خيرات في البيئة الصحراوية

بدأ رايان ليفرز وشريكه مارك تستر بمشروع “مزارع البحر الأحمر” بهدف إيجاد أفضل الطرق التي تساهم في تحقيق الأمن الغذائي والمائي في المجتمعات الصحراوية، وفي نفس الوقت الكشف عن طرق حديثة لتوفير الطاقة والحد من انبعاثات غاز الكربون.

رايان هو باحث من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتكنولوجيا في السعودية وهو صاحب مشروع زراعي تكنولوجي فريد من نوعه يعتمد على أشعة الشمس ومياه البحر لإنتاج المحاصيل الزراعية في البيئات القاسية التي يصعب فيها نمو النباتات، وقد نشأ في مزرعة للألبان في ولاية داكوتا الجنوبية في الغرب الأوسط من الولايات المتحدة، حيث تعلم هناك أن “الطبيعة الأم” متقلبة ويمكنها أن تنتج المحاصيل أو تتلفها.

قال رايان: “يعد تفقد حالة الطقس صباحًا ومساءً جزءًا أساسيًا من حياتي اليومية، وكان السؤال الذي يتبادر لذهني دائمًا متى ستمطر؟”.

وخلال دراسته للزراعة المستدامة واستخدام المياه، اطلع على الموضوعات ذات الأهمية الكبيرة والمتعلقة بالمناخات القاسية والصعبة في منطقة الشرق الأوسط حيث الإجابة عن السؤال “متى ستمطر؟” هي “لن يحدث ذلك أبدًا”.

وأضاف رايان: “عندما يعتمد محصولك على تقلبات الطبيعة سينجم عن ذلك العديد من المخاطر واحتمالية الفشل، حيث يمثل البَرَد والجفاف والحشرات والأعشاب الضارة والفيضانات والصقيع جزءًا صغيرًا من مجموعة التحديات التي تواجه نجاح الحقول المفتوحة في الغرب الأوسط من الولايات المتحدة. وفي شبه الجزيرة العربية، يمكن الإضافة لتلك القائمة العواصف الرملية ودرجات الحرارة المرتفعة ورداءة التربة وزيادة نسب الرطوبة”.

وأضاف أيضًا: “نقوم بالتصدي لهذه التحديات من خلال وضع جميع المحاصيل في بيئات داخلية محمية ومحكمة، كما نقوم بذلك بطريقة تتسم بالفعالية في استخدام المياه والطاقة بالاستعانة بأجهزة استشعار وقاعدة بيانات كبيرة للحصول على أفضل النتائج التي تخدم كوكبنا ومحاصيلنا ومجتمعاتنا والقطاعات الرئيسة”.

و تعتمد معظم البيوت البلاستيكية التقليدية على طاقة الشبكات والمياه النظيفة لري النباتات والحفاظ على درجة حرارة معتدلة داخلها، لكن بالنسبة لرايان وفريقه البحثي فقد استفادوا من المصادر المتوفرة في الصحراء والتي تشمل الشمس والمياه المالحة لتقليل نسبة التكاليف اللازمة لعمليات التشغيل وإنتاج المحاصيل بشكل قريب من الأسواق التي يخدمونها، الأمر الذي ينتج عنه تحقيق الأمن الغذائي المحلي والحد من تكاليف وتحديات شحن المنتجات لمسافات طويلة.

IMAGES: Red Sea Farms

وتقوم مزارع البحر الأحمر في السعودية على الطاقة الشمسية والمياه المالحة لري المحاصيل والحفاظ على مستوى درجات حرارة معتدلة داخل البيوت البلاستيكية، حيث يتم اختيار النباتات وفقًا لتحملها للمياه المالحة. أما بالنسبة لأنظمة التبريد، فيؤخذ بعين الاعتبار عملية اختيار المواد والتصميم الهندسي الذكي وأنظمة التحكم الذكية التي تساهم جميعها في تجنب الآثار الضارة للمياه المالحة.

وقال رايان: “بالنسبة للطماطم، يساهم وجود القليل من الملح في عمليات ري الطماطم في رفع مستوى الخصائص الفيزيائية التي تشمل مقياس “بريكس” الذي يُستخدم لقياس مستوى السكر والفيتامينات والمعادن، حيث لاحظنا أن الطماطم التي رويت بمياه مالحة تتمتع بمذاق متميز وفترة صلاحية أطول”.

تستهلك مزارع البحر الأحمر مياه نظيفة بنسبة 95% أقل من البيوت البلاستيكية التقليدية في المناطق الصحراوية.

