Skip to main content
header

إبعاد النيّترات بيولوجيًّا عن مياه الشّرب

خلفيّة

النّيترات (NO3) هي أحد أكثر الموادّ ذوبانًا في الماء، ومن أكثر المواد التي تلوّث المياه الجوفيّة شيوعًا. أكثر المصادر شيوعًا للتّلويث البيئي بواسطة النّيترات هي الأسمدة الزّراعيّة، والنّفايات الصّناعيّة والمدنيّة، وأماكن جمع النّفايات، ومواقع تربية الحيوانات وأجهزة معالجة مياه الصّرف الصّحي.

وجود مستوى عالٍ من النّيترات من شأنه أن يشوّش مستوى الأكسجين في الدّم، خاصّة لدى الأطفال، وأن يؤدّي إلى مختلف المشاكل الصحّيّة. لهذا السّبب هنالك قيود يتم وضعها على تركيز النّيترات الأقصى.

في إسرائيل، إنّ تركيز النّيترات الأعلى المسموح في مياه الشّرب هو 70 ميليغرام للّيتر الواحد.

يتمّ سدّ آبار المياه المبوّثة بالنّيترات أو معالجتها بإحدى الوسائل التّكنولوجيّة الموجودة للتّخلصّ من النّيترات في مياه الشّرب، مثل التّبادل الأيونيّ أو التّناضح (osmosis) العكسي.

 هذه التّقنيّات تعاني بعض المشاكل بسبب تكوّن المحاليل الملحيّة، التي تحتوي على نسب عالية من النيترات بمقدار أعلى من النسب الموجودة في مصدر التّلوّث والتي تجب معالجتها أيضاً.

هدف البحث

البحث عن حلّ لا يؤذي البيئة، ورخيص وسهل للإدارة والصيانة يستغلّ النّيترات بطريقة طبيعيّة، دون توليد منتجات ثانويّة مُلوِّثة.

طريقة البحث

استخدمت في البحث مبانٍ بلاستيكيّة صغيرة - حاملات، هي بمثابة بيئة لنموّ البكتيريا.


 
طُوّرت هذه التّكنولوجيا (Moving Bed Biofilm Reactor - MBBR) لمعالجة مياه الصّرف الصّحي بطريقة بيولوجيّة. للحاملات الموجودة اليوم مبنى حيّزي مفتوح، يسمح بعبور الكتل، وهي ذات مساحة سطح كبيرة.

 

تختلط الحاملات في النّظام، في ظروف نقص بالأكسجين (أنوكسي)، مع مياه البئر المُلوَّثة بالنّيترات، وبوجود مختلف البكتيريا غيريّة التغذية (heterotrophes - التي تستخدم المركّبات العضويّة كمصدر للكربون).


 
في نهاية هذه العمليّة، التي تدعى نزع النّيترات (denitrification)، يتحلّل النّيترات إلى غاز النّيتروجين (N2) الذي ينطلق إلى الهواء كغاز حرّ. عند خروجها من نظام المعالجة البيولوجيّة، تمرّ المياه بعمليّات استكماليّة (مثل التّصفية والتّعقيم)، هدفها جعلها مياه آمنة للشّرب بالمستوى المطلوب.

خلال جزء من عمليّة البحث، تمّ بناء نظام نجريبي في إطار مركز المبادرات، والاستثمارات والتّعاون التّابع لشركة "ميكوروت" - WaTecj في بئر تحتوي على مستوى من النيترات يفوق المستوى الآمن. كان هدف التّجربة إثبات القدر على تطبيق التّكنولوجيا، وبالإضافة، تحديد العوامل الصّحيحة لتخطيط نظام ذي قدرو تجاريّة يفي كلّ المتطلّبات الرّقابيّة.

النتائج

إستيفاء متطلّبات مستويات النّيترات

يعرض الرّسم البياني نتائج الفحص المتواصل لتركيز النّيترات، والتي أجريت في مدخل نظام المعالجة البيولوجيّة وفي مخرجها.

تشير المربّعات البنفسجيّة في الرّسم إلى ترميز النّيترات في مياه الآبار وفي مدخل جهاز تحلية المياه البيولوجي، وتشير المربّعات الحمراء إلى تركيز النّيترات في مخرج النّظام. يشير الخطّ الأحمر إلى الحدّ الذي تضعه الرّقابة في البلاد على تركيز النّيترات في مياه الشّرب، وهو 70 ميليغرام للّيتر الواحد اليوم.

النّقاش والاستنتاجات

يعطينا النّظام تراكيز نيترات منخفضة كثيرًا مقارنة بالحدّ الأعلى المسموح.

إنّ عمليّة نزع النّيتروجين، بواسطة الاختزال البيولوجي للنّيترات للحصول على النّيتروجين الغازي، تعطينا حلًّا يعوّض على النّواقص الموجودة في الحلول التّكنولوجيّة الأخرى لإبعاد النّيترات عن مياه الشّرب.

تطبيق البحث

الأفضليّة الكبرى للنظام المُقترح هي أنّ النّيترات لا يتجمّع ويُنقل إلى مكان آخر، إنّما يتفكّك ويتحوّل إلى غاز النّيتروجين الذي يُطلق إلى الهواء، حيث هو موجود بوفرة.

حتّى شهر نيسان 2010، أتمّت الشّركة المرحلة التّجريبيّة، وهي في صدد إعداد نظام أمثل لحلّ مشكلة النّيترات في مياه الآبار - وهي مشكلة تؤدّي إلى سدّ الكثير من الآبار حول العالم بشكل عام، وفي البلاد بشكل خاص.

إنّ استخدام التّكنولوجيا المُبتكرة هذه قد يؤدّي إلى إعادة عشرات آلاف أكواب المياه النّظيفة إلى سوق المياه.
Date Created: 28/10/13
Date Updated: 28/10/13