Science4All.Arabic

الثلاثاء، أبريل 03، 2018

النفايات العضوية.. من نقمة إلى نعمة

لطالما اعتُبِرت النفايات العضوية مواد عديمة الفائدة ومصدرا لتلوث البيئة وشرا يصعب التخلص منه. لكن هذه النظرة القاتمة تجاهها بدأت تتغير نحو الاتجاه الإيجابي خلال السنوات الأخيرة، بعد نجاح تحويلها إلى مصدر نظيف للطاقة وإنتاج السماد لتخصيب التربة، مع توقعات بأن تشكل في المستقبل مصدرا بديلا للمواد الأولية الطبيعية في العديد من القطاعات الاقتصادية.

في ظل ما تشهده أسعار المواد الأولية والطاقة من ارتفاع مع استنزاف للثروات الطبيعية، اتجهت الأنظار منذ سنوات إلى تثمين النفايات بصفة عامة وخاصة العضوية منها، واعتبارها منجما سيكون من الإسراف عدم استغلاله في المستقبل.

وتنتج النفايات العضوية عن العديد من المصادر، كالصناعات الغذائية والزراعة والقمامة المنزلية، وتتميز باحتوائها على مواد قابلة للتخمر في الهواء أو في غياب الهواء، مما يجعلها مصدرا ملوثا للبيئة ومصدرا لغاز الميثان المسبب للاحتباس الحراري.

وتتضح الصورة حول مدى الخطر الذي تمثله هذه النفايات من خلال الكميات المهولة التي ينتجها البشر سنويا. ففي دول الاتحاد الأوروبي تبلغ كميات النفايات العضوية أكثر من 43 مليون طن سنويا، بينما تبلغ هذه الكميات في الولايات المتحدة 34 مليون طن، عدا الكميات المنتجة في دول أسيا وأفريقيا والتي يرجح أن تكون أكبر من مثيلتها الأوروبية. وعادة ما يكون مصير هذه النفايات هو الإهمال أو الحرق، وهو ما يشكل عبئا إضافيا على البيئة بسبب الغازات التي تصدر منها خلال عملية الحرق أو التحلل.

وفي إطار سعيها لحل مشكلة هذه النفايات والحد من أضرارها قدر الإمكان وتثمين مكوناتها، عمدت العديد من الدول إلى تشييد محطات لإنتاج الغاز الحيوي من هذه النفايات باستخدام تقنية الهضم اللاهوائي أو الهضم من دون أكسجين، وهو عملية تحلل حيوي بطريقة طبيعية للمواد العضوية في غياب الأكسجين ينتج عنها أسمدة عضوية تستخدم في تخصيب التربة، وغاز مركب يتكون أساسا من الميثان بنسبة تقارب الثلثين ومن غاز ثاني أوكسيد الكربون (حوالي الثلث)، إضافة إلى شوائب أخرى.

وتختلف تلك النسب بحسب مصدر النفايات إن كانت منزلية أو زراعية أو صناعية. وينتج الغاز الحيوي نصف كمية الطاقة التي ينتجها الغاز الطبيعي الذي تفوق فيه نسبة غاز الميثان (أو البروبين) 96%.

لكن الغاز الحيوي يبقى ذا أهمية بالغة ليس فقط كمصدر لتشغيل مولدات الطاقة الكهربائية ووقود للسيارات ومصدر لإنتاج الهيدروجين، بل كذلك في التخلص من غاز الميثان الناتج عن تحلل المواد العضوية والمعروف كأحد غازات الانحباس الحراري، وقدرته على تسخين الجو أشد 25 مرة من تأثير غاز ثاني أكسيد الكربون.

غير أن كميات النفايات العضوية المستخدمة في إنتاج الطاقة ما زالت ضئيلة نسبيا. وبحسب وكالة حماية البيئة الأميركية فإن عمليات التحويل لا تشمل حاليا سوى 3% من هذه النفايات. ويمكن أن ينتج تحويل 50% من هذه النفايات من مدافن النفايات إلى آلات الهضم اللاهوائية في المستقبل، غازا حيويا يولد طاقة كافية لخدمة أكثر من 2.5 مليون منزل سنويا.

بالنسبة للباحثين، تبدو النفايات العضوية منجما مهما ليس فقط لإنتاج الغاز الحيوي والسماد العضوي بل كذلك لاستخراج وتصنيع مواد مختلفة تشكل مواد أولية لمسار صناعي، فيما يطلق عليه اسم الاقتصاد الدائري.

