يطور الباحثون طريقة لجمع المياه النظيفة من الضباب

في بلدان مثل المغرب وعمان، ليس من غير المألوف أن يقوم الأشخاص الذين يعيشون في مناطق ضبابية بتعليق الشباك لالتقاط قطرات الماء، وينطبق الشيء نفسه على بيرو وبوليفيا وتشيلي، ثم تتساقط هذه القطرات عبر الشبكة، ويتم جمعها لتوفير المياه للشرب والطبخ والغسيل.

يمكن حصاد ما يصل إلى عدة مئات من اللترات من الماء يوميًا باستخدام شبكة ضباب لا تزيد عن بضعة أمتار مربعة في المنطقة، بالنسبة للمناطق ذات الأمطار القليلة أو مياه الينابيع، ولكن حيث يكون الضباب أمرًا شائعًا ، يمكن أن يكون هذا نعمة.

ومع ذلك، فإن أحد العوائق الحاسمة في هذه الطريقة هو تلوث الغلاف الجوي، حيث تنتهي المواد الخطرة أيضًا في قطرات الماء.

في العديد من المدن الرئيسية في العالم، يكون الهواء ملوثًا لدرجة أن أي مياه يتم حصادها من الضباب ليست نظيفة بما يكفي لاستخدامها دون معالجة سواء للشرب أو للطهي.

طور باحثون في ETH Zurich طريقة لجمع المياه من الضباب وتنقيتها في نفس الوقت، يستخدم هذا شبكة شبكية قريبة من الأسلاك المعدنية مغلفة بمزيج من البوليمرات المختارة خصيصًا وثاني أكسيد التيتانيوم.

تضمن البوليمرات أن قطرات الماء تتجمع بكفاءة على الشبكة ثم تتساقط في أسرع وقت ممكن في وعاء قبل أن تنفجر بفعل الرياح.

يعمل ثاني أكسيد التيتانيوم كمحفز كيميائي، حيث يقوم بتفكيك جزيئات العديد من الملوثات العضوية الموجودة في القطرات لجعلها غير ضارة.

تم نشر عملهم في مجلة Nature Sustainability .

تشرح ريتويك جوش: “لا يقتصر نظامنا على حصاد الضباب فحسب، بل يعالج أيضًا المياه التي يتم حصادها، مما يعني أنه يمكن استخدامها في المناطق ذات التلوث الجوي، مثل المراكز الحضرية المكتظة بالسكان”.

أجرت جوش، وهي عالمة في معهد ماكس بلانك لأبحاث البوليمرات في ماينز، هذا المشروع أثناء إقامتها ضيفًا ممتدًا في ETH زيورخ، خلال هذا الوقت، كانت عضوًا في المجموعة التي يقودها توماس شوتزيوس، الذي تولى منذ ذلك الحين منصب أستاذ في جامعة كاليفورنيا، بيركلي.

ذاكرة التحفيز الضوئي

بمجرد التثبيت، تحتاج التكنولوجيا إلى القليل من الصيانة أو لا تحتاج إلى أي صيانة، علاوة على ذلك، ليست هناك حاجة إلى طاقة باستثناء جرعة صغيرة ولكن منتظمة من الأشعة فوق البنفسجية لتجديد المحفز، يكفي نصف ساعة من ضوء الشمس لإعادة تنشيط أكسيد التيتانيوم لمدة 24 ساعة أخرى، وذلك بفضل خاصية تُعرف باسم الذاكرة الضوئية التحفيزية.

بعد إعادة التنشيط بالأشعة فوق البنفسجية، يظل المحفز نشطًا أيضًا لفترة طويلة في الظلام، مع ندرة فترات ضوء الشمس غالبًا في المناطق المعرضة للضباب ، فهذه ميزة مفيدة جدًا.

تم اختبار مجمع الضباب الجديد في المختبر وفي مصنع تجريبي صغير في زيورخ.

تمكن الباحثون من جمع 8٪ من الماء في الضباب المصطنع، وتحطيم 94٪ من المركبات العضوية التي أضيفت إليه، ومن بين الملوثات المضافة كانت قطرات الديزل شديدة النعومة والمادة الكيميائية بيسفينول أ، وهي عامل نشط هرمونيًا.

الاستخدام المحتمل في أبراج التبريد

بالإضافة إلى تجميع مياه الشرب من الضباب، يمكن أيضًا استخدام هذه التقنية لاستعادة المياه المستخدمة في أبراج التبريد، يقول شوتزيوس: “في أبراج التبريد، يتسرب البخار إلى الغلاف الجوي، “سيكون من المنطقي التقاط بعض المياه قبل هروبها والتأكد من أنها نقية في حالة رغبتك في إعادتها إلى البيئة”.

ركزت الأبحاث السابقة التي أجراها Ghosh على استعادة المياه من أبراج التبريد، إنه يرغب الآن في تطوير هذه التكنولوجيا واستكشاف التطبيقات القابلة للتسويق، يكمن أمله في الاستفادة بشكل أكبر من الضباب والبخار كمصدر غير مستغل حتى الآن للمياه وبالتالي لعب دور في التخفيف من ندرة هذا المورد الحيوي.