تتبنى دولة الإمارات العربية المتحدة نهجًا علميًا قائمًا على الابتكار لاستحداث حلول قابلة للتطبيق لمواجهة تحديات شح الموارد المائية ونقص إمداداتها، إذ تُعدّ هذه القضية إحدى التداعيات الناجمة عن ظاهرة التغير المناخي التي يشهدها العالم حاليًا.

وقد حققت دولة الإمارات تقدمًا في معالجة قضية نقص الموارد المائية عبر الاعتماد على تقنيات الاستمطار، التي بدأت عملياتها في الدولة عام 1990، ثم طورتها بالتعاون مع عدد من المنظمات العالمية.

وحرصًا على الحفاظ على التوازن البيئي، استخدم برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار في السنوات الأخيرة، خلال عمليات تلقيح السحب مادة مبتكرة تتكون من كلوريد الصوديوم وطلاء طفيف من ثاني أكسيد التيتانيوم تُسمى (NaCl-TiO2)، وتُعرف هذه المادة اختصارًا  باسم (CSNT).

وتُعدّ الإمارات هي الدولة الوحيدة في العالم، التي تستخدم هذه المادة في عمليات تلقيح السحب، بعد أن أنجز البرنامج جميع الدراسات المتعلقة بتأثير هذه المواد في البيئة بنجاح في عام 2017.

وتُصنع مادة CNST من مكونات طبيعية وآمنة بيئيًا وصحًيا، إذ تتكون بشكل أساسي من ملح الطعام، أو كلوريد الصوديوم (بنسبة تبلغ 90%)، وكمية ضئيلة من ثاني أكسيد التيتانيوم (بنسبة لا تتجاوز 10%).

ويعمل ثاني أكسيد التيتانيوم كطبقة خارجية رقيقة أو طلاء لمادة CNST، كما يمكن أن تصبح هذه المادة أكثر تفاعلًا في السحب الممطرة من خلال تغيير سطحها الخارجي، ما يجعلها أكثر فعالية في نطاقات الرطوبة النسبية المنخفضة، علمًا بأن جميع المكونات التي تحتوي عليها مادة CNST مصنفة كمواد آمنة وغير خطرة على البيئة بموجب لوائح السلامة في الولايات المتحدة وغيرها من الدول، إذ لا تضع إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية حدودا للتعرض لملح الطعام، كما أن كمية ثاني أكسيد التيتانيوم المستخدمة في مادة CNST أقل بكثير من اشتراطات السلامة التي حددتها إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية.

استخدام تقنية النانو في تطوير مواد تلقيح السحب:

قادت البروفيسورة ليندا زو، أستاذة البنية التحتية المدنية والهندسة البيئية في جامعة خليفة، والعالمة الحاصلة على منحة برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار في دورته الأولى عام 2015، مشروعًا بحثيًا رائدًا لاستخدام تكنولوجيا النانو في تطوير مواد تلقيح السحب، حيث افترضت أن الكثير من مواد تلقيح السحب الحالية، والمستخدمة منذ عقود عديدة تعمل بتقنيات قديمة وأقل فعالية.

وأظهرت نتائج أبحاث البروفيسورة ليندا أنه في الظروف الجوية، التي تصل نسبة الرطوبة فيها إلى 100%، ساهمت مادة CNST في زيادة تركيز قطرات الماء الكبيرة بنسبة 300%، وهو الحجم المثالي لهطول الأمطار مقارنة بمواد التلقيح التقليدية.

وحصل هذا المشروع على براءة اختراع في مختلف أنحاء العالم، بما يشمل: مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة، باعتباره تطبيقًا مبتكرًا لاستخدام تكنولوجيا النانو في تصنيع المواد الاسترطابية لتلقيح السحب.

وبفضل التقدم الكبير في تكنولوجيا وعلوم النانو، أصبح بإمكان المجتمع العلمي الآن تصميم وهندسة مواد تلقيح استرطابية، تتمتع بخصائص مثالية، مما يزيد من قدرة تكثيف بخار الماء على تحفيز هطول الأمطار بفعالية كبرى.

وأثبتت الدراسات أن استخدام كمية قليلة من مادة CNST أثناء عمليات تعديل الطقس، لا يؤثر في السحب المطرية بسبب الكميات الكبيرة من مياه الأمطار التي تنتج عن هذه العملية، فالعواصف النموذجية في شبه الجزيرة العربية، على سبيل المثال، تنتج ما متوسطه مليون متر مكعب من مياه الأمطار.

وتتراوح كمية مادة CNST التي تستخدم في عمليات الاستمطار غالبًا بين 200 و1000 جرام، وينتج عنها تركيزات أقل من حد التعرض الآمن بمئات المرات، وبفعل قلة تركيزها تصبح غير ضارة على الإطلاق، بما يضمن سلامة عمليات الاستمطار التي تستخدم هذه المادة ويجعلها صديقة للبيئة.

وبالاستفادة من خصائص هذه المركبات في سحب الرطوبة، يمكن أن يساعد التلقيح الاسترطابي في زيادة فعالية هطول الأمطار في المناطق التي تعاني من الجفاف أو انخفاض هطول الأمطار،مما يوفر موردًا حيويًا للزراعة ورفد إمدادات المياه وتعزيز النظام البيئي دون الإضرار بالبيئة أو الصحة العامة.

وتمثل هذه التقنية إنجازًا علميًا كبيرًا للإمارات، حيث تضعها في طليعة الدول التي تسعى لتطوير حلول مبتكرة لمواجهة تحديات المناخ والماء.

نسخ الرابط تم نسخ الرابط