لازم است بدانید که تنها ۱٪ از آب جهان شیرین است و بیش از ۳۳٪ از اراضی جهان تحت پوشش بیابان و مناطق خشک قرار گرفته‌اند. همچنین طبق گفته دانشمندان تقریباً نصفی از جمعیت کل جهان تا سال ۲۰۳۰ به شدت با بحران آب مواجه خواهند شد و تأمین آب برای تمام مردم جهان امکان‌پذیر نخواهد بود.
کشورمان ایران نیز از این قاعده مستثنی نیست و از آنجایی که در اقلیم گرم و خشک قرار دارد، طبق گفته‌های مرکز ملی خشکسالی و مدیریت بحران سازمان هواشناسی کشور تا سال‌های بعد به‌شدت بارندگی کمی خواهد داشت. به‌طوریکه شاید تا ۲۰ سال آینده بعضی از مناطق کشور برای زیست مناسب نباشد!
در چنین شرایطی کشورهایی هستند که با وجود نداشتن آب شیرین و قرار گرفتن در منطقه‌های خشک و بیابانی از تکنیک‌ها و روش‌هایی برای تأمین آب آشامیدنی خود استفاده می‌کنند.
در این مقاله می‌خواهیم درباره تجربه دو کشور امارات و عربستان برای تولید و تأمین آب مورد نیازشان صحبت کنیم.
امارات، تلاشی نوآورانه برای تولید آب
کشور امارات با وجود جمعیت تقریباً ۱۰ میلیون نفری و به‌عنوان یکی از خشک‌ترین کشورهای خاورمیانه توانسته به خوبی نیاز آبی خود را برطرف کند. این کشور هیچ رودخانه‌ای ندارد و دورتادور آن را آب‌های شور اقیانوس و دریا دربرگرفته‌اند. همچنین امارات سالانه تنها ۱۰ روز بارندگی دارد و ذخایر آب زیرزمینی آن بسیار کم است که ۹۰٪ از این آب‌ها نیز سطح شوری بسیار بالایی دارند.
البته ناگفته نماند که این کشور یکی از بالاترین سرانه مصرف آب را (با ۴۴۷ مترمکعب در روز) در دنیا دارد. اما همچنان از امارات به‌عنوان یک بهشت بیابانی یاد می‌شود و کمتر کسی درباره بحران آب در این کشور شنیده است. در ادامه قدم به قدم فرایندهایی را که این کشور برای تولید آب مورد نیاز خود طی کرده، توضیح می‌دهیم.
وقتی به آب اقیانوس نیازمند می‌شوند!
تنها آبی که امارات با آن می‌تواند مشکل کم‌آبی خود را جبران کند، آب خلیج فارس و دریای عمان (در امتداد اقیانوس هند) است که در اطراف این کشور قرار دارد. اما چگونه از آن استفاده می‌کند؟
شاید تا به حال درباره نمک‌زدایی (Desalination) آب شنیده باشید. امروزه بسیاری از کشورها از جمله امارات برای تأمین آب مورد نیاز خود از این روش استفاده می‌کنند. به‌طور کلی، دو روش رایج برای نمک‌زدایی از آب وجود دارد که عبارت‌اند از: نمک‌زدایی به روش حرارتی (Thermal Desalination)، نمک‌زدایی با فرایند اسمز معکوس (Reverse Osmosis).
روش حرارتی، روش سنتی‌تری برای شیرین‌سازی آب است که ابتدا آب را کمی حرارت می‌دهند تا از نمک جدا شده و به‌ٌصورت بخار دربیاید. در مرحله بعدی بخار جمع‌آوری شده را که بدون املاح است، سرد کرده تا در محفظه‌ای مجدد به مایع تبدیل شود. در نهایت، آن آب تصفیه شده را ذخیره می‌کنند.
اما اسمز معکوس روش دیگری از نمک‌زدایی است که با وجود پیچیدگی بیشتر همچنان به‌عنوان تکنولوژی غالب مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، آب دریا توسط یک غشاء نیمه‌نفوذپذیر (Semi- Permeable Membrance) فشرده شده و از فیلتری عبور داده می‌شود که نمک را به خود جذب می‌کند. در نتیجه آب به‌طور کامل شیرین و تصفیه می‌شود. این سیستم نسبت به روش سنتی نمک‌زدایی به‌مراتب انرژی کمتری مصرف می‌کند؛ چرا که معمولاً در حرارت دادن آب به انرژی‌های گرمایی زیادی نیاز است.
