جهاز شمسي يعقم مياه الشرب في أقل من ساعة

يعيش كثير من الناس في الدول المتقدمة دون قلق بشأن نقاء مياه الشرب، حيث توفر البلديات أنظمة فلترة متقدمة وتقنيات التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية.

أما في مناطق كثيرة في الجنوب العالمي، مثل أجزاء من إفريقيا وأمريكا الجنوبية، فإن هذه التقنيات نادرة، لكن هناك ميزة كبيرة متاحة لهم: ضوء الشمس.

طور Eric Ryberg وزملاؤه في University of Connecticut College of Agriculture, Health and Natural Resources (CAHNR) وجامعة Yale University جهازًا شمسيًا جديدًا لتعقيم المياه يجمع بين عدة طرق قائمة على الطاقة الشمسية، ونشرت نتائجهم في مجلة npj Clean Water .

طرق التعقيم المتعددة

– الغلي التقليدي: الأكثر شيوعًا لكنه يستهلك طاقة كبيرة.
– الترشيح الفيزيائي: استخدام الفلاتر أو الأواني الخزفية لإزالة الكائنات الضارة.
– البسترة الشمسية: تسخين المياه بواسطة ضوء الشمس لتقليل النشاط الميكروبي، أقل استهلاكًا للطاقة من الغلي.

– التعقيم الشمسي المباشر: تعريض المياه للشمس لمدة 6 ساعات يقتل 99.9% من البكتيريا، لكنه أقل فاعلية ضد الفيروسات ويعتمد على الطقس.

استخدام المنشط الضوئي

يستعمل الجهاز مركبات تُعرف بالمنشطات الضوئية، مثل الصبغة Erythrosine، التي تمتص الطاقة الشمسية وتحوّلها إلى أكسجين نشط يقتل البكتيريا والفيروسات.

ميزة إضافية لهذه الطريقة أنها توفر مؤشرًا بصريًا، إذ يتغير لون المياه عند انتهاء عملية التعقيم، لتصبح جاهزة للشرب بأمان.

في ظروف ضوء الشمس القصوى (1,100 وات لكل متر مربع)، توقّع الباحثون أن تعقيم المياه يستغرق أقل من ساعة، فيما تتطلب الدفعات التالية 28 دقيقة فقط.

اختبارات ميدانية في Sololá أكدت هذه النتائج، ونماذج أخرى أظهرت قدرة النظام على توفير 50 لترًا للشخص يوميًا معظم أيام السنة وفق توصية الأمم المتحدة.

إمكانية التوسع والتطوير الطبيعي

يمكن تكبير النظام لخدمة المجتمع بأكمله أو تشغيله على نطاق منزلي فردي.
كما يعمل الفريق على استبدال الصبغات الصناعية بمركبات طبيعية مثل الكلوروفيل أو Hypericin، لتقليل المخاطر السمية وتحقيق حلول مستدامة أكثر.