تحویل ملوثات PFAS إلى فلورید آمن بتقنیه ضوء الشمس؛ تحول نوعی فی معالجه المیاه والأمن المائی
نجح باحثون فی جامعه أدیلاید (University of Adelaide) فی تطویر ماده یتم تنشیطها بواسطه ضوء الشمس، قادره على تفکیک مواد البیرفلوروالکیل والبولی فلوروالکیل (PFAS) الموجوده فی المیاه وتحویل هذه الملوثات إلى مکونات غیر ضاره، بما فی ذلک الفلورید. هذا الإنجاز العلمی الذی نُشرت تفاصیله فی المجله المرموقه Small، یعد بمستقبل واعد لإداره موارد المیاه ومواجهه تحدیات التلوث الحدیثه. یقدم هذا الاکتشاف الکبیر حلاً منخفض الطاقه ومبشراً لإصلاح تلوث PFAS، مع إمکانات عالیه للتطبیق فی معالجه المیاه وتنظیف البیئه. وفیما یلی، نستعرض تفاصیل هذا الخبر الذی أعده فریق مرکز رؤى المیاه.
النقاط الرئیسیه
- تطویر محفز ضوئی جدید من قبل باحثی جامعه أدیلاید لتفکیک PFAS.
- استخدام ضوء الشمس کـمصدر طاقه رخیص ومتاح.
- الکسر الکامل لروابط الکربون-فلور وتحویل الملوثات السامه إلى فلورید آمن.
- إمکانیه استخدام الفلورید الناتج فی المنتجات الصحیه والصناعیه.
- الأهمیه الحیویه لهذه التقنیه لـالأمن المائی والصحه العامه نظراً لمخاطر PFAS المسرطنه.
آلیه تفکیک “المواد الکیمیائیه الأبدیه” وأهمیتها فی تکنولوجیا المیاه
لا یزال التلوث الناتج عن مواد PFAS یمثل خطراً جسیماً على الصحه العالمیه. ویعتقد الدکتور کامیرون شیرر (Dr. Cameron Shearer)، الباحث الرئیسی فی هذا المشروع من جامعه أدیلاید، أن هذا البحث خطوه حیویه نحو مجتمعات أکثر أماناً وأنظمه بیئیه أنظف. یمثل هذا الاکتشاف حلاً منخفض الطاقه لمعالجه تلوث PFAS مع تطبیقات محتمله فی معالجه المیاه والتطهیر البیئی، مما قد یجذب اهتمام أی متخصص فی قطاع المیاه. یتم تفکیک العدید من ملوثات المیاه عن طریق إضافه ماده کیمیائیه تفاعلیه ترتبط بالکربون. ومع ذلک، فی جزیئات PFAS، تکون ذرات الکربون محمیه بطریقه تجعل هذه العملیه شبه مستحیله.
«یتم تفکیک العدید من ملوثات المیاه بإضافه مواد کیمیائیه تفاعلیه، ولکن فی جزیئات PFAS، تکون ذرات الکربون محمیه بشکل یجعل هذه العملیه مستحیله تقریباً. قام فریقنا بتغییر الظروف وتحسین المحفز لاستهداف ذرات الفلور الحامیه لـ PFAS، مما أدى إلى التفکک الکامل لهذه المواد الکیمیائیه الأبدیه.»
هذا النهج المبتکر فی تکنولوجیا المیاه، من خلال استهداف البنیه الذریه الواقیه، أزال العقبه الرئیسیه أمام معالجه هذه المواد. یمکن أن تکون هذه التقنیه مکملاً مناسباً للطرق المتقدمه الأخرى مثل الحلول النانویه الحدیثه فی معالجه المیاه. ومن المثیر للاهتمام أن الفلورید المنتج فی هذه العملیه یمکن فصله واستخدامه فی المنتجات الصحیه مثل معجون الأسنان أو کإضافات فی الأسمده، مما یشیر إلى دوره إعاده تدویر فعاله فی عملیه المعالجه.
مخاطر PFAS وضروره حوکمه المیاه فی مواجهتها
مواد PFAS هی مجموعه من المواد الکیمیائیه الاصطناعیه المستخدمه فی الأوانی غیر اللاصقه، ورغوه مکافحه الحرائق، والأقمشه المقاومه للماء. هذه المواد مقاومه جداً للتحلل بسبب روابط الکربون-فلور القویه جداً، ولهذا السبب تتراکم فی البیئه وجسم الإنسان؛ وهی السمه التی جعلتها تُلقب بـ “المواد الکیمیائیه الأبدیه” (Forever Chemicals). لفهم أعمق لأبعاد هذه الأزمه، نوصی بقراءه تقریر PFAS: التهدید الصامت فی إداره موارد المیاه والحلول التکنولوجیه على موقع مرکز رؤى المیاه.