در نتیجه امارات برای جداسازی نمک از آب از روش اسمز معکوس استفاده می‌کند. این کشور در اولین قدم آب اقیانوس اطراف را جمع‌آوری کرده و این آب‌ها را به ده‌ها کارخانه‌ای که تنها به‌صورت حرفه‌ای و با هدف نمک‌زدایی ساخته شده‌اند، انتقال می‌دهد و از این طریق آب شیرین مورد نیاز خود را تأمین می‌کند.
جالب است بدانید که روزانه میلیاردها لیتر آب اقیانوس به این شکل تصفیه شده و اکنون ۹۰٪ از کل آب این کشور به این طریق تأمین می‌شود. در نهایت، این آب به شهرها توزیع شده و از آن برای تأمین آب مورد نیاز حیوانات، آشامیدن و بسیاری از مصارف دیگر استفاده می‌کنند. اما آیا این تنها استراتژی است که امارات برای تأمین آب به کار می‌گیرد؟
وقتی برای خود آب جدیدی خلق می‌کنند!
هم‌زمان با رشد روزافزون جمعیت، دولت امارات به‌دنبال روش‌ها و آلترناتیوهای مقرون‌به‌صرفه‌تر برای تأمین آب قابل شرب است. پس به این فکر می‌افتد که به جای تصفیه آب، برای خود آب جدیدی تولید کند! اما چگونه؟
کشور امارات برآورد کرده که اگر ۱ متر مکعب آب از طریق روش نمک‌زدایی تصفیه شود، هزینه‌ای معادل ۶۰ دلار (220 AED) خواهد داشت. در حالی که اگر همین مقدار آب را با تکنولوژی دیگری تحت عنوان بارورسازی ابرها (Cloud Seeding) استخراج کنند، تنها به ۱دلار هزینه (4 AED) نیاز است! اما این تکنولوژی چگونه اجرا می‌شود؟
پیش از توضیح این تکنولوژی لازم است بدانید که ابرها توده‌هایی از قطرات بسیار ریز آب یا کریستال‌های یخی هستند که در دمای زیر صفر درجه قرار دارند؛ اما عناصر تشکیل‌دهنده آن‌ها مایعات سطح سیاره هستند. امارات برای آنکه تکنولوژی بارورسازی ابرها را پیاده کند، هواپیماهایی را به آسمان می‌فرستد تا نمک‌های حاصل از تصفیه آب را که در مرحله قبل با روش نمک‌زدایی اسمز معکوس استخراج شده بود، بر روی ابرها پخش کند. در نتيجه ابرها بزرگ‌تر و سنگین‌تر شده و باران مصنوعی ایجاد می‌شود. از سال ۲۰۱۷، این کشور این استراتژی را هر روز برای جبران کم‌آبی خود به کار گرفت. به‌طور کلی، امارات از اولین کشورهایی در منطقه خلیج فارس است که از تکنولوژی بارورسازی ابرها استفاده می‌کند و به‌طور مداوم مطالعاتی برای مانیتور و پیش‌بینی وضعیت و پتانسیل ابرها برای بارش دارد.
بارورسازی ابرها (Cloud Seeding)
اما فرایند تولید آب به اینجا ختم نمی‌شود و در مرحله بعدی تمام آب حاصل از بارش را پشت سد عظیمی جمع‌آوری و ذخیره کرده و از ورود آن به آب شور اقیانوس جلوگیری می‌کنند. به این ترتیب امارات به منبع آب جدیدی دست پیدا می‌کند.
همچنین لازم به ذکر است که به‌طور کلی برای بارور کردن ابرها می‌توان به غير از نمک از سایر مواد شیمیایی جاذب رطوبت مانند یخ خشک یا ید نقر نیز استفاده کرد. اما از آنجایی که امارات در فرایند تصفیه آب اقیانوس به نمک زیادی می‌رسد، از این ماده برای بارورسازی و شوک الکتریکی ابرها استفاده می‌کند.
بارورسازی ابرها، تکنولوژی نه چندان نوین!
اگر فکر می‌کنید که بارور کردن ابرها یک روش کاملاً نوآور یا یک تکنولوژی جدید است، اشتباه می‌کنید! از این تکنولوژی پیش از این نیز استفاده شده است. برای مثال، در سال ۱۹۵۲ یکی از روستاهای انگلستان به‌دلیل وقوع یک سیل شدید خسارت دید و در آن زمان، ۳۵ نفر کشته شدند. اما با بررسی و تحقیقات بعدی معلوم شد که در اثر اقدام‌های دولتی و تلاش برای ایجاد باران مصنوعی، این سیل در روستا اتفاق افتاده بود.
یک دهه بعد یعنی در خلال سال‌های ۱۹۷۲-۱۹۶۷ نیز نیروهای هوایی آمریکا در جنگ با ویتنام سعی کردند که از تکنیک بارورسازی ابرها برای گسترش موسم‌های فصلی (Monsoon Season) در مسیر هوشی مین (Ho Chi Minh Trail) استفاده کنند. هدف آمریکا هم این بود که با ایجاد باران مصنوعی باعث سیل و رانش زمین شود و در تجهیزات نظامی سربازان ویتنام اختلال ایجاد کند.
بعدها نیز در فاجعه چرنوبیل (۱۹۸۶)، خلبان‌های نظامی روسی برای آنکه از ورود ذرات رادیواکتیو موجود در هوا به شهر مسکو جلوگیری کنند، روی ابرهای شهر بلاروس (که دارای مواد رادیواکتیو بود) مواد شیمیایی لازم برای بارورسازی ابرها را رها کردند. در نتیجه جریان حرکت این ذرات تغییر پیدا کرد.
بنابراین، نمی‌توان گفت که این تکنولوژی کاملاً جدید است و حتی گفته شده که برای مدتی در برنامه بیش از ۵۰ کشور نیز قرار گرفته شده بود. اما اکنون این سؤال پیش می‌آید که دو روش نمک‌زدایی و بارورسازی ابرها چقدر می‌توانند اثربخش باشند و چه اثرات محیط زیستی یا اقتصادی بر جای خواهند گذاشت؟ آیا می‌توان جایگزین‌های بهتری برای آن‌ها معرفی کرد؟
عربستان، معرفی جایگزینی بدون آلودگی برای تولید آب
گرچه نمک‌زدایی و بارورسازی ابرها دو روشی هستند که تا به الان برای تأمین آب کشور امارات اثربخش بوده‌اند؛ اما آسیب‌هایی نیز ممکن است به‌همراه داشته باشند.
روش نمک‌زدایی از لحاظ اقتصادی، هزینه‌های زیرساختی نسبتاً زیادی را ایجاد می‌کند و از طرف دیگر، اگر با روش حرارتی انجام شود، به انرژی‌های گرمایی برای تأمین آب نیاز دارد. مخصوصاً در کشورهای خاورمیانه گاهی از سوخت‌های فسیلی برای تأمین انرژی آن استفاده می‌شود. طبق بررسی‌ها اگر این کشورها از روش‌های جدید استفاده نکنند و به همین شیوه ادامه دهند، سالانه ۷۶ میلیون تن گاز کربن‌دی‌اکسید وارد محیط می‌شود که این میزان تا سال ۲۰۴۰، سه برابر بیشتر خواهد شد.
اما یکی دیگر از عوارض جانبی بسیار بااهمیت، پساب‌های شور یا شوره‌نمک‌هایی (Hypersalin Brine) هستند که در اثر فرایند نمک‌زدایی از کارخانه‌ها استخراج شده‌اند. زیرا معمولاً در بعضی از کشورها بعد از فرایند نمک‌زدایی، نمک‌های جدا شده را مجدداً به آب اقیانوس‌ها می‌ریزند که در اثر این عمل، چگالی نمک در آب دریا بالا می‌رود و به اکوسیستم و محیط زیست ضربه وارد می‌شود.
از طرف دیگر، بارورسازی ابرها نیز از این قاعده مستثنی نبوده و آسیب‌هایی به‌همراه دارد. به‌طور کلی، باید مشخص شود که بارور کردن ابرها با چه هدف و منظوری انجام می‌شود؟ زیرا این عمل تا حدود زیادی به شرایط جوی و پتانسیل ابرها برای بارور شدن بستگی دارد و اگر طبق برنامه و اصول صورت نگیرد، باعث ایجاد سیل و فاجعه‌های محیط زیستی می‌شود.
به علاوه این تکنیک همچنان تحت آزمایش و بررسی است و پیامدها و اثرات منفی آن در طولانی‌مدت هنوز شناخته نشده است. بسیاری بر این باور هستند که مواد شیمیایی مورد استفاده برای بارور کردن ابرها می‌تواند خسارت‌هایی بر محیط زیست وارد کند. حتی تحقیقات نشان داده که وقتی به ابرهای منطقه خاصی مواد شیمیایی وارد می‌شود، این عمل ممکن است رطوبت مناطق دیگر را (که در فاصله کمی از منطقه قبلی قرار دارد) از بین ببرد و الگوی آب‌وهوایی دیگر نواحی را تغییر دهد. در واقع شاید بتوان با این تکنیک، مشکل خشکسالی یک منطقه را حل کرد؛ اما این امکان نیز وجود دارد که منطقه دیگری آسیب ببیند و به ناحیه‌ای خشک تبدیل شود.
از این رو، کشور عربستان راه‌حل دیگری را معرفی می‌کند و ادعا دارد که این شیوه می‌تواند جایگزین بهتری برای تولید آب با آسیب‌های محیط زیستی کمتری باشد. این راه‌حل که به نام گنبدهای خورشیدی (Solar Dome) معروف است، یک تکنولوژی به شمار می‌آید که همان روش نمک‌زدایی را به نسبت کارآمدتر و بی‌کربنه (Carbon- neutral) انجام می‌دهد. البته این تکنولوژی صرفاً صحبت‌هایی از آن زده شده و فعلاً به مرحله اجرا نرسیده است.
گنبد خورشیدی (Solar Dome)
تکنولوژی گنبد خورشیدی که دیواره‌هایی شیشه‌ای و فولادی دارد، در اصل با همکاری دانشگاه کرانفیلد (Cranfield University) توسعه پیدا است. به این گنبد، سیستم‌ها یا کانال‌های شیشه‌ای متصل شده که در معرض نور خورشید قرار دارند تا طراوت و تازگی آب از بین نرود. این سیستم‌ها یا کانال‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که آب اقیانوس را به محفظه کروی (گنبد خورشیدی) وارد می‌کند. در نهایت، آبی که وارد این گنبد کروی شکل می‌شود، به‌طور متمرکز در معرض تابش خورشیدی قرار می‌گیرد و با تبدیل شدن به بخار، نمک آن نیز جدا می‌شود. اما در مرحله بعدی با فشرده و متراکم کردن بخار، آن را مجدداً به مایع تبدیل کرده و آب را بین کانال‌ها و مجراهایی که به شهر متصل شده توزیع می‌کنند. تفاوت تکنولوژی گنبد خورشیدی با روش نمک‌زدایی رایج در این است که حجم آب بیشتری (حدوداً ۳۰۰۰ متر مکعب در ساعت) با فرایند گنبد خورشیدی تصفیه می‌شود و ۱۰۰ درصد روشی بی‌کربن است.
البته این تکنولوژی همچنان آسیب پساب‌های شور و صنعتی نمک‌ها را دارد؛ اما به گفته کشور عربستان، پساب‌های شور تولید شده با این روش به نسبت کمتر از روش نمک‌زدایی رایج است. با این وجود هنوز این پروژه نتوانسته به‌طور کامل به پرسش‌هایی که در رابطه با آسیب‌های پساب‌های نمک است، پاسخ دهد!
البته ناگفته نماند که عربستان در حال آزمایش بر روی این تکنولوژی است؛ اما علاوه بر آن، برای تأمین آب مورد نیاز خود سیاست‌های دیگری نیز اتخاذ کرده است. برای مثال، برای جبران کمبود آب در داخل کشور، زمین‌های کشاورزی را در خارج از عربستان و در شرکت‌های خصوصی و مناطقی مانند آرژانتین، آریزونا و کالیفرنیا اجاره کرده تا محصولات کشاورزی مورد نیاز خود را از آن زمین‌ها برداشت می‌کند. به‌عبارت دیگر، به جای آنکه از آب داخل کشور برای تولید محصولات مورد نیاز خود استفاده کند، با آب آن مناطق فعالیت‌های کشاورزی‌اش را انجام می‌دهد و در نهایت، نیز این محصولات را به کشور وارد می‌کند.
حتی این کشور سیاست‌هایی نیز داشته که از شرکت‌های خصوصی که نمک‌زدایی می‌کنند، آب می‌خرد تا در آخر، همان آب را به‌صورت یارانه (با هزینه کمتر) به مردم عربستان بفروشد.
آب، منبع حیاتی
مرور دو تجربه امارات و عربستان به ما نشان داد که بشر تمام تلاش خود را می‌کند تا به تکنولوژی‌ها و ایده‌های جدید و کارآمدتری برای تأمین آب مورد نیاز خود برسد. بنابراین، از آنجایی که آب یک منبع حیاتی و مهم به حساب می‌آید، حداقل کاری که می‌توانیم انجام دهیم ذخیره آب برای مواقع ضروری و جلوگیری از اسراف آن است. اگرچه هر کدام از روش‌هایی که تا به الان با هدف تأمین آب به کار گرفته شده‌اند، حداقل در جهت غلبه بر مشکل کم‌آبی تا حدی کمک‌کننده بوده‌اند. اما نباید فراموش کنیم که این روش‌ها در کنار مزایا می‌توانند معایبی نیز به‌همراه داشته باشند.
بحران آب نه تنها برای خاورمیانه بلکه برای بسیاری از کشورهای دنیا نیز وجود دارد. شواهد نشان می‌دهد که در آینده‌ای نه چندان دور به احتمال زیاد به‌جای دعوا و جنگ بر سر نفت و سوخت‌های فسیلی، نزاع و جنگ‌هایی بر سر آب وجود خواهد داشت. بنابراین، اگر برنامه‌ریزی و مدیریت درستی برای منابع آب نداشته باشیم، در ایران نیز با وجود منابع آب دچار بحران (حتی برای آشامیدن) خواهیم شد.
شاید در حال حاضر بیشتر از هر زمان دیگری باید با یکدیگر بسیج و متحد شویم تا به کمک تکنولوژی، کارآفرینی و حمایت از ایده‌های نوآورانه و استارتاپی برای ساختن آینده‌ای بهتر و از همه مهم‌تر غلبه بر «بحران آب» تلاش کنیم. اما این اتفاق تنها زمانی اثربخش خواهد بود که همگی در جریان ساختن و نوآوری مشارکت کنیم!
«مؤسسه دانش‌بنیان میزان گستران شریف» با ارزیابی و توانمندسازی سرمایه‌های انسانی قصد دارد از یک سو به کارجویان کمک کند تا ارزیابی دقیقی از مهارت‌های‌شان داشته باشند و از سوی دیگر مدیران شرکت‌ها نیز با صرف زمان و هزینه کمتر بتوانند نیروی انسانی موردنیازشان را شناسایی و استخدام کنند. در سال ۹۹ تقریباً ۲۵٪ از شرکت کنندگان دعوت به کار شدند.
منبع:
- The Exciting Journey of Water, Nas Daily, 2020
- How Do United Arab Emirates Get Water?, BucaWorld Motivation, 2020
- All about cloud seeding in the UAE, Written by mybayut, 2020
- RAF rainmakers ’caused 1952 flood’, Written by John Vidal and Helen Weinstein, 2001
- Russian Cloud Seeding Prevents Chernobyl’s Radioactive Rains Reaching Moscow, WMH
- Seventeen Advantages and Disadvantages of Cloud Seeding, Future of working, 2019
- When the Rains Come, Written by Nowa El Tawil, 2019
- Water, United Arab Emirates – Country Commercial Guide, 2020
- جنگ آب در ایران شروع شده/ تصویر بدون آب ایران در ۲۰ سال آینده، پایگاه خبری تحلیلی تیک، ۱۴۰۰
- How to Turn Sea Water Into Fresh Water Without Pollution, Terra Mator, 2021
- Saudi Arabia’s Water Problem, Neo, 2020
