تحقق تخیل ژول ورنی
براساس آمار ستاد نانو، تاکنون ۲۵ محصول فناورانه برمبنای فناوری نانو برای مقابله با معضل کم‌آبی در کشور تولید شده است. باتوجه به نیازهای آبی کشورمان و چالش‌های موجود این آمار پایین است و نیاز به تولیدات بیشتری داریم و باید محصولات بیشتری تولید کنیم. بحران آب تنها به مسائل آشامیدنی محدود نمی‌شود و مسائل ثانویه زیادی از جمله فرونشست‌های اخیر در شهرها و بیکاری‌های ناشی از بی‌آبی وجود دارند که در بحث کشاورزی هم خود را نشان داده‌اند که باید در راستای رفع آنها محصولات فناورانه بیشتری را تولید کرد.
انتقال آب دریا به مناطق کم‌آب و کویری، در نگاه نخست بیشتر شبیه فیلم‌های علمی و تخیلی یا داستان‌های به سبک ژول‌ورن است که امروزه بشر با امکانات و فناوری توانسته در جای‌جای دنیا چهره واقعی بر آن بپوشاند. این روش اما و اگرهای زیادی دارد؛ در واقع تنها انتقال آب نیست که مهم است، بلکه برنامه‌ریزی برای آب ورودی از دریا اهمیت چندبرابری دارد، هرچند چنین روش‌های هزینه‌بری بهتر است در فهرست گزینه‌های آخر دولتمردان و برنامه‌ریزان برای حل بحران آب قرار بگیرد، نه انتخاب نخست برای کاهش کم‌آبی کشور. یکی از مراحل بعد از انتقال آب از دریا، شیرین‌سازی آن است که فرآیند و فناوری به‌روز می‌خواهد؛ فناوری‌هایی که انرژی زیادی برای کارکردشان نخواهند و در نهایت، تولید آب شرب یا کشاورزی با صرف حداقل انرژی انجام بگیرد.
دریا به داد زمین تشنه رسید
بیشتر کشورهای حاشیه خلیج‌فارس برای حل بحران‌های آبی خود چند سالی می‌شود که سامانه‌های شیرین‌سازی آب دریا را راه‌اندازی کرده‌اند. در کشور ما هم این اقدام قدمت ۱۰ ساله دارد و ۲ سالی هم می‌شود که آب برخی صنایع مرکزی کشور از دریا تامین می‌شود. در این میان، یک شرکت دانش‌بنیان ایرانی با طراحی فناوری اجرای سامانه‌های آب‌شیرین‌کن، آب دریا را با یک‌سوم نرخ بین‌المللی تصفیه می‌کند. علی اشرف شمس مدرس، رئیس این شرکت دانش‌بنیان گفت: با کاهش منابع آبی متعارف و خشکسالی‌های پی در پی که گریبان کشور ما را هم گرفت، ناچار هستیم، منابع آب غیرمتعارف مانند آب دریا را در نظر بگیریم. بر این اساس، تلاش کردیم فناوری طراحی و اجرای سامانه‌های آب‌شیرین‌کن را به‌صورت صددرصد انجام می‌دهیم.
مدرس افزود: در جریان شیرین‌سازی آب دریا، پساب‌هایی که معمولا نمک بیشتری دارند، به دریا باز می‌گردند، اما برای رعایت استانداردهای زیست‌محیطی و آسیب کمتر به آبزیان، باید ۲۰۰ متر پایین‌تر از خط جزر تخلیه شوند.
وی گفت: همواره شیرین‌سازی آب دریا با روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد؛ در ایران از روش غشایی RO که همان اسمزی است، آب شیرین می‌شود. شیرین‌سازی هر لیتر آب دریا در خارج از کشور، به‌طورمعمول یک دلار هزینه دارد، در حالی که توانستیم چنین فرآیندی را با یک‌سوم نرخ بین‌المللی انجام دهیم.
مدرس افزود: برای کاهش هزینه‌ها از روش‌های بهینه‌سازی بهره گرفتیم و به حذف موارد غیرضروری پرداختیم. افزایش بهره‌وری در بویلرهای صنعتی یا همان دیگ‌های بخار مورد استفاده در برخی صنایع، یکی از پروژه‌های این شرکت است که اجرایی شده، همچنین برخی دستگاه‌ها، وارداتی بودند که توانستیم با کمک شرکت‌های داخلی تولید کنیم و به‌طورطبیعی از هزینه‌های تعمیر و نگهداری بکاهیم.
آب دریا به درد کشاورزی نمی‌خورد
این فعال عرصه دانش‌بنیان ادامه داد: دیگ‌بخار یا بویلر عبارت است از یک مخزن بسته که در آن بخار آب برای استفاده در خارج از آن توسط گرمای ناشی از احتراق سوخت تولید می‌شود. ما با افزایش بهره‌وری این دستگاه‌ها، مصرف سوخت آنها را کاهش و طول عمر دستگاه را نیز افزایش دادیم.
