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

مقالات ذات صلة

  • إطلاق معهد عبد اللطيف جميل لمكافحة الأمراض المزمنة والأوبئة والأزمات الطارئة (J-IDEA) - رؤى جريئة لمواجهة انتشار الأمراض المعدية

    إطلاق معهد عبد اللطيف جميل لمكافحة الأمراض المزمنة والأوبئة والأزمات الطارئة (J-IDEA) - رؤى جريئة لمواجهة انتشار الأمراض المعدية

    يناقش فادي جميل الحاجة الملحة لمعالجة ظهور الأمراض المعدية للوقاية من الأزمات الصحية العالمية. ...
    اقرأ المزيد
  • عيادة عبد اللطيف جميل لتقنيات التعليم الآلي في مجال الرعاية الصحية (J-Clinic): عام من التقدم

    عيادة عبد اللطيف جميل لتقنيات التعليم الآلي في مجال الرعاية الصحية (J-Clinic): عام من التقدم

    بمناسبة مرور عام على تدشينها – تحدث السيد/ أنانثا تشاندراكاسان، عميد كُلّية الهندسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ورئيس عيادة عبد اللطيف جميل لتقنيات التعلم الآلي في مجال الرعاية الصحية (J-Clinic) حول التقدم الذي تحقق في ...
    اقرأ المزيد
  • دور معمل معمل عبد اللطيف جميل للماء والغذاء في مكافحة تلوث الأغذية

    دور معمل معمل عبد اللطيف جميل للماء والغذاء في مكافحة تلوث الأغذية

    توصّل تيم سواغر أستاذ الكيمياء في كُلّية جون دي ماك آرثر بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وزملائه في العمل إلى طريقة جديدة ومبتكرة يمكن استخدامها كتقنية استشعار للتأكد من سلامة الغذاء، تجمع ما بين السرعة وسهولة الاستخدام ...
    اقرأ المزيد
  • الذكاء الاصطناعي في مجال الرعاية الصحية: ثورة هادئة على وشك الانطلاق

    الذكاء الاصطناعي في مجال الرعاية الصحية: ثورة هادئة على وشك الانطلاق

    مرحبًا بكم في مقالتي الثانية التي أسلط فيها الضوء على واحدة من أكبر التحديات التي تواجهنا جميعًا، وتشغلني على المستوى الشخصي. ...
    اقرأ المزيد
  • نهضة فنية تعيد تعريف وجودنا العالمي

    نهضة فنية تعيد تعريف وجودنا العالمي

    يعيش الفنانون أو عشاق الفن في الشرق الأوسط في الوقت الراهن أزهى أوقاتهم على وقع الزخم الثقافي في المنطقة التي باتت تنفتح بصورة متزايدة على الفنون الحديثة لتصبح محط أنظار العالم أكثر من أي وقت مضى. ...
    اقرأ المزيد
  • ابتكار نموذج تخطيط جديد لمشاريع المياه الكبيرة

    ابتكار نموذج تخطيط جديد لمشاريع المياه الكبيرة

    يتناول بحث معمل عبد اللطيف جميل للماء والغذاء ( J-WAFS ) الكيفية التي يمكن من خلالها لمخططي المدن الاستعداد بشكل أفضل لمواجهة القضايا المتعلقة بتغير المناخ. ...
    اقرأ المزيد
  • تطوير نموذج تخطيط جديد لمشاريع المياه الكبيرة

    تطوير نموذج تخطيط جديد لمشاريع المياه الكبيرة

    قام بإعداده أندي ستون، مختبر عبد اللطيف جميل للأمن المائي والغذائي العالمي (J-WAFS) ...
    اقرأ المزيد
  • الحرب على الهدر والمبيدات التي يدوم أثرها: معمل عبد اللطيف جميل للأمن المائي والغذائي العالمي “J-WAFS” يُطلق مبادرة لمعالجة المشكلات الغذائية والزراعية المُلحّة

    الحرب على الهدر والمبيدات التي يدوم أثرها: معمل عبد اللطيف جميل للأمن المائي والغذائي العالمي “J-WAFS” يُطلق مبادرة لمعالجة المشكلات الغذائية والزراعية المُلحّة

    الغلاف الذي يقلل هدر الأغذية عن طريق زيادة عمر تخزين المحصول، والرذاذ الذي يقلل التلوث الناجم عن المبيدات الحشرية، اثنين من بين أحدث الابتكارات للفوز بتقدير من معمل عبد اللطيف جميل للأمن الغذائي والمائي العالمي (J-WAFS)، ف ...
    اقرأ المزيد
  • الماء والغذاء حقٌ للجميع

    الماء والغذاء حقٌ للجميع

    تعمل نخبة من الباحثين وروّاد الأعمال في معمل عبد اللطيف جميل للأمن المائي والغذائي العالمي (J-WAFS) التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). على معالجة أكبر مشكلات الجنس البشري. من المتوقّع أن يتزايد سكان العالم بأكثر من 2 ...
    اقرأ المزيد
  • أطفال في الفصل الدراسي: تحسين التعليم للأطفال في البلدان النامية

    أطفال في الفصل الدراسي: تحسين التعليم للأطفال في البلدان النامية

    نشر مختبر جميل لمكافحة الفقر (J-PAL)، الكائن في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، تقرير سياسة جديد يحدد أنواعًا من طائفة واسعة من البرامج التي تميل إلى أن تكون أكثر الطرق فعاليةً لزيادة عدد الأطفال المسجلين في المدراس والأطفال ...
    اقرأ المزيد