زجاجة مياه تتحول إلى محطة تنقية متنقلة.. ابتكار لمواجهة أزمات الجفاف والفيضانات

طور فريق بحثي دولي جهازًا محمولًا لتنقية المياه حاصلًا على براءة اختراع، يمكن تثبيته على زجاجات المياه البلاستيكية التقليدية لتوفير مياه شرب أكثر أمانًا، في خطوة قد تسهم في مواجهة تحديات نقص المياه والتلوث المتزايدين نتيجة تغير المناخ، خاصة في المناطق الريفية ومناطق الكوارث.

ويأتي الابتكار في وقت تتزايد فيه الضغوط على موارد المياه عالميًا، مع ارتفاع وتيرة موجات الجفاف والفيضانات وتلوث المياه الجوفية وتضرر البنية التحتية لشبكات المياه.

وتشير تقديرات الأمم المتحدة إلى أن تغير المناخ يزيد من حدة ندرة المياه ومخاطر الكوارث المرتبطة بها، فيما تؤكد بيانات منظمة الأمم المتحدة للطفولة (اليونيسف) ومنظمة الصحة العالمية أن نحو 2.1 مليار شخص كانوا لا يزالون يفتقرون إلى خدمات مياه شرب مُدارة بأمان حتى عام 2024.

ابتكار انطلق من أزمة محلية إلى حل عالمي

طُور الجهاز بواسطة فريق دولي يضم باحثين من المعهد السريلانكي لتقنية النانو (SLINTEC)، وجامعة نيوكاسل في سنغافورة، وجامعة موناش ماليزيا، وحصل على براءة اختراع في سريلانكا نهاية عام 2025.

وجاء تطوير التقنية استجابة لمشكلة تلوث المياه الجوفية بالمعادن الثقيلة في بعض المناطق الريفية في سريلانكا، والتي ارتبطت بانتشار مرض الكلى المزمن مجهول السبب، قبل أن يتضح أن التقنية يمكن أن تخدم ملايين الأشخاص حول العالم الذين يواجهون تحديات مماثلة بسبب تغير المناخ أو الكوارث الطبيعية.

ويؤكد الباحثون أن الجهاز لا يقتصر على معالجة المياه الملوثة بالمعادن الثقيلة، بل صُمم أيضًا لإزالة البكتيريا والفيروسات والملوثات الكيميائية والأوساخ، ما يجعله مناسبًا للاستخدام اليومي وكذلك في حالات الطوارئ والإغاثة الإنسانية.

يعمل دون كهرباء ويثبت على أي زجاجة مياه

يعتمد الجهاز على تصميم بسيط يشبه غطاء الزجاجة، حيث يُثبت مباشرة على زجاجات المياه البلاستيكية الشائعة (PET)، ثم تُملأ الزجاجة بالمياه المراد تنقيتها، ويُضغط عليها يدويًا لتمرير المياه عبر نظام الترشيح دون الحاجة إلى الكهرباء أو مضخات أو بنية تحتية معقدة.

ويتكون النظام من مرحلتين رئيسيتين للترشيح:
– طبقة أولى من ألياف نانوية متعددة الطبقات، صُممت لإزالة البكتيريا والفيروسات والمعادن الثقيلة، مع التحكم في حجم المسام والشحنة السطحية لضمان احتجاز الملوثات بكفاءة عالية.
– طبقة ثانية من الكربون المنشط المعدل بجسيمات نانوية معدنية أو أكاسيدها، تعمل على إزالة المركبات العضوية وتحسين الأداء المضاد للميكروبات.

إزالة شبه كاملة للبكتيريا والمعادن الثقيلة

أظهرت الاختبارات التي أجراها الباحثون أن الجهاز قادر على إزالة 99.999% من البكتيريا، بما في ذلك الإشريكية القولونية (E. coli) والمكورات العنقودية الذهبية (Staphylococcus aureus)، تحت ظروف التشغيل الديناميكية.

كما نجح في إزالة مجموعة واسعة من المعادن الثقيلة، مثل الحديد والكادميوم والرصاص والكروم والزرنيخ، حيث سجلت إحدى التجارب إزالة تقارب 99% من الكادميوم ونحو 69% من الزرنيخ من عينات المياه الجوفية.

ويتميز الجهاز كذلك بوزنه الخفيف الذي يقل عن 10 جرامات، مع معدل ترشيح يبلغ نحو 100 ملليلتر في الدقيقة، وقدرة تشغيلية تصل إلى حوالي 1300 لتر من المياه في النموذج الأولي.

مناسب للكوارث والمناطق الريفية

يرى الباحثون أن هذه التقنية تمثل حلًا عمليًا للمناطق التي تعاني من انقطاع خدمات المياه أو تلوثها، مثل المناطق المتضررة من الفيضانات والجفاف، وكذلك المدارس والمجتمعات الريفية ومخيمات اللاجئين وفرق الإغاثة الإنسانية والعاملين في الميدان.

كما أن تصميمه الذي يعتمد على زجاجات المياه المتوافرة يقلل من تكلفة التصنيع والنقل، ويُسهل توزيعه ضمن حقائب الطوارئ والإمدادات الإنسانية.

نحو الإنتاج التجاري

يسعى الفريق البحثي حاليًا إلى التعاون مع شركات تكنولوجيا المياه والمستثمرين والمنظمات الإنسانية والجهات الصناعية لتحويل النموذج الأولي إلى منتج تجاري واسع الانتشار.

ويؤكد الباحثون أن الحصول على براءة الاختراع يمثل خطوة مهمة نحو جذب التمويل والشراكات الصناعية، مع استمرار العمل على تحسين عمليات التصنيع، واختبار أداء الجهاز في مصادر مياه مختلفة، واستيفاء المتطلبات التنظيمية اللازمة قبل طرحه في الأسواق.

ويختتم الفريق بالتأكيد على أن توفير مياه شرب آمنة لم يعد مجرد قضية صحية، بل أصبح أحد أهم عناصر التكيف مع تغير المناخ، وتعزيز قدرة المجتمعات على مواجهة الكوارث، وضمان الأمن المائي في المستقبل.