وقد كتبت مجلة "ساينس" منذ سنوات أنه للحد من ضرر النفايات العضوية يجب التفكير في غلق حلقات التصنيع، بجعل النفايات المنتَجة في نهاية مسار إنتاجي معين هي نفسها المواد الأولية لمسار أو مسارات إنتاجية أخرى.

وفي هذا الإطار يعمل باحثون على إنتاج مركبات كيميائية من النفايات العضوية المنتجة من الصناعات الغذائية ومن الزراعة. وقام العلماء بإنتاج مادة الغليسرين من النفايات العضوية لعمليات إنتاج الديزل الحيوي وتحويل الزيوت النباتية. وهي مادة كيميائية مهمة تستخدم في الكثير من الصناعات، كصناعة مستحضرات التجميل وصناعة النسيج والورق والصناعات الغذائية.

وفي مجال الصناعات الكيميائية كذلك، تعمل بعض الشركات على تصنيع أنواع جديدة من البلاستيك الحيوي القابل للتحلل من نفايات عمليات التحويل الصناعي للطماطم والعنب وغير ذلك من المنتجات الزراعية.

أما في قطاع البناء والإنشاءات وهو أكثر القطاعات استهلاكا للمواد الأولية، فقد وجد باحثون أن بعض النفايات العضوية يمكن أن تكون بديلا نظيفا لمواد البناء المستخدمة حاليا، ولمجابهة نقص الموارد بسبب الاستنزاف السريع الذي تتعرض له مختلف الثروات الطبيعية كان لا بد من التفكير في مواد بديلة.

وطبقا لنتائج بحوث أجراها مكتب إنجليزي للاستشارات الهندسية، فإن قشور الموز والبطاطس والفول السوداني على سبيل المثال يمكن أن تكون مصدرا لمواد البناء المستدامة في المستقبل. وتبدو الفكرة من الوهلة الأولى مجرد فكرة طريفة وغير واقعية، لكن دراسة خصائص هذه المواد تثبت عكس ذلك. وقد تمكن الباحثون فعلا من تصنيع مواد بناء مستخلصة من هذه النفايات.

فبفضل قشور الفول السوداني تم تصنيع مواد تتميز بقدرة عالية على مقاومة للرطوبة ومكن استعمال الفطريات من صنع لبنات عضوية للبناء. وباستخدام قشور البطاطا بعد معالجتها وتجفيفها تمكن المهندسون من تصنيع مواد عازلة للصوت ومقاومة للحرارة.

وتمتلك هذه المواد الجديدة -بحسب الباحثين- مميزات مهمة من وجهة نظر بيئية، فهي تحد من النفايات وتأثيرها السلبي على البيئة من ناحية وتمثل بديلا جزئيا لمواد البناء التقليدية، مما يساهم في كبح جماح الاستنزاف الذي تتعرض له المواد الطبيعية.

عملياً لا يمكن تطبيق مبدأ الاقتصاد الدائري وغلق حلقة التصنيع غلقا محكما بالاعتماد على تدوير النفايات إلى ما لا نهاية، وسيكون من الصعب جدا من الناحية التقنية القضاء نهائيا عليها. لكن ذلك لا ينتقص من أهمية جهود تثمين هذه النفايات للحد من مخاطرها على البيئة من جهة والاستفادة منها من جهة ثانية باعتبارها مصدرا بديلا للعديد من المواد، يمكن أن يخفف من الاعتماد على الثروات الطبيعية المستنزفة.

________________

بقلم: الصغير محمد الغربي*

* إعلامي تونسي متخصص في الشؤون العلمية

المصدر : الجزيرة

الاثنين، أبريل 02، 2018

ديدان النيماتودا Nematode في المجال الزراعي .. بين الضار والمفيد

يرتبط اسم ديدان النيماتودا Nematode لدي أغلب العاملين بالزراعة بأنها آفة موجودة في التربة تضر بالنبات وتضعف المحصول، لكن النيماتودا ليست دائماً ضارة!!

يطلق اسم النيماتودا علمياً على الديدان الأسطوانية Nemathelminthes) roundworms)، وهي كائنات يزيد عدد أنواعها عن 25 ألف نوع، والتي تتواجد في مختلف البيئات بدءاً من مياه البحار والمحيطات المالحة ومياه الأنهار العذبة وحتى التربة سواء في المناطق القطبية أو الصحراوية أو الزراعية. وبالرغم من صعوبة التفريق بين أنواعها إلا أن النيماتودا التي تتواجد في التربة الزراعية تنقسم إلى مجموعتين كبيرتين هما النيماتودا المفيدة للتربة الزراعية beneficial و النيماتودا الضارة والتي تعتبر من أخطر الآفات التي تصيب العديد من المحاصيل.

