ما هي المياه المالحة وكيفية معالجتها؟

يعد الحصول على مياه الشرب المستقرة أحد التحديات المهمة التي تواجهها العديد من المناطق حول العالم اليوم. فوفقًا لتقرير صادر عن منظمة الصحة العالمية ومنظمة الأمم المتحدة للطفولة (اليونيسيف) في عام 2025، لا يزال ربع سكان العالم يفتقرون إلى إمكانية الحصول على مياه شرب مستقرة ومنظمة، وستزداد هذه المشكلة حدة مع استمرار الانخفاض في عدد السكان.

ما هي المياه قليلة الملوحة؟

المياه معتدلة الملوحة هي نوع من المسطحات المائية الإضافية ذات ملوحة أعلى من المياه العذبة ولكنها أقل من مياه البحر؛ وتشير الملوحة هنا تحديداً إلى تركيز الأملاح الذائبة في الماء، ومن خصائصها الرئيسية أن الملوحة تكون بين المياه العذبة ومياه البحر.

على سبيل المثال، وفقًا لمعايير وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، يجب أن يكون محتوى المواد الصلبة الذائبة في مياه الشرب أقل من 500 جزء في المليون، في حين أن محتوى المواد الصلبة الذائبة في المياه قليلة الملوحة يتراوح بين 3000 و10000 جزء في المليون! إن الطريقة الأكثر بديهية لفهم المياه قليلة الملوحة هي تخيل تقاطع الأنهار والمحيطات - المسطحات المائية التي تتشكل أثناء الانتقال من المياه العذبة إلى مياه البحر هي أمثلة على المياه قليلة الملوحة. تسمى هذه المناطق مصبات الأنهار وهي موائل للكائنات الحية التي تتحمل الملوحة مثل أشجار المانغروف والمحار!

نوع الماء	نطاق تركيز الملح (جزء في المليون)	الميزات
المياه العذبة	<1000	يمكن شربه بعد غليه
مياه معتدلة الملوحة	1000-15000	يجب معالجتها قبل الشرب
مياه البحر	30000-40000	طعم مالح ومرّ قوي، يتطلب علاجاً خاصاً
مياه الشرب	<500	يمكن شربه مباشرة

أين توجد مياه براكش؟

إن نطاق انتشار المياه قليلة الملوحة واسع جداً، ويمكن العثور على آثارها في مصبات الأنهار والجداول ومستودعات المياه الجوفية في البيئات الطبيعية. كما يمكن أن تعيش في المسطحات المائية التي أنشأتها منشآت اصطناعية؛ فمصبات الأنهار هي أكثر المصادر الطبيعية للمياه قليلة الملوحة، وقد انتشرت في مصبات الأنهار الكبرى حول العالم، مثل التقاء نهر التايمز وبحر الشمال في لندن، والتقاء نهر هدسون وخليج نيويورك في نيويورك، والتقاء نهر الأمازون والمحيط الأطلسي في البرازيل، وكلها شكلت مناطق نموذجية للمياه المالحة في مصبات الأنهار.

ولأسباب جيولوجية وتاريخية، تحتوي بعض البحيرات أيضًا على مياه معتدلة الملوحة، وبحر قزوين، أكبر بحيرة في العالم، هو ممثل نموذجي لها. ويرتبط تكوينها بالبقايا البحرية القديمة بين القارة الأوراسية. وتنتشر بحيرات المياه المالحة المماثلة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، مع وجود خمس بحيرات مياه مالحة مرئية في الهند وحدها;

كما يمكن للأنشطة الاصطناعية أن تخلق مصادر للمياه قليلة الملوحة، مثل المستنقعات المغمورة اصطناعياً لتكاثر الروبيان، والبرك والجداول التي تشكلت من خلال بناء السدود لتنظيم تيارات الأنهار والبحر؛ كما تحتوي طبقات المياه الجوفية الأحفورية العميقة على مياه قليلة الملوحة. ويمكن أن يعزى السبب في أن هذه المياه الجوفية في حالة ملوحة طفيفة إلى المخلفات البحرية القديمة، أو تسرب المياه المالحة في المناطق الساحلية، أو الامتصاص المفرط للمعادن مثل الصوديوم والكلوريد أثناء تسرب المياه;

ما هي التقنيات التي يمكن استخدامها لمعالجة المياه قليلة الملوحة؟

تتطلب معالجة المياه قليلة الملوحة استخدام نظام معالجة المياه مع قدرات تحلية كاملة. ويتمثل جوهر قدرات تحلية المياه في إزالة الأملاح المعدنية الذائبة من المياه ونقلها إلى مياه عذبة يمكن تحليتها! تقنيات تحلية المياه السائدة المطبقة في إدارة المياه المالحة هي التناضح العكسي والتقطير. وعلى الرغم من أن هاتين التقنيتين يمكن استخدامهما أيضًا في تحلية مياه البحر، إلا أنه نظرًا لارتفاع ملوحة مياه البحر، فإن المعالجة أقل بكثير من معالجة المياه قليلة الملوحة;

1. تقنية التناضح العكسي

يعد التناضح العكسي حالياً أكثر تقنيات تحلية المياه المالحة شيوعاً في جميع أنحاء العالم. وتطبق هذه التقنية ضغطاً محدداً على المياه قليلة الملوحة، مما يجبرها على اختراق غشاء شبه نفاذية. وتمنع المسام الصغيرة الموجودة على الغشاء ذوبان الملح والملوثات الأخرى، مما يسمح بمرور جزيئات الماء فقط، وبالتالي تحقيق تحويل المياه المالحة إلى مياه عذبة;

2. تكنولوجيا التقطير

تحاكي عملية التقطير عملية التبخر والتكثيف في الطبيعة. وعن طريق التسخين، تتبخر المياه قليلة الملوحة لتكوين بخار. وبما أن الملح والمعادن لا يمكن أن تتبخر مع بخار الماء، يمكن نقل البخار المكثف إلى المياه العذبة؛ وهناك تقنيتان رئيسيتان للتقطير مناسبتان لتحلية المياه قليلة الملوحة: التبخير الومضي متعدد المراحل والتقطير الشمسي. الأولى مناسبة للمعالجة الصناعية على نطاق واسع، في حين أن الثانية أكثر ملاءمة للعمليات الصغيرة والمجتمعات الصغيرة.

في التبخير الوميضي متعدد المراحل، تتدفق المياه قليلة الملوحة عبر غرف متعددة، ويتم تسخينها وضغطها تحت ضغط مرتفع، ثم تدخل الغرف التالية حيث ينخفض الضغط تدريجياً. عندما ينخفض الضغط بشكل حاد، يغلي الماء بسرعة لإنتاج البخار الذي يمكن جمعه كمياه عذبة بعد التكثيف! تمتلك المملكة العربية السعودية واحداً من أكبر أنظمة التبخير الوميضي متعدد المراحل في العالم، حيث يبلغ إنتاج المياه العذبة يومياً حوالي 200 مليون جالون من المياه العذبة.

ما هي مزايا التقنيات المختلفة لمعالجة المياه قليلة الملوحة؟

تتميز المهارتان القياديتان السائدتان بمبادئ مختلفة ومزايا فريدة ومناسبة لسيناريوهات التطبيق المختلفة؛ تكمن الميزة الأساسية للتناضح العكسي في كفاءته العالية واستهلاكه المنخفض نسبيًا للطاقة ودرجة عالية من النمطية. يمكن استخدامه لبناء مصانع كبيرة الحجم أو تكوين معدات منزلية صغيرة، ومناسب بشكل خاص لسيناريوهات إمدادات المياه في المناطق الحضرية وسيناريوهات استخدام المياه الصناعية التي تتطلب سرعة معالجة عالية واستقرار جودة المياه;