تستهلك مزارع البحر الأحمر طاقة بنسبة 90% أقل من البيوت البلاستيكية التقليدية.

يبلغ عدد المواقع التي تنتشر فيها هذه التكنولوجيا في السعودية 3 مواقع.

عدد الدول ذات المشاريع الفعالة


ويرى رايان أن منهجيته فعالة خاصة في أعقاب جائحة كوفيد-19 التي أدت إلى ضعف في سلاسل التوريد التقليدية.

وأضاف: “في إطار جائحة كوفيد-19، يتعين علينا قدر الإمكان النظر في إنتاج المحاصيل قصيرة الأجل محليًا، والسؤال هنا هو كيف نحقق ذلك؟ تساهم تكنولوجياتنا في توفير فرص نمو هذه المحاصيل محليًا ومرونة في مواجهة سلاسل التوريد المتقطعة.

إضافة لذلك، زيادة الوعي لدى المستهلك الذي يتمثل بزيادة الطلب على الأغذية الصحية المحلية. وستعود هذه الأنظمة الزراعية التي تعمل بتكنولوجياتنا بمستقبل واعد على مجتمعاتنا المحلية التي تستفيد من هذه التكنولوجيات”.

ما هي المجتمعات التي ستستفيد من هذه التكنولوجيات؟ يمكن استخدام واحدة أو أكثر من تكنولوجيات مزارع البحر الأحمر في أي مكان، إلا أنها تناسب بشكل خاص المجتمعات ذات البيئات القاسية عالميًا.

قال رايان: “تشمل البيئات القاسية المناطق الصحراوية والجُزر والمناطق التي تزخر بالموارد الشمسية والبيئات الساحلية والمناطق التي تعاني من نسب مرتفعة من الرطوبة”.

وأضاف: “تشهد مزارع البحر الأحمر مستقبلًا متطورًا، حيث نسعى لمتابعة الفرص التي تمنحنا التطور محليًا داخل السعودية وإقليميًا في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا وعالميًا في أمريكا الشمالية كأول خطوة لنا في هذا المجال، كما نسعى إلى التوسع في نشر تكنولوجياتنا المبتكرة المتعلقة بالأنظمة الزراعية من السعودية إلى البيئات القاسية في جميع أنحاء العالم”.

وعلق رايان في ختام حديثه قائلًا: “أود أن أشير إلى ملاحظة شخصية وهي أني أتطلع مستقبلًا لليوم الذي أنظر فيه إلى الوراء لأدرك ما قام به فريق مزارع البحر الأحمر لتحقيق مفهوم الأمن الغذائي وآلية إدارته للمشروع الذي يحسن حياة الأفراد ويحمي الكوكب الذي نعيش عليه نحن والأجيال القادمة”.

الجسيمات البلاستيكية: الخطر الخفي

تبلغ كميات المواد البلاستيكية التي يتم إنتاجها كل عام ما يزيد عن 300 مليون طن يتم حرق ما تصل نسبته إلى 40% منها أو إعادة تدويره والباقي يتم التخلص منه في مكبات النفايات أو طرحها في البيئة بطريقة غير ملائمة، ما يؤدي عبر مرور الوقت إلى تجزئتها إلى جسيمات صغيرة.


المصدر: جامعة خليفة
لوديفيك دومي

هو أستاذ مساعد في قسم الهندسة الكيميائية في جامعة خليفة، يقوم بالإشراف على الفريق البحثي المتخصص بـ (مواد الفصل المتقدمة). Read more›››

وتتنوع بحوث لودوفيك ما بين هندسة المواد الوظيفية والتفاعلية وتطبيقاتها في مختلف التطبيقات البيئية. تلقى لودوفيك في العام 2020، جائزة جمعية الأغشية الآسيوية الأسترالية لجهوده في مجال فصل الجسيمات البلاستيكية.‹‹‹ Read less

تُطلق هذه الجسيمات البلاستيكية، التي يبلغ بعدها أقل من 5 مليمتر، في مجاري المياه لتشكل بعد ذلك خطرًا كبيرًا على المنظومة البيئية عالميًا وعلى سلسلة الغذاء التي تقوم على الأنشطة الصناعية المعتمدة على مياه الأنهار والبحار.

وقد تؤدي تجزئة هذه الجسيمات البلاستيكية إلى تشكّل البلاستيك النانوي الذي تصل أبعاده إلى أقل من ميكرومتر، ويعتبر هذا النوع من المواد البلاستيكية صعبًا من ناحية تحديد خصائصه وكمياته ويمثل تحديًا كبيرًا للمهندسين والباحثين.

