداری 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 می‌توان از تمامی منابع موجود استفاده بهینه کرد که تمامی این راهکارها از جمله بکارگیری فناوری‌ها، صرفه‌جویی، سیستم‌های قیمت‌گذاری، مکانیزم‌های 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.
