تامین آب آشامیدنی پاک با ۱۰ روش نوین

آب شيرين در سياره زمين محدود است، بنابراين محققان و دانشمندان به دنبال راه‌هايي براي تأمين آب پاک و تميز بيشتر براي ساکنان اين سياره هستند.از آنجا که ۲۲ مارس از سوي سازمان ملل به عنوان روز جهاني "آب" نامگذاري شده ما طي اين مقاله در مورد ۱۰ فناوري جديد که ميتواند سبب تامين آب پاک شود، گفته‌ايم.

۱. فناوري نوين شرکت "زيرو مس واتر"

 شرکت "زيرو مس واتر"(Zero Mass Water) پروژه‌اي با نام "Source Hydropanel" را آغاز کرد که طي آن از انرژي خورشيدي براي ايجاد آب آشاميدني استفاده مي‌کند و با اين فناوري مي‌تواند حداکثر ۱۰ ليتر در روز آب پاک تامين کند که اين مقدار آب براي نيازهاي اساسي دو تا سه نفر کافي است. سيستم کاربردي پشت صفحات خورشيدي نسبتاً ساده و در عين حال بسيار کارآمد است. روش آنها بدين گونه است که از انرژي خورشيدي براي گرم کردن ماده‌اي اسفنج مانند به منظور ميعان استفاده مي‌شود و با گذشت زمان آب جمع شده و سپس در يک مخزن جمع‌آوري مي‌شود. آب مخزن فيلتر مي‌شود و در همين حال مواد معدني نيز به منظور بهبود طعم و بهداشت به آن اضافه مي‌شوند. کل اين "فرايند" مي‌تواند به يک شير آب يا آب نما متصل شود و دسترسي آسان به آب سالم و نوشيدني را براي افراد فراهم کند.

۲. برداشت آب از مه

 ابزار تامين آب پاک "برداشت آب از مه"(Fog Harvester) که در بيابان مراکش واقع شده است از حصارهاي فلزي عظيم تشکيل شده و آنها از آن براي به دام انداختن مه و تبديل آن به آب تميز و آشاميدني استفاده مي‌کنند. سطح برداشت بيش از ۶۰۰ متر مربع است و عمدتا از مه استفاده مي‌کند که تقريباً به مدت نيم سال منطقه "Aït Baâmrane" را پوشانده است. از نظر آمار و نتايج دستگاه برداشت مه مراکشي مي‌تواند در هر يارد مربع از حصار فلزي تا ۱۷ گالن آب آشاميدني سالم توليد کند. آب پاک تامين شده پس از آن با استفاده از سيستم پمپ خورشيدي به ساکنان محلي تحويل داده مي‌شود.

۳. تامين آب با کمک فيلترهاي نوين

يک روش خلاقانه براي تامين آب تميز "Drinkable Book" است که اين فناوري توسط دانشمندان دانشگاه "کارنگي ملون" با مشارکت سازمان خصوصي"Water is Life" ايجاد شده است. اين کتاب از چند صفحه همانند صفحه کتاب براي فيلتر آب تشکيل شده است و روي هر صفحه نيز توصيه‌هاي بهداشتي نوشته شده است. اين اطلاعات روي کاغذ صافي چاپ شده است که مي‌تواند براي تصفيه آب و از بين بردن ۹۹.۹ درصد باکتري‌ها استفاده شود. تمام کاري که افراد مي‌بايست انجام دهند اين است که يک فيلتر را برداشته و آن را روي ظرف مخصوص فيلتر قرار دهند و آب آلوده را روي آن بريزند و سپس آب پاک و آشاميدني تحويل بگيرند. واقعيت شگفت انگيز درباره فناوري مذکور اين است که يک کتاب براي يک شخص مي‌تواند تا چهار سال دوام بياورد و اين به آن معناست که آن فرد مي‌تواند به مدت چهار سال آب پاک بنوشد.

