كيشور جوفيند نايار حامل درجة الدكتوراه يبحث في الديلزة الكهربائية الانتقائية الذكية (ISED) وأثرها المحتمل على الزراعة.

بتمويل من معمل عبد اللطيف جميل للأمن المائي والغذائي العالمي (J-WAFS) في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، قد يفتح بحث كيشور الباب لتوفيرات كبيرة في التكاليف والمياه المطلوبة لإنتاج المحاصيل في أشد أقاليم العالم جفافًا، لتفتح الباب بذلك للاستفادة من إمكاناتها الزراعية والمساعدة في حل مشكلة إنتاج الغذاء في المستقبل الضروري لتلبية احتياجات سكان العالم سريعة النمو.

أجرت فتح الأبواب Opening Doors حوارًا مع كيشور حول المشروع وأهدافه.

ما المشكلة الأساسية التي تسعون لحلها من خلال ذلك المشروع البحثي؟

نواجه أزمة أمن مائي وغذائي حادة في أنحاء العالم فيما بين 30 إلى 40 عاما القادمة.

فثمة أهمية متزايدة يومًا بعد يوم لتأمين الغذاء وزراعته بطرق أكثر كفاءة من حيث استهلاك المياه، ولهذا فإن الصوب الزراعية آخذة في الانتشار. وفي الوقت نفسه، فإن منسوب المياه الجوفية في أنحاء العالم في انخفاض وأصبحت المياه الجوفية أكثر ملوحة. بل إنه لم يعد بالإمكان زراعة المحاصيل في مناطق عدة من العالم بسبب ملوحة الماء. وتشير التقديرات أن الخسائر الناجمة عن الري بالماء المالح تقدر بقرابة 20 مليار دولار سنويًا.

على الصعيد العالمي، أصبحت تحلية المياه كتقنية للأمن الزراعي ذات أهمية متزايدة. وأصبحت الصوب الزراعية في جميع أنحاء العالم ضمن الجهات الرئيسية التي تتبنى تقنية تحلية المياه. لكن تكنولوجيا تحلية المياه الراهنة – أي التناضح العكسي – تُهدر الكثير من الماء: إذ أن 30% من مياه الآبار يُفقد بوصفه المياه الشديدة الملوحة الناتجة عن تحلية المياه. ومع أنه تتوفر تكنولوجيات بديلة للمياه مرتفعة الملوحة نسبيًا لكن بالنسبة للمياه شديد الملوحة (700 جزء في المليون) لا يزال التناضح العكسي التكنولوجيا الوحيدة قيد الاستخدام.

إن التناضح العكسي ليست فقط طريقة تفتقر للكفاءة في إدارة المياه والحفاظ عليها أو كثيفة الطاقة فحسب، بل إنها غاشمة أيضًا: ونعني بذلك أنها تنزع كل شيء من الماء، بما في ذلك المواد المغذية المفيدة للنباتات مثل الكالسيوم والمغنسيوم. ومن ثم فإنه يتعين على المزارعين استخدام الأسمدة لإضافة الكالسيوم والمغنسيوم مرة أخرى للمياه. إذن هم يدفعون لقاء إزالة جميع العناصر، ثم يدفعون لقاء إضافة المواد المغذية مرة أخرى. ولا شك أن هذه الطريقة تفتقر للكفاءة بشدة، وهنا يأتي دور تقنيتنا.

بعبارات بسيطة، هل يمكنكم شرح الحل الذي تعرضونه، وكيفية عمله؟

تزيل الديلزة الكهربائية الانتقائية الذكية (ISED) الأيونات التي لا ترغب بها النباتات من المياه انتقائيًا – فهي مثلاً تنزع الأيونات أحادية التكافؤ (أحادية الشحنة) مثل الصوديوم والكلوريد مع الإبقاء على المواد المغذية المفيدة مثل الكالسيوم والمغنسيوم.

ونحن ننطلق من تكنولوجيا موجودة بالفعل وهي التكنولوجيا المعتمدة على الأغشية التي استخدمت أساسًا لإنتاج الملح. فهذه التكنولوجيا بها أغشية تنتقي الأيونات أحادية التكافؤ، وبالتالي فإنها تسمح للأيونات أحادية التكافؤ مثل الصوديوم والكلوريد بالمرور، بينما لا تدع الأيونات متعددة التكافؤ تمر ومنها مثلاً الكالسيوم.

لذا فإنه يكون لدينا مجرى يحتوى على تركيز عالي جدًا من الأيونات أحادية التكافؤ ومجرى أخر به قدر مخفف جدًا من الأيونات أحادية التكافؤ ولك%D