حصاد المياه من الغلاف الجوي: فرصتنا البيئية الوحيدة في مواجهة أزمة المياه

الماء هو جوهر الحياة ، لكنه يعتمد على نوع الماء الذي نتحدث عنه. ما يقرب من سبعين في المائة من سطح الأرض مغمور في الماء ، وأقل من اثنين في المائة فقط من تلك المياه صالحة للشرب ويمكن الوصول إليها من قبلنا. للأسف ، نحن نهدر بشكل مفرط هذا الجزء الصغير في العديد من الأنشطة ، مثل ترك الصنبور مفتوحًا ، وغسل المراحيض ، والاستحمام لساعات ، ومعارك بالون الماء. لكن ماذا يحدث عندما تنفد لدينا المياه العذبة؟ فقط الكوارث. ستضرب موجات الجفاف المزارع الأكثر خصوبة ، وتحولها إلى صحارى حارقة. ستنتشر الفوضى عبر البلدان ، وسيكون الماء هو المورد الأكثر قيمة ، وأثمن من النفط. إن إخبار العالم بخفض استهلاكه من المياه سيكون متأخرًا جدًا في هذه الحالة. الطريقة الوحيدة للعثور على المياه العذبة في تلك المرحلة ستكون باستخراجها من الغلاف الجوي في عملية تُعرف باسم تجميع المياه في الغلاف الجوي.

ما هو حصاد المياه في الغلاف الجوي؟

يعد حصاد المياه من الغلاف الجوي إحدى الطرق التي يمكن أن تنقذ الأرض من نفاد المياه العذبة في المستقبل. تستهدف هذه التكنولوجيا الجديدة بشكل أساسي المجتمعات التي تعيش في مناطق تفتقر إلى المياه العذبة. تعمل في المقام الأول على وجود الرطوبة. يتضمن استخدام أدوات التكثيف التي تغير درجة حرارة الهواء الرطب في الغلاف الجوي. بمجرد وصول الرطوبة إلى هذه الأداة ، يحدث انخفاض في درجة الحرارة إلى حد يؤدي إلى تكثيف الهواء ، وتغيير حالته من غاز إلى سائل. ثم يتم جمع المياه العذبة في حاويات غير ملوثة. عند الانتهاء من العملية ، يتم استخدام المياه بعد ذلك في العديد من الأنشطة ، مثل الشرب وسقي المحاصيل والتنظيف.

استخدام شبكات الضباب

هناك عدة طرق لحصاد المياه من الغلاف الجوي. واحدة من أكثر الوسائل المعروفة فعالية هي استخدام شبكات الضباب. تتكون هذه الطريقة من أسوار ضباب تشبه الشبكة معلقة على أعمدة في أماكن رطبة ، وأنابيب لنقل الماء المتساقط ، وخزانات لتخزين المياه العذبة. وفقًا لـ GaiaDiscovery ، سيختلف حجم الأسوار الضبابية ، اعتمادًا على "وضع الأرض ، والمساحة المتاحة ، وكمية المياه اللازمة". 

قامت أونيتا باسو ، الأستاذة المساعدة في الهندسة البيئية بجامعة كارلتون ، مؤخرًا برحلة إلى تنزانيا لاختبار حصاد المياه في الغلاف الجوي باستخدام شبكات الضباب. توضح أن شبكات الضباب تعتمد على انخفاض درجة الحرارة لتغيير الرطوبة إلى مرحلة سائلة ، وتصف كيفية عمل شبكة الضباب لحصاد المياه العذبة وتجميعها من الرطوبة.

"عندما تصطدم الرطوبة بشبكة الضباب ، بسبب وجود سطح ، ينتقل الماء من طور البخار إلى الطور السائل. بمجرد أن ينتقل إلى المرحلة السائلة ، يبدأ بالتنقيط أسفل شبكة الضباب. هناك حوض مستجمعات المياه. يقطر الماء عبر شبكة الضباب في حوض تجميع المياه ، ومن ثم يذهب إلى حوض تجميع أكبر.

يجب أن تكون هناك شروط معينة للتجميع الفعال للمياه في الغلاف الجوي باستخدام شبكات الضباب. يلزم وجود سرعة رياح عالية وتغير مناسب في درجة الحرارة للحصول على كمية كافية من المياه من الغلاف الجوي. تؤكد باسو على أهمية الرطوبة العالية للعملية عندما تقول ، "[شبكات الضباب] لا يمكنها أن تخلق الماء عندما لا يكون هناك ماء لتبدأ به."

هناك طريقة أخرى لتحقيق انخفاض درجة الحرارة وهي دفع الهواء فوق سطح الأرض إلى باطن الأرض ، حيث توجد بيئة أكثر برودة تعمل على تكثيف الهواء بشكل أسرع. 

