نجح فريق بحثي من المجلس الوطني للأبحاث العلمية والتقنية (CONICET) وجامعة بوينس آيرس (UBA) في تطوير فلتر مياه كهرباء-حراري مجاني قادر على خفض تركيز الزرنيخ في المياه إلى مستويات آمنة، دون الحاجة لاستخدام أي طاقة كهربائية أو مواد كيميائية إضافية.
تأتي هذه التقنية لتلبية احتياجات الأسر والمجتمعات الصغيرة التي تعتمد على آبار مياه قد تحتوي على مستويات مرتفعة من الزرنيخ، وهو عنصر معروف بخطورته على صحة الإنسان، حيث يزيد التعرض طويل الأمد للزرنيخ من خطر الإصابة بالسرطان وأمراض القلب والرئة والجلد.
الأداء المذهل في المختبر
خلال التجارب المخبرية، أثبتت الخرطوشة فعاليتها في معالجة أكثر من 2,113 جالونًا من المياه الملوثة، خافضة مستويات الزرنيخ من 100 جزء في البليون إلى أقل من 10 أجزاء في البليون، وهو الحد المسموح به وفقًا لمعايير حماية البيئة الأمريكية (EPA).
يعمل الفلتر بمعدل تدفق يبلغ حوالي 0.13 جالون في الدقيقة، ما يمكن من ملء زجاجة سعة لتر واحد في حوالي دقيقتين، وهو معدل مناسب للاستخدام المنزلي دون إحساس البطء الذي قد يدفع المستخدمين للتخلي عن الفلترة.
مكونات الخرطوشة والابتكار العلمي
يستند الفلتر إلى خرطوشة قياسية على منضدة المطبخ، لكن التعديلات البسيطة على المواد الأساسية جعلتها قادرة على التقاط الزرنيخ بفعالية:
– قاعدة كربون منشط: تحسن طعم المياه وتعمل على احتجاز بعض المواد الكيميائية والمبيدات.
– طلاء أملاح معدنية: يخلق مواقع على سطح الكربون تجذب الزرنيخ الذائب، ما يحسن عملية الامتزاز.
– مادة رابطة آمنة للأغذية: بوليمر صالح للأكل يثبت الحبيبات ويمنع تسرب غبار الكربون إلى المياه المفلترة، ما يجعل الخرطوشة آمنة للاستخدام المنزلي.
تتيح هذه التعديلات إنتاج الخرطوشة دون الحاجة للحرارة أو معدات مكلفة، مما يزيد من جدوى تطبيقها على نطاق واسع وبأسعار منخفضة.
إمكانية الاستفادة الإضافية
أظهرت التجارب الأولية أن الخرطوشة تمتلك قدرة عالية على إزالة المضادات الحيوية مثل التتراسايكلين من المياه.
إلا أن فاعليتها ضد البكتيريا، الفيروسات، الفطريات وبعض المبيدات الأخرى مثل باراكوات وأترازين لم تُختبر بعد بشكل كامل، وبالتالي لا يمكن تأكيدها إلا بعد التجارب الميدانية.
إعادة الاستخدام وإجراءات السلامة
يمكن إعادة تنشيط الخرطوشة عبر عملية إزالة الامتزاز، التي تزيل المواد الملوثة وتعيد الخرطوشة للعمل، مما يقلل التكلفة على المدى الطويل.
مع ذلك، يجب التعامل بحذر مع السوائل الناتجة عن إزالة الامتزاز، لأنها تحتوي على تركيزات مرتفعة من الزرنيخ يجب التخلص منها بطريقة آمنة.
التكلفة وإمكانية الانتشار التجاري
تشير التقديرات إلى أن تكلفة إنتاج الخرطوشة الجديدة مشابهة للفلترات المتميزة المتوفرة في السوق الأرجنتيني، وبما أن المواد الأساسية متاحة تجاريًا، يمكن تصنيعها بأسعار منخفضة نسبيًا.
ويظل التحدي القادم في اختبار الفلتر في الظروف الواقعية، ووضع مؤشرات دقيقة لاستبدال الخرطوشة، وتطوير إجراءات آمنة لإعادة التفعيل، إضافة إلى شراكات مع الشركات لضمان وصول المنتج للمجتمعات التي تحتاج إلى مياه آمنة.
إذا نجحت هذه التجارب الميدانية، فإن هذه التقنية منخفضة التكلفة وخالية من الكهرباء يمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا في توفير مياه آمنة للملايين حول العالم.