به‌گفته این فعال دانش‌بنیان، اگر اپراتورها آموزش کافی ببینند، به تناسب آن هزینه بهره‌برداری کاهش پیدا می‌کند، چرا که یکی از هزینه‌هایی که تحمیل می‌شود، ناشی از خطای اپراتور است.
مدرس بااشاره به اینکه آب شیرین‌شده دریا بیشتر مصرف شرب و صنعتی دارد، گفت: شیرین‌سازی آب دریا برای کشاورزی چندان اقتصادی نیست، چرا که تاکنون آب کالایی ارزان برای کشاورزان بوده است و استفاده از این نوع آب برای کشاورزی هزینه زیادی را می‌طلبد و منجر به افزایش نرخ محصولات کشاورزی می‌شود، مگر آنکه پروژه‌هایی چون آبیاری قطره‌ای مدنظر باشد که منجر به استفاده بهینه آب شود.
مدرس گفت: اکنون در حال اجرای یک پروژه آب‌شیرین‌کن در روستای هلیله در استان بوشهر هستیم که ظرفیت شیرین‌سازی ۱۲۵۰ مترمکعب از آب دریا را دارد و پروژه در حال پیشرفت است. پیش از این نیز، یک پروژه در یکی از مناطق شهرستان شاهرود اجرا و فرایند تصفیه و شیرین‌سازی آب به مقدار ۱۴۰۰ مترمکعب در روز انجام شد.
تصفیه هوشمند آب در خانه
در ادامه، سراغ یکی دیگر از فعالان عرصه دانش‌بنیان در زمینه تصفیه آب شرب و مصارف خانگی رفتیم. ابراهیم اکبرزاده، رئیس یک شرکت دانش‌بنیان که موفق به تولید یک فیلتر آنتی‌باکتریال نانویی شده است، گفت: این فیلتر به‌منظور تصفیه بهتر آب شرب خانگی و با همکاری یک شرکت داخلی تولید شده که حاوی نانوذرات و اکسیدروی است. این فیلتر دارای کارتریج شارژی است و این امر برتری قابل توجه آن در مقایسه با دیگر نمونه‌های موجود در بازار است.
وی افزود: فیلتر تولیدشده قابلیت نصب روی بیشتر دستگاه‌های تصفیه خانگی را داشته و نصب و کارکرد ساده‌ای هم دارد. گفتنی است، این دستگاه تصفیه آب دارای یک کارتریج کربن فعال حاوی نانوذرات نقره و اکسید روی است که دارای خلل و فرج است و درصد بسیار زیادی از پاتوژن‌ها (عوامل بیماری‌زا) و باکتری‌ها در آب را حذف می‌کند.
اکبرزاده افزود: کارتریج قرارگرفته بر این دستگاه به گندزدایی، از بین بردن باکتری‌های آب و تقویت سیستم ایمنی بدن کمک می‌کند و در مناطقی که درگیر بار میکروبی در آب است نیز، این دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به‌گفته وی، ذرات نقره منجر به گندزدایی و حذف میکروب‌هایی می‌شود که در تصفیه کلی از بین نمی‌روند، همچنین اکسید روی از ورود مواد اضافی بسیار ریز موجود در آب جلوگیری می‌کند.
اکبرزاده گفت: در اصل، آن دسته ذراتی از آب حذف می‌شود که برای بدن مضر هستند و علاوه بر آن، از حذف مواد ضروری در آب هم جلوگیری می‌کند و آسیبی به آب شرب به‌عنوان یک آب استاندارد وارد نمی‌شود. در واقع، ماهیت آب شرب استاندارد حفظ می‌شود. باتوجه به آزمایش‌های انجام‌شده، مصرف آب حاصل از تصفیه با این دستگاه نه‌تنها در درازمدت برای انسان ضرررسان نخواهد بود، بلکه اثرات موثری هم در بر خواهدداشت.
وی با اشاره به نصب ساده و تعویض ماده موثره این فیلتر آنتی‌باکتریال گفت: همان‌گونه که گفته شد، این دستگاه قابلیت نصب روی همه دستگاه‌های تصفیه خانگی را دارد، بر همین اساس غلافی تعبیه شده است که علاوه بر قابلیت عملکردی بالا، به‌آسانی نصب می‌شود که بعد از نصب، بلافاصله کارآیی خود را نشان می‌دهد. عمر ماده موثره این دستگاه ۶ تا یک ساله است که باید بعد از این مدت تعویض شود.