۴. دستگاه تصفيه آب فرابنفش قابل حمل

در حالي که کمبود آب در نقاط مختلف و خشکسالي در سراسر جهان يک نگراني بزرگ است اما مکان‌هاي زيادي وجود دارد که توسط آب احاطه شده‌اند اما اين آب، آلوده و غير قابل شرب است. به همين دليل محققان آزمايشگاه ملي شتاب دهنده اسلک و دانشگاه استنفورد يک دستگاه تصفيه آب کوچک فرابنفش را ايجاد کرده‌اند. اين فناوري يک دستگاه مستطيل شکل سياه و ساده به اندازه نصف يک تمبر پستي است و مي‌تواند عمليات تصفيه آب را از مدت زمان طولاني ۴۸ ساعت به ۲۰ دقيقه کاهش دهد چرا که اين دستگاه نه تنها فقط از نور فرابنفش بلکه از طيف کاملي از انرژي استفاده مي‌کند. انتظار مي‌رود اين دستگاه در آينده‌اي نزديک به مناطقي که بيشتر به آب آشاميدني سريع نياز دارند برسد.

۵. فيلتر تصفيه آب خورشيدي و بادي

همانطور که در بالا ذکر شد، آب آلوده نيز به اندازه کمبود آب يک مشکل بزرگ است. به همين دليل شرکت "Innovative Water Technologies" سيستمي براي تصفيه آب موسوم به  "SunSpring Hybrid" ايجاد کرده است که مي‌تواند حداکثر ۲۰ هزار ليتر آب تميز در يک روز در اختيار جامعه قرار دهد و 10 سال يا بيشتر دوام بياورد. اين دستگاه از انرژي خورشيدي و بادي استفاده مي‌کند و نکته جالب توجه اين است که اين دستگاه کاربردي کاملاً قابل حمل است. اين دستگاه به کشورهاي در حال توسعه کمک مي‌کند تا راه‌هاي آبي آلوده خود را تميز کنند و به مردم اين امکان را مي‌دهد تا بار ديگر از نوشيدن آب آشاميدني تميز و سالم لذت ببرند.

۶. برج آب وارکا

ساکنان روستايي در اتيوپي با کمک يک اختراع باورنکردني قادرند آب تميز را از هواي نازک استخراج کنند. اين دستگاه "برج آب وارکا"(The Warka Water Tower) نام دارد و بر اساس همان اصل کلي برداشت آب از مه ساخته شده است با اين تفاوت که به شکل يک استوانه عظيم است و از بامبو ساخته شده و در يک توري قابل بازيافت، پيچيده شده است. اين دستگاه به جوامع اجازه مي‌دهد آب سالم و قابل آشاميدني را در دسترس مردم قرار دهند.

۷. لايف‌استراو

" لايف‌استراو"(LifeStraw ) ممکن است معروف‌ترين فناوري باشد که انقلابي در نحوه نوشيدن آب تميز در مناطق کمتر توسعه يافته ايجاد کرده است. فيلتر آب لايف استراو توسط شرکت سوئيسي وسترگارد ايجاد شده و يک ني قابل حمل است که مي‌تواند آب آلوده را فيلتر کرده و قابل نوشيدن سازد. ني مذکور مي‌تواند تا ۱۰۰۰ ليتر آب را تصفيه کند و تا ۹۹.۹ درصد انگل و باکتري‌ها را از بين ببرد. علاوه بر اين، اين شرکت همچنين دستگاه‌هاي تصفيه آب با ظرفيت بالا از فولاد را توسعه داده است که در شرايط اضطراري و توسط تيم‌هاي واکنش اضطراري استفاده مي‌شود.

۸. هواژل هوشمند

محققان دانشگاه ملي سنگاپور موفق شدند با استفاده از يک هواژل هوشمند، هوا را به آب پاک و تميز تبديل کنند، در حالي که اين هواژل نيازي به منبع تغذيه خارجي ندارد. اين تيم نوعي هواژل فوق سبک ساخته‌اند که کمي شبيه اسفنج به نظر مي‌رسد و به همان شکل کار مي‌کند، اما براي بيرون کشيدن آبي که از هواي اطراف جذب مي‌کند، نيازي به فشار دادن آن نيست. علاوه بر اين، براي استخراج آب مورد نياز به باتري نيازي ندارد. محققان مي‌گويند، يک کيلوگرم از اين هواژل در يک روز مرطوب در سنگاپور، روزانه ۱۷ ليتر آب توليد مي‌کند. ترفند اين روش در استفاده از پليمرها است که مولکول‌هاي بلندي هستند که در هواژل جمع شده‌اند. اين پليمر داراي يک ساختار شيميايي است که باعث جذب آب و همچنين دفع آن مي‌شود. بنابراين، اين هواژل هوشمند مولکول‌هاي آب را از هوا جذب مي‌کند، آنها را به شکل مايع متراکم مي‌کند و آب حاصل را بيرون مي‌دهد. علاوه بر اين، هنگامي که نور آفتاب کافي باشد، اين هواژل براي دفع آب سريع‌تر هم عمل مي‌کند و ۹۵ درصد بخار آب درون هواژل را به آب مايع تبديل مي‌کند.

۹. تبديل آب دريا به آب شرب

يک نورگير نمک‌زدا که توسط "هنري گلوگائو" طراحي شده است، يکي از نامزدهاي نهايي جايزه "طراحي لکسوس ۲۰۲۱" است که با انرژي پاک و بدون هيچ هزينه‌اي، آب دريا را قابل شرب مي‌کند. اين طرح موسوم به "نورگير نمک‌زداي خورشيدي"(Solar Desalination Skylight) يکي از نامزدهاي نهايي کسب جايزه "Lexus Design Award ۲۰۲۱" است که کاملاً منطبق با اصول طراحي و مهندسي براي آينده‌اي بهتر است. اين نورگير از ترکيبي از انرژي رايگان و فراوان خورشيد و آب دريا براي ارائه خدمات اساسي به محله‌هاي فقيرنشين استفاده مي‌کند و با انرژي پاک و بدون هزينه خورشيد، هم روشنايي را به ارمغان مي‌آورد و هم آب دريا را قابل شرب مي‌کند. اين نورگير نمک‌زداي خورشيدي با تبخير آب دريا از طريق انرژي خورشيد کار مي‌کند. آب دريا در طول روز از طريق يک لوله به داخل اين نورگير کاسه‌اي شکل مي‌رود و تابش خورشيد اين آب شور را تقطير مي‌کند و سپس مي‌توان از يک شير که در پايين نورگير تعبيه شده است، براي استخراج آب آشاميدني استفاده کنند. اين نورگير سپس در شب، از نمک به جا مانده از فرآيند تصفيه براي توليد بار الکتريکي و تأمين روشنايي استفاده مي‌کند.

۱۰. گرفتن آب آشاميدني از هوا با روشي جديد

محققان آزمايشگاه "APL" دانشگاه "جانز هاپکينز" موادي پيدا کرده‌اند که مي‌تواند مقادير زيادي از آب را از هوا جمع‌آوري کند. نکته کليدي اين پژوهش ماده‌اي با نام مخفف "MOF" است. اين ساختار داراي بيشترين سطح در ميان تمامي موادي است که تاکنون شناخته شده‌اند.در واقع، اگر بتوان تنها يک گرم از ماده "MOF" را باز کرد، اين ميزان مي‌تواند براي پوشش‌دهي يک زمين فوتبال کافي باشد.به اين ترتيب تمام اين فضاي داخلي، آن را براي دريافت و ذخيره آب، ايده‌آل مي‌کند. محققان موفق شده‌اند از "MOF" استفاده کنند تا بخار آب را از هوا جذب کرده و آن را براي نوشيدن به حالت مايع تبديل کنند.