تتجلى مزايا تقنية التقطير في بساطة تشغيلها، وانخفاض تكلفة الصيانة، وقدرتها الأقوى على التكيف مع نوعية المياه الخام، والقدرة على تحلية المياه المالحة بفعالية من خلال التبخير والتكثيف، حتى لو كانت تحتوي على العديد من الشوائب؛ ومن بين هذه المزايا أن التقطير الشمسي يعتمد كلياً على الطاقة النقية ولا يتطلب استهلاك الكهرباء أو الوقود الأحفوري. وهي مناسبة جدًا للمناطق النائية والجزر والمجتمعات الصغيرة التي تعاني من انقطاع التيار الكهربائي، وتؤدي دورًا مهمًا في حماية البيئة واستدامتها.

ما هي تطبيقات المياه المالحة؟

للمياه المالحة قيم استخدامات متباينة في حالتها الطبيعية وبعد التحكم فيها؛ فالمياه المالحة في حالتها الطبيعية، نظرًا لانخفاض تكلفتها وسهولة الوصول إليها، غالبًا ما تستخدم كوسيط تبريد في صناعة الطاقة الحرارية وصناعة النفط والغاز وصناعة التعدين.

إن أهم استخدام للمياه المالحة المحلاة هو استخدامها كمياه شرب للبشر والماشية، وهي أيضاً مفتاح حل مشكلة إمدادات المياه في المناطق القاحلة وشحيحة المياه. ومع تفاقم النقص العالمي المتفاقم في المياه العذبة، خاصة في المناطق النامية القاحلة، أصبحت إدارة المياه المالحة وسيلة مهمة لتخفيف الطلب على المياه!

هل يمكننا شرب المياه قليلة الملوحة مباشرة؟

لا يمكن شرب الماء المالح مباشرة، حيث أن تركيز الملح العالي فيه هو السبب الرئيسي. بعد شرب الماء المالح، تحتاج الكلى بعد شرب الماء المالح إلى زيادة الحمل لإنتاج المزيد من البول والتخلص من الملح الزائد. يمكن أن تسبب هذه العملية فقدان سريع للماء في الجسم، مما يؤدي في النهاية إلى أعراض الجفاف. وقد يتسبب الاستهلاك طويل الأمد أيضاً في حدوث ضرر دائم للأعضاء مثل الكلى.

ولكن بعد التحلية، يمكن للمياه قليلة الملوحة أن تفي بمعايير الشرب المستقرة! يمكن لكل من تقنيتي التناضح العكسي والتقطير إزالة الملح والملوثات من المياه بشكل فعال، ويمكن أن تلبي جودة المياه المعالجة معايير النظافة الصحية لمياه الشرب لمنظمة الصحة العالمية ومختلف البلدان، مثل “المعايير الصحية لمياه الشرب” الصينية (GB 5749-2022) أو معايير وكالة حماية البيئة الأمريكية، مما يجعلها مصدرًا آمنًا وموثوقًا لمياه الشرب!

الخاتمة

إن تحلية المياه المالحة وسيلة مهمة لمعالجة أزمة المياه العالمية من خلال تحويل موارد المياه عالية الملوحة إلى مياه صالحة للاستخدام من خلال تقنيات مثل التناضح العكسي والتقطير! وفي المستقبل، مع تحسين الخصائص المضادة للتلوث للمواد الغشائية واقترانها بالطاقة المتجددة، سيتم تخفيض تكلفة معالجة المياه قليلة الملوحة بشكل أكبر، مما يوفر حلولاً مستدامة للمناطق الشحيحة المياه.

إذا كان لديك المزيد من الأسئلة حول تكنولوجيا المعالجة أو توزيع الموارد أو غيرها من القضايا المتعلقة بموارد المياه المالحة المتعلقة بالمياه المالحة، فلا تتردد في المناقشة وتبادل الأفكار في أي وقت.