لماذا تصل الجسيمات البلاستيكية إلى السلسلة الغذائية وتؤثر في صحة في الإنسان؟ صدرت مجموعة من التقارير حول الجسيمات البلاستيكية في العديد من الطيور والكائنات البحرية التي تخلط ما بين الغذاء والجسيمات البلاستيكية، حيث تتراكم جزيئات البلاستيك في الجهاز الهضمي لتشكل مصدر ألم بالنسبة للكائن الحيواني قد يؤدي إلى موته وبعدها يتم تناوله كمصدر للغذاء من قبل الحيوانات التي تتغذى على الجثث، ما يؤدي إلى زيادة نسب الجسيمات البلاستيكية في السلسلة الغذائية.

وتنتقل الجسيمات البلاستيكية بمرور الوقت إلى عدد أكبر من الحيوانات والإنسان، حيث تقدر نسبة الجسيمات البلاستيكية التي يتناولها الإنسان من 50,000 إلى 100,000 كل عام وهي نسبة ترتفع بزيادة الاستهلاك الكبير للعبوات البلاستيكية المستخدمة للمياه والمشروبات الباردة.

ومن الأمثلة على المخاطر المصاحبة لتناول الجسيمات البلاستيكية عند الإنسان والتي يتم توزيعها في الدم زيادة فرصة الإصابة بمرض السرطان، كما يمكن أن تحمل معها هذه الجسيمات مواد سامة تسبب الأمراض كالمعادن الثقيلة أو الملوثات العضوية والتي قد تساهم بدورها في نشر ملوثات أخرى في جسم الإنسان. وبالنظر إلى قدرة الجسيمات البلاستيكية على الطفو فوق سطح المجاري المائية، يمكن لتلك الجسيمات أن تقوم في نشر الملوثات إلى مسافات أكبر وأبعد.

كيف تؤثر الجسيمات البلاستيكية على الأنشطة الصناعية التي يقوم بها الإنسان؟ من المجالات الرئيسة التي تتأثر بوجود المواد البلاستيكية النانوية، إضافة لصناعة الغذاء، صناعة المياه.

قد تحمل الجسيمات البلاستيكية التي تصل إلى مجاري المياه العديد من الملوثات المسببة للأمراض والتي تشمل المعادن الثقيلة والملوثات العضوية المصدر: Unsplash

قد تحتوي المياه التي يتناولها الإنسان ومحطات تحلية ومعالجة المياه، وفقًا لموقعها ومصدرها، على مستويات مختلفة من الجسيمات البلاستيكية النانوية التي قد تضر بعمليات المعالجة. فعلى سبيل المثال، يؤثر وجود الجسيمات البلاستيكية على أداء واستقرار المنظومة الميكروبية التي تساعد في عمليات الهضم ويحد من فعاليتها.

وتساهم رواسب الجسيمات البلاستيكية بشكل غير مباشر في تلف عمليات الفصل التي تقوم بها الأغشية الذي ينجم عنه تآكل ميكانيكي وتراكمات فوق الأغشية تعيق عملية الفصل والتدفق. من ناحية أخرى، تسبب هذه الظاهرة زيادة تكلفة عمليات تحلية المياه ومعالجتها، كما قد تؤثر على جودة المياه الناتجة.

إضافة لذلك، أظهرت الدراسات أن الجسيمات البلاستيكية قد تكون مركَّزة بشكل أكبر في وحدات معالجة وتحلية المياه يتم التخلص منها من خلال تصريفها في مياه الأنهار والجداول وبالتالي الحصول على مياه تحتوي على نسب كبيرة جدًا من الجسيمات البلاستيكية.

كيف يمكنك المساعدة؟ تخلص من المخلفات البلاستيكية بطريقة سليمة وتأكد من وضعها في سلة المهملات الصحيحة لتجنب وصولها إلى مجاري المياه، كما اتبع خيارات التعبئة المستدامة وساهم في الحد من استخدام المنتجات البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد.