تُظهر البیانات الأخیره أن أکثر من 85% من الأسترالیین لدیهم مستویات قابله للکشف من PFAS فی دمائهم، وقد خفضت الإرشادات الجدیده لمیاه الشرب الحدود الآمنه لبعض مواد PFAS الکیمیائیه إلى نانوغرامات قلیله لکل لتر. تسلط هذه الإحصائیات الصادمه الضوء على أهمیه أزمه المیاه من المنظور النوعی وضروره الاهتمام الخاص من الهیئات الرقابیه بالمعاییر الحدیثه لجوده المیاه. وفی الواقع، تعد مواجهه هذه المرکبات جزءاً من المعرکه العالمیه ضد الملوثات الناشئه: التحدی الجدید لإداره موارد المیاه.
«المواد التی طورناها من خلال أبحاثنا یمکن استخدامها کجزء من سلاسل معالجه PFAS؛ السلاسل التی تمتص وتکثف PFAS فی الماء أولاً، ثم یتم تدمیرها من خلال التعرض لموادنا التی یتم تنشیطها بالضوء.»
آفاق المستقبل والتوسع القابل للتطویر
یوضح الدکتور شیرر بخصوص مستقبل هذه التقنیه أن التخطیط لتوسیع هذه الدراسه جارٍ من خلال العمل المستمر على تحسین استقرار المواد قبل نشرها فی أنظمه واسعه النطاق. یقود هذا المشروع زمیله فی جامعه أدیلاید، محمود غریب (Mahmoud Gharib). وتعکس هذه التعاونات أهمیه تقارب التخصصات فی الجامعات الرائده لحل المعضلات العالمیه. إن تطویر أنظمه واسعه النطاق لمعالجه المیاه الملوثه بـ PFAS یمکن أن یحدث تحولاً هائلاً فی وضع المیاه العالمی ویحدد معاییر جدیده للصحه العامه.
تحلیل اختصاصی من فریق مرکز رؤى المیاه – Water Insight Hub
إن خبر تطویر تقنیه تفکیک PFAS باستخدام ضوء الشمس یمثل، أبعد من کونه إنجازاً مخبریاً، تحولاً فی نموذج تکنولوجیا المیاه. فحتى الآن، کانت الأسالیب السائده فی معالجه المیاه (مثل التناضح العکسی أو الامتزاز) ترکز فقط على الفصل الفیزیائی للملوثات؛ مما یعنی بقاء الملوث فی حاله مرکزه مما یحوله إلى مشکله بیئیه ثانویه. التقنیه الجدیده ترفع مفهوم الأمن المائی من خلال تدمیر الملوث تماماً وتحویله إلى معادن غیر ضاره.
الاستفاده من الإمکانات الشمسیه فی منطقه الشرق الأوسط وشمال أفریقیا (MENA): تعد تکالیف الطاقه العالیه (OPEX) من العوائق الرئیسیه أمام تبنی تقنیات المعالجه المتقدمه فی الدول العربیه. وبما أن منطقه “منا” تمتلک أعلى معدلات للإشعاع الشمسی فی العالم، فإن استخدام ضوء الشمس کمصدر للطاقه فی هذه التقنیه یعد میزه استراتیجیه. یرى مرکز رؤى المیاه أن توطین هذه التقنیات فی دول مثل المملکه العربیه السعودیه والإمارات ومصر یمکن أن یقلل الضغط الاقتصادی لمعالجه میاه الصرف الصناعی ویدفع الصناعات نحو إعاده تدویر حقیقیه للمیاه فی ظل ندره المیاه الشدیده فی المنطقه.
حوکمه المیاه والمعاییر النوعیه فی المنطقه العربیه: مع تشدید المعاییر العالمیه وجوده المیاه، تواجه محطات المعالجه التقلیدیه فی المدن العربیه الکبرى تحدیاً فی إزاله الملوثات الدقیقه. إن تبنی هذه الابتکارات من قبل متخصصی قطاع المیاه فی المنطقه العربیه ضروری لضمان سلامه إمدادات میاه الشرب والری. رصد هذه التقنیات والتخطیط لمشاریع تجریبیه (Pilots) یمکن
البريد الإلكتروني الرسمي لمركز رؤية المياه:
