تطوير تقنية لإزالة المضادات الحيوية من مياه الزراعة
طور باحثون تقنية جديدة، تعتمد على الفحم الحيوي (biochar)، تتيح استخدام مخلفات النبات أو نفايات الطعام، لإزالة المضادات الحيوية من مياه الصرف الصحي.
والفحم الحيوي أحد أنواع الفحم ويتم إنتاجه من الأغصان وبقايا الخشب بما في ذلك القش والعشب والسعف وغيرها من المواد، وذلك من خلال التحلل الحراري.
يأتي ذلك في إطار مساعي الباحثين لاستكشاف مصادر مياه بديلة يمكن أن تلبي بشكل مستدام احتياجات الري الحالية والمستقبلية للمحاصيل.
وتشكل المياه المستخدمة لري المحاصيل نحو 70٪ من استخدام المياه العذبة العالمية، لكن العديد من المناطق في جميع أنحاء العالم تعاني من نقص المياه، ويصعب ذلك على المزارعين الحصول على مياه تكفي لزراعة المحاصيل، لذا يستكشف الباحثون مصادر مياه بديلة يمكن أن تلبي بشكل مستدام احتياجات الري الحالية والمستقبلية.
ويمكن استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة لري المحاصيل، لكن هناك العديد من التحديات للتغلب عليها. فمثلا يمكن أن تحتوي مياه الصرف الصحي البلدية على مضادات حيوية.
واستخدم الباحثون الفحم الحيوي (biochar)، وهو مادة شبيهة بالفحم، يتم إنشاؤها عن طريق تسخين المواد العضوية في درجات حرارة عالية في غياب الأكسجين.
وأزال هذا النوع من الفحم أكثر من 97٪ من المضادات الحيوية الثلاثة التي قاسها الباحثون من مياه الصرف الصحي البلدية من خلال عملية تسمى "الامتزاز".
الأهم من ذلك، استخدم مايكل شميدت مؤلف الدراسة وزملاؤه المواد النباتية التي كانت متوفرة محليًا مثل قشور الفستق وأوراق النخيل، لإنتاج الفحم الحيوي.
وقال شميدت الباحث في مختبر الملوحة الأمريكي: "يمكن لهذه المضادات الحيوية أن تعزز البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في النظم الزراعية المروية بمياه الصرف الصحي".
وأضاف: "لقد أظهرنا أن المنتجات الثانوية الزراعية المحلية يمكن أن تساعد في إزالة المضادات الحيوية من مجاري مياه الصرف الصحي المعالجة".
وأردف: "يمثل هذا استراتيجية يحتمل أن تكون فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة لإزالة مجموعة من الملوثات من مياه الصرف الصحي".
ولفت إلى أنه "يمكن لكل شجرة نخيل أن تنتج ما يصل إلى 40 رطلاً من السعف المجفف كل عام. لذا، بدت هذه وكأنها مصدرا محتملا جيدا للفحم الحيوي".
من جهة أخرى، أظهر الباحثون أن كيفية إنتاج الفحم الحيوي، بدلاً من المصدر الذي أنتج منه، أحدث فرقًا كبيرًا في قدرته على إزالة المضادات الحيوية من مياه الصرف الصحي.
وصنع شميدت وزملاؤه الفحم الحيوي عن طريق تسخين مواد المصنع إلى 400 و600 و800 درجة مئوية، ثم اختبروا مدى كفاءة درجات الحرارة المختلفة للفحم الحيوي في إزالة 3 مضادات حيوية مختلفة من مياه الصرف.
وكانت المضادات الحيوية التي تم التركيز عليها في هذه الدراسة هي سلفاميثوكسازول، سلفابيريدين وتريميثوبريم. وتم اختيارها بعد العثور عليها في مياه الصرف الصحي المعالجة التي تم جمعها محليًا.
ووجد الباحثون أن الفحم الحيوي المصنوع عند 800 درجة مئوية يزيل المضادات الحيوية بكفاءة أكبر من مياه الصرف الصحي.
وأكد شميدت أن ذلك قد يساعد في تبسيط الجهود المستقبلية لتحسين الممتزات biochar لإزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي.