تعتبر نظافة المياه العذبة التي تم جمعها أمرًا حيويًا لعملية ناجحة. يعتمد تعقيم المياه على ما إذا كان السطح الذي يصطدم به نظيفًا أم لا. يمكن أن تتلوث شبكات الضباب عن طريق الاتصال البشري. 

ينصح باسو "ما تحاول القيام به للحفاظ على النظام ليكون نظيفًا قدر الإمكان هو تقليل أي اتصال مباشر بالأيدي ، مثل الأيدي البشرية أو أي شيء آخر ، من لمس ما هو موجود في حوض التخزين".

إيجابيات وسلبيات شبكات الضباب

ما يجعل شبكات الضباب فعالة للغاية أنها لا تحتوي على أي أجزاء متحركة. تتطلب الطرق الأخرى أسطحًا معدنية وأجزاءًا متحركة ، والتي يعتقد باسو أنها أكثر تكلفة. لكن هذا لا يعني أن شبكات الضباب رخيصة. كما أنها تغطي مساحة كافية لتجميع المياه.

ومع ذلك ، فإن شبكات الضباب لها عيوب. أكبرها أنه يمكن أن يعمل فقط في الأماكن التي توجد بها رطوبة. تقول باسو إن إحدى المناطق التي زرتها في تنزانيا كانت بحاجة إلى الماء ، لكن المناخ كان جافًا جدًا. لذلك ، قد لا يكون من الممكن استخدام هذه الطريقة في المناطق شديدة البرودة أو شديدة الجفاف. عيب آخر هو أنها باهظة الثمن بسبب استخدامها النادر. تنص باسو على وجود خيارين فقط لتمويل شبكات الضباب: "إما أن يكون لديك حكومة تبحث بنشاط عن طرق لمساعدة شعبها ، وليس كل الحكومات تفعل ذلك ، أو يجب أن يكون لديك منظمة غير حكومية أو نوع ما منظمة خيرية أخرى على استعداد لتحمل تكلفة البنية التحتية هذه ".

استخدام مولدات المياه في الغلاف الجوي

عندما تتوقف الطرق اليدوية لحصاد المياه من الغلاف الجوي عن العمل ، يجب أن نستخدم طرقًا أكثر حداثة ، مثل مولد المياه في الغلاف الجوي (AWG). على عكس شبكات الضباب ، يستخدم AWG الكهرباء لإكمال هذه المهام. يتكون المولد من نظام تبريد يتسبب في انخفاض درجة حرارة الهواء ، بالإضافة إلى نظام تنقية لتطهير المياه. في بيئة مفتوحة ، يمكن الحصول على الطاقة الكهربائية من مصادر الطاقة الطبيعية ، مثل ضوء الشمس والرياح والأمواج. 

ببساطة ، يعمل AWG كمزيل رطوبة للهواء ، باستثناء أنه ينتج مياه صالحة للشرب. عندما تدخل الرطوبة إلى المولد ، يقوم نظام التبريد بتكثيف الهواء "عن طريق تبريد الهواء تحت نقطة الندى ، أو تعريض الهواء لمجففات ، أو ضغط الهواء" ، كما هو محدد بواسطة GaiaDiscovery. عندما تصل الرطوبة إلى الحالة السائلة ، فإنها تمر بعملية تنقية يتم تطبيقها بواسطة مرشح هواء مضاد للبكتيريا. يزيل الفلتر البكتيريا والمواد الكيميائية والتلوث من المياه ، مما ينتج عنه مياه نقية تمامًا جاهزة للاستهلاك من قبل الأشخاص الذين يحتاجون إليها.

إيجابيات وسلبيات مولدات المياه في الغلاف الجوي

AWG هي تقنية فعالة للغاية لحصاد المياه من الغلاف الجوي ، حيث أن كل ما تحتاجه هو الهواء والكهرباء ، ويمكن الحصول عليهما من مصادر الطاقة الطبيعية. عندما يتم تجهيزها بنظام تنقية ، فإن المياه الناتجة من المولد ستكون أنظف من المياه التي تنتجها معظم طرق تجميع المياه في الغلاف الجوي. على الرغم من أن AWG يتطلب الرطوبة لإنتاج المياه العذبة ، إلا أنه يمكن وضعها في أي مكان. تتيح إمكانية نقله الوصول إليه في العديد من مواقع الطوارئ ، مثل المستشفيات ومراكز الشرطة أو حتى مأوى للناجين من عاصفة مدمرة. إنه ذو قيمة للمناطق التي لا تدعم الحياة بسبب نقص المياه. لسوء الحظ ، من المعروف أن AWGs أكثر تكلفة من التقنيات الأساسية الأخرى لتجميع المياه في الغلاف الجوي.