به‌گفته اکبرزاده، فرآیند تعویض ماده موثره هم کار سختی نیست و بعد از طی شدن مدت زمان گفته‌شده، افراد می‌توانند خودشان ماده قبلی را تخلیه و ماده جدید را جایگزین کنند و نیازی به تعویض غلاف نیست. این در حالی است که زمان تعویض آن بیشتر از ۵ دقیقه نخواهد بود.
این فعال دانش‌بنیان گفت: باتوجه به صلاحیت‌های درنظرگرفته‌شده، ترجیح دادیم مجوزهای سلامت‌محور بیشتری دریافت کند، بعد به بازار برسانیم، اکنون مراحل دریافت تاییدیه‌های ضروری از سوی وزارت بهداشت طی می‌شود که بعد از دریافت مجوزهای لازم، روند بازارسازی و تجاری‌سازی آن انجام خواهد شد. گفتنی است، نرخ فعلی آن به‌ازای هر غلاف ۲۵۰ هزار تومان است که بعد از تهیه غلاف، هزینه ماده موثره کمتر خواهد بود.
دیگر چه باید کرد؟
اما در بحث مقابله با تنش‌های آبی، نباید از دیگر رویکردهای فناوری هم غافل باشیم، چرا که بسیاری از کشورها توانستند با فناوری‌های مدرن، میزان مصرف آب خود را در بخش‌های گوناگون کاهش دهند. پدرام جدی، کارشناس حوزه آب درباره آبیاری زیرسطحی گفت: خوشبختانه در کشور دانش آن را داریم و جزو فناوری‌های های‌تک هستیم، اجرای این فناوری هنوز فراگیر نشده است. در این روش به‌جای اینکه زمین‌های کشاورزی با مدل‌های مختلف از روی سطح آبیاری شوند، با سازکارهای فنی نظیر طیف‌هایی نواری و... از زیرسطح زمین، جایی که نزدیک به ریشه است، فرستاده می‌شود. این فرآیند باعث می‌شود که تبخیر به صفر برسد و علف‌های هرز هم از آب استفاده نکنند و مصرف آب هم به‌شدت کاهش پیدا کند.
وی در پاسخ به این پرسش که آیا اصلاح ژنتیکی و تولید بذرهایی با فناوری‌های روز که به کم‌آبی یا نمک مقاوم هستند، می‌تواند به‌عنوان یک راهکار اصلی در مدیریت منابع آب به‌حساب بیاید؟ گفت: بخشی از منابع بدون‌استفاده آبی کشور، شور است. همچنین، مناطقی در کشور وجود دارند که باوجود منابع آبی فراوان، زمین و خاک کشاورزی شور هستند و کشاورزان رغبتی برای کاشت ندارند، اما اگر بذری تولید شود که مقاوم به شوری زمین یا آب شود، می‌توان کشاورزان را هم به کاشت محصول اقناع کرد. این فرآیند باعث می‌شود برخی ظرفیت‌های مغفول و دست‌نخورده کشور فعال شوند و فشار کمتری به دیگر منابع مورداستفاده بیاید. خوشبختانه شرکت‌های دانش‌بنیان توانسته‌اند، در این زمینه فعالیت‌هایی را به‌ثمر برسانند، اما هنوز در سطح وسیع عملیاتی نشده است.
سخن پایانی
کمبود منابع آب در ایران به‌لحاظ قرارگیری در نواحی خشک و نیمه‌خشک جهان بر کسی پوشیده نیست. رخداد جریانات سیلابی و آنی از ویژگی‌های اساسی این نواحی محسوب می‌شود. این در حالی است که میزان متوسط بارش و تبخیر کشور به‌ترتیب یک‌سوم و ۳ برابر متوسط جهانی است. از نظر پراکنش مکانی، ۷۰ درصد بارش‌ها بر ۲۵ درصد اراضی و ۳۰ درصد آن بر ۷۵ درصد اراضی می‌بارد. از نظر پراکنش زمانی نیز ۷۵ درصد بارش‌ها در فصول غیرزراعی و ۲۵ درصد بارش‌ها در فصول زراعی نازل می‌شود. با این وجود، به‌گفته بسیاری از کارشناسان، صرفه‌جویی در مصرف آب از مسیر فناوری می‌گذرد. به‌عبارت دیگر، باید بکارگیری فناوری، پایه اصلی برنامه‌ریزی‌های منابع آب باشد. برهمین‌مبنا، مدیران سازمان‌ها و نهادهای مربوطه باید از بکارگیری فناوری‌ها استقبال کنند و از توان دانش‌بنیان‌ها بهره کافی بگیرند. برای مثال، بسیاری از شرکت‌های دانش‌بنیان توانایی مناسبی در طراحی و ساخت دستگاه‌های شیرین‌سازی آب دارند.