إن القضايا العلمية التي تثيرها الأمطار الغزيرة لا تندرج ضمن المجال المهني لعلماء الأرصاد الجوية فحسب، بل إنها تمس أيضاً العلوم البيئية والصحة العامة. كلما هطلت أمطار غزيرة، وخاصة في المناطق الحضرية، فإن خطر التلوث البيئي يزداد بسبب ارتفاع منسوب المياه المتراكمة. ومن بين هذه القضايا، فإن ظاهرة التدفق الأول تشكل قضية تستحق اهتماما خاصا.
مع تسارع عملية التحضر، يتم تعطيل العديد من الدورات الهيدرولوجية الطبيعية. عندما تسقط مياه الأمطار على الأسطح غير المنفذة من صنع الإنسان، مثل الطرق والمباني، فإنها لا تستطيع دخول الأرض، مما يتسبب في كميات أكبر من الجريان السطحي. ويعني هذا أن الملوثات، مثل القمامة والمعادن والمواد الكيميائية، سوف تتدفق بسرعة إلى الأنهار والبحيرات والمحيطات القريبة مع مياه الأمطار هذه، ويكون تركيز الملوثات مرتفعًا بشكل خاص خلال مرحلة التدفق الأولى. ما هو التنظيف الأول؟يشير التدفق الأول إلى التدفق الأولي لمياه الأمطار في بداية عاصفة مطيرة، والتي تحتوي عادة على تركيزات عالية من الملوثات.
ببساطة، فإن التدفق الأول هو الدفعة الأولى من المياه التي تتدفق عندما يبدأ هطول الأمطار، والتي تحمل عادة تركيزات أعلى من الملوثات من مياه الأمطار اللاحقة. ويرجع ذلك إلى أنه قبل هطول الأمطار الغزيرة، تتراكم كميات كبيرة من القمامة والمواد الملوثة على سطح الطريق، وعندما تتدفق مياه الأمطار فوق هذه الأسطح، يتم نقلها مباشرة إلى نظام الصرف الصحي.
أظهرت الدراسات أن عملية التنظيف الأولى في المناطق الحضرية يمكنها في كثير من