ما المطلوب في هذه المرحلة لفهم المخاطر بشكل أفضل؟ يقوم الباحثون في الوقت الحالي بتطوير أدوات ومنصات متقدمة للكشف عن المواد البلاستيكية النانوية في مياه الصرف لتحقيق الفهم الأفضل في مجال تفاعلاتها مع الكائنات الميكروبية وعمليات معالجة المياه وتقييم أثرها الصحي والاقتصادي، كما نقوم بتطوير استراتيجيات للكشف عن مدى التلوث في المنظومات المحلية وفهم أثر جزيئات البلاستيك على اختلاف أحجامها وأشكالها على أداء أنظمة الفصل، إضافة لدراسة تأثير الجسيمات البلاستيكية على صحة الإنسان لمنع حدوث أية أمراض على المدى البعيد.

أدوات محاكاة المناخ تكشف عن مدى تأثير
بعض خطط العمل على كوكب الأرض

تهدف أدوات محاكاة المناخ إلى إطلاع السكان في جميع أنحاء العالم على إمكانية معالجة مشكلة تغير المناخ وتزويد قادة القطاع الصناعي بالفرصة التي تتيح لهم إيجاد خطة عمل محكمة وشاملة.

يمكن استخدام أداة المحاكاة التي توفرها مؤسسة “كلايمت إنتر آكتيف”، والتي يطلق عليها اسم “إن-رودز”، من قبل الأفراد والمجموعات، فهي قابلة للتعديل واستعراض التغيرات التي تطرأ على ارتفاع معدلات درجات الحرارة عالميًا.

وتقوم الدراسات الجماعية التي قامت بها مجموعات من الأفراد على تقمص كل فرد دور من الأدوار تمامًا كما في نموذج الأمم المتحدة. وتم تصميم تلك الدراسة بهدف تعزيز دور صناع القرارات وقادة العالم في القطاع الصناعي والباحثين والعلماء والطلبة وغيرهم في وضع خطة عمل متعددة الأوجه لضمان الحد من الاحتباس الحراري والوصول لـ 1.5 درجة مئوية، أي أقل من مستوى 2 درجة مئوية كما حددها اتفاق باريس 2016.

يتميز جهاز المحاكاة بوجود مؤشرات قابلة للتعديل يمكن من خلالها زيادة درجة الحرارة وإنقاصها، وذلك وفقًا للإجراءات التي تُتّخذ.

وتتضمن الدراسة الجماعية تعيين دور لكل فرد، فيتقمص أحد الأفراد مثلًا دور شركة الوقود الأحفوري أو مؤسسة حكومية أو شركة للتكنولوجيا النظيفة.

سيقوم المشاركون في المجموعات بالتحدث عن ما فيه مصلحة القطاع الصناعي والمشكلات التي تواجهها بلادهم، حيث سيناقشون مع نظرائهم المشاركين الآخرين آلية الحد من ارتفاع درجة الحرارة عالميًا والخروج باتفاقية تضمن إنقاصها 1.5 درجة مئوية.

 يوفر جهاز “إنرودز” للمحاكاة المعلومات الكافية التي تدعم عملية تعلم الأفراد من أي فئة عمرية في أي قطاع من أي دولة

–عضوة في مؤسسة “كلايمت إنتر آكتيف” ياسمين زهر

وقد تشمل بعض الإجراءات التي يتخذها المشاركون للحد من ارتفاع درجات الحرارة العالمية تنفيذ التقليل من الاعتماد على الوقود الأحفوري وزيادة نسبة الاعتماد على التكنولوجيات الخضراء وفرض ضريبة على استخدام الكربون وإعادة زراعة الأشجار. وفي سياق متصل، ستساهم الأداة الرقمية بتسجيل التعديلات كاتفاقيات تمت في الوقت الفعلي، حيث ستسغرق العملية من ساعتين إلى ثلاث ساعات ويمكن تشغيلها بشكل شخصي وإلكتروني.

IMAGE: Pixabay

وقالت ياسمين زهر العضوة في مؤسسة “كلايمت إنتر آكتيف”: “شارك ما يقارب 250,000 فرد من 140 دولة في الدراسة التي أجريت على جهاز “إنرودز” للمحاكاة والذي يوفر المعلومات الكافية التي تدعم عملية تعلم الأفراد من أي فئة عمرية في أي قطاع من أي دولة ويساهم في إكسابهم المعرفة الشاملة بالحلول المناخية الفعالة والمنصفة”.

يتوفر تدريب مجاني إلكتروني في آلية تشغيل نموذج جهاز المحاكاة “إنرودز”، ويمكن للمجموعات أن تضم أفرادًا من أي مكان بعدد يتراوح ما بين 12 إلى 300 شخص. يذكر أنه تم تطوير جهاز المحاكاة من قبل مبادرة الاستدامة في كلية سلون التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وشركة فينتانا للأنظمة.