وبالنسبة للنيماتودا المفيدة فمنها مثلاً أنواع النيماتودا المفترسة والتي تتغذي على كائنات مضرة بالنبات مثل الديدان القاطعة cutworms ويرقات ديدان الذرة corn earworm moths، وبالتالي فالنيماتودا هنا تعتبر صديقة للفلاح ووسيلة من وسائل المقاومة الحيوية للآفات، كما رصدت العديد من الدراسات العلمية أيضاً دوراً هاماً ومفيداً لبعض أنواع النيماتودا يمثل في زيادة تيسر العناصر المغذية للنبات ومعدنة المادة العضوية لتصبح العناصر الموجودة بها في صورة ميسرة للنبات.

أما المجموعة الثانية من نيماتودا التربة الزراعية الضارة -والتي تعتبر آفة خطيرة - فهي النيماتودا التي تهاجم جذور النباتات مثل النيماتودا الثاقبة للجذور root-knot nematode والتي تعتبر كذلك -بالإضافة لأثرها المباشر على جذور النباتات - وسيلة لإنتشار ونقل الفيروسات المرضية بين النباتات المختلفة.

ويستخدم المزارعون العديد من المبيدات الكيميائية للقضاء على النيماتودا الضارة في التربة، إلا أن هذه المبيدات لا تفرق بين أنواع النيماتودا الضارة والنيماتودا المفيدة فتقتل كليهما وتسبب تلوثاً كبيراً للتربة يستمر أثره لفترة طويلة. ولهذا يسعى العلماء لإيجاد وسائل مكافحة عضوية وبيولوجية للقضاء على النيماتودا الضارة مع عدم الأضرار بأنواع النيماتودا المفيدة. وحيث وجد العلماء أن زراعة بعض أصناف نبات زهرة الأستر marigolds لأكثر من موسم يمكن أن يخلص التربة من النيماتودا الضارة، كما وجد العلماء أن مستخلص فطر الجلوكلاديم marigolds يمكن استخدامه كوسيلة مكافحة عضوية تقضي على النيماتودا التي تصيب جذور فول الصويا والذرة وبنجر السكر والبطاطس والطماطم، دون الإضرار بالأنواع المفيدة من النيماتودا المفترسة للآفات.

هل تم اكتشاف أول صورة للحياة خارج كوكب الأرض؟!

يعرف كوكب الزهرة في أوساط الفلكيين بتوأم الأرض الشرير، حيث يماثل الأرض تقريباً في الحجم لكن الظروف القاسية على سطحه تجعله أقرب للجحيم، حيث يؤدي تواجد غاز ثاني أكسيد الكبريت بكثافة في طبقات غلافه الجوي العليا لتكوين سحب وأمطار من حامض الكبريتيك المركز والتي تسقط على سطحه الذي تبلغ حرارته 462 درجة مئوية. لكن وبرغم كل هذه الظروف، فإن مجموعة من علماء الفلك نشروا مؤخراً في دورية Astrobiology الشهيرة بحثاً يقول بأن لديهم أدلة على أن أنواعاً بدائية من البكتريا تستطيع العيش والتأقلم في الطبقات العليا من سحب كوكب الزهرة الحامضية، ويقول العلماء أنهم رصدوا باستخدام التليسكوبات المتقدمة بقعاً داكنة اللون داخل غلاف كوكب الزهرة المائل للون صدأ الحديد، وهذه البقع الداكنة تظهر نفس السلوك الفيزيائي تجاه الضوء لتجمعات البكتريا التي تعيش في أوساط حامضية على كوكب الأرض.

فساد شركات الصناعات الدوائية .. رشاوي بالملايين

نشر موقع Australian National Review العلمي الموثوق تقريراً يشير إلى أن كبرى شركات الصناعات الدوائية دفعت في السر الملايين (حوالي 309 مليون دولار) من أجل تسوية وأخفاء مزاعم جنائية تشير إلى ارتباط قوي بين أدوية الاكتئاب (Selective Serotonin Reuptake Inhibitors (SSRIs وبين الميول العدائية التي تظهر بعد تناولها مباشرة لدي الكثير من المريض، مما يقودهم لارتكاب جرائم القتل. وقد ذكر الموقع خمس حالات مختلفة لأشخاص ارتكبوا جرائم قتل جماعية بمجرد تناولهم لأدوية الاكتئاب، رغم كونهم لم يلاحظ عليهم أي ميول عدوانية قبل تناول هذه الأدوية.

مستحضر طبي (مرهم) لعلاج قرح وجروح مرضى السكري

أوضحت دراسة نشرت في دورية الجمعية الأمريكية للكيمياء ACS أن الهيدروجيل (مستحضر غروي مائي) المحتوي على تتابع الأحماض الأمينية -- K2(SL)6K2 -- والذي اخترعته جامعة رايس البحثية الأمريكية كعلاج يساهم في سرعة ألتئام الجروح، ثبت أيضاً بالتجارب الأكلينيكة أن له أثر قوي وفعال في التئام القرح والجروح بالنسبة لمرضى السكر، والذين يعانون من صعوبة شفاء هذه القرح والتي قد يصل بها الحال لتسبب في الغرغرينا وبتر الأطراف المصابة بها.

توليد الكهرباء من أمواج البحر بتكلفة اقتصادية

تمكن باحثون من جامعة مدريد للتكنولوجيا بأسبانيا من تطوير طريقة وجهاز -يحمل اسم GESMEY - من أجل توليد الكهرباء من أمواج البحر على أعماق كبيرة، مما يقلل من تكلفة التشغيل والتركيب والصيانة ويجعل سعر الكهرباء المولدة من هذه الوحدة أقل بنسبة 30% من سعر الكهرباء المولدة من وحدات وتصاميم سابقة. يذكر أن 80% من طاقة الأمواج تقع على عمق أكثر من 40 متر من سطح البحر، وكانت النماذج السابقة لتوليد الكهرباء من الأمواج تستلزم تثبيت المولد على قواعد خرسانية ثابتة على قاع البحر، لكن المولدة الجديدة لا تحتاج للتثبيت كونها مزودة بهلب anchors ومجموعة من الكابلات التي تثبت المولد قرب القاع وتساهم في نقل الكهرباء كذلك.

فيتامين (د) Vitamin D وعلاقته بمرض السرطان

أثبتت دراسة علمية يابانية أجريت على 33736 حالة، أن المستويات المرتفعة لفيتامين (D) في الدم تقلل من خطر الإصابة بسرطان الكبد بنسبة 50% ، ويقلل من خطر الإصابة بالأنواع الأخرى من السرطان بنسبة 20% ماعدا سرطان البروتستات والرئة حيث لم يجد العلماء علاقة بينهما وبين فيتامين D. يذكر أن أكثر من نصف البالغين حول العالم يعانون من نقص فيتامين D بسبب نقص التعرض لأشعة الشمس في الأوقات المناسبة، ولذا تنصح الدراسة بضرورة تناول المكملات الصيدلانية لفيتامين D.

من عجائب الطبيعة: ظاهرة خجل الأشجار Crown shyness

توجد ظاهرة تسمى بظاهرة خجل تاج الأشجار Crown shyness، حيث يلاحظ أن بعض أنواع الأشجار عندما تتزاحم داخل الغابة تقوم قممها النامية بالتشكل بحيث تترك بينها وبين قمم الأشجار المجاورة مسافات تتخذ شكل شبكة قنوات وممرات. وتحدث هذه الظاهرة بين أشجار من نفس النوع النباتي -غالباً- لكنها تحدث أحياناً أيضاً بين أنواع مختلفة من الأشجار. ولا يعرف العلماء على وجه الدقة سبب هذه الظاهرة لكن بعض علماء البيئة النباتية يفترضون أن النباتات تتخذ مثل هذا السلوك لتجنب انتقال الآفات مثل الحشرات الآكلة للأوراق فيما بينها.

تلوث الهواء Air pollution .. ذلك القاتل الخفي

تلوث الهواء .. ذلك القاتل الخفي الذي يسري إلى أجسادنا عبر الهواء الذي نتنفسه. فلقد أظهرت إحصائيات منظمة الصحة العالمية أن تلوث الهواء يقتل سنوياً 9 ملايين إنسان حول العالم، ويتسبب في خسائر اقتصادية تزيد من 4.6 تيليريون دولار نتيجة ما يلحق من ضرر بصحة الانسان وتكلفة الرعاية الصحية المقدمة لهؤلاء الضحايا.
كما أن تلوث الهواء يلعب دوراً كبيراً في تقليل كفاءة الجهاز المناعي للإنسان، وبالتالي قدرت منظمة الصحة العالمية أن تلوث الهواء عام 2015 يعد مسئولاً عن 19% من وفيات مرضى القلب حول العالم، و 24% من وفيات مرضى حساسية الشعب الهوائية، و 21% من وفيات مرضى الجلطات و23% من وفيات مرضى سرطان الرئة.
وقد أشارت الإحصائيات أن 90% من هذه الوفيات الناتجة عن تلوث الهواء تقع في الدول النامية والفقيرة، لكون تلوث الهواء بها أكبر، كما أن الرعاية الصحية للمرضى بها أقل.
نعم مدننا العربية ومدن العالم الثالث الأكثر تلوثاً إذا ما قارنتها بالمدن في العالم المتطور كنيويورك أو ستوكهولم أو سيدني الاسترالية!!
ولقد أطلقت الأمم المتحدة موقعاً تفاعلياً على الأنترنت يمكنك من معرفة درجة تلوث الهواء في أي مدينة في العالم بالنسبة لمقياس وحد الأمان الصادر عن منظمة الصحة العالمية.
وفي استطلاع سريع لحالة تلوث الهواء في بعض المدن العربية ومقارنتها ببعض المدن الغربية وجدنا التالي:
يتجاوز معدل تلوث الهواء في القاهرة الحد المسموح عالمياً (الآمن) بمقدار يزيد عن 7.6 ضعف مستوى التلوث المقبول!!
بينما يتجاوز معدل تلوث الهواء في بيروت الحد المسموح عالمياً (الآمن) بمقدار يزيد عن 3.2 ضعف مستوى التلوث المقبول، وفي أبوظبي 5.6 وفي تونس العاصمة 3.8 ضعف الحد الآمن المسموح!!
أما في سيدني الاسترالية فتلوث الهواء يقل بنسبة 20% عن الحد الآمن المسموح (داخل الحدود الآمنة)، وكذلك الحال في نيويورك التي يقل تلوث الهواء فيها عن الحد الآمن بنسبة 10%.

يمكنك الدخول للموقع التالي، لمراجعة البيانات أو البحث عن مستوى تلوث الهواء في مدينتك.
http://breathelife2030.org

ابتكار أسمدة أعلى كفاءة باستخدام الجرافين كمادة حاملة.

تمكن باحثون من جامعة أديليد في ولاية جنوب استراليا من تطوير أسمدة أكثر كفاءة وأقل ضرراً على البيئة مع كونها كذلك أقل في كلفتها الاقتصادية بالنسبة للمزارع، وذلك عن طريق استخدام الجرافين graphene كمادة حاملة للعناصر الغذائية المكونة للسماد (مثل النيتروجين والفسفور والعناصر المغذية الصغرى كالزنك والنحاس) مما يرفع من كفاءة امتصاص النباتات للسماد ويقلل من فقدها بالغسيل في التربة ووصولها للمياه الجوفية والمجاري المائية.

الأغذية الغنية بالألياف تساعد على التحكم في مرض السكري

أثبتت دراسة طبية أجريت في جامعة شنغهاي الصينية -ونشرت نتائجها في دورية العلوم Science المرموقة - أن الاعتياد على تناول أغذية غنية بالألياف high-fiber diet يساعد في التحكم بمستويات السكر في الدم وتخفيض الكوليسترول لمرضى السكري من النوع الثاني، حيث تنشط الأغذية الغنية بالألياف عمل نوع من بكتريا الأمعاء النافعة التي تكسر الكربوهيدرات وتنتج الأحماض دهنية قصيرة السلسلة short-chain fatty acid (SCFA) المهمة للصحة العامة للإنسان. وقد أثبتت التجربة انخفاض معدل السكر التراكمي لثلاثة شهور وانخفاض الدون وفقد بعض الوزن الزائد لدي مجموعة المرضى الخاضعين للتجربة ممن تمت تغذيتهم بأغذية غنية بالألياف مقارنة بالمجموعات الأخرى في التجربة.

الاكتئاب يدمر الدماغ بذات النسق الذي يحدثه مرض الزهايمر

أظهرت دراسة بريطانية طبية حديثة أن الأشخاص الذين يصابون بمرض #الاكتئاب depression لمدة طويلة تظهر على أدمغتهم نفس التشوهات التشريحية في المخ التي يعاني منها مرضى الخرف (#الزهايمر Alzheimer’s disease). وقالت الدراسة - التي نشرت في دورية علمية مرموقة - أن ترك مرضى الاكتئاب بدون علاج لسنوات طويلة يحدث التهابات inflammation في الخلايا العصبية للمخ تؤدي إلى تدميره في النهاية كما أظهرت دراسة بالأشعة المقطعية لأشخاص عانوا من الاكتئاب لمدة تزيد عن عشر سنوات. يذكر أن 3.3% من البالغين في بريطانيا يعانون من الاكتئاب الحاد ونسبة قليلة منهم فقط من يلجئون للعلاج وطلب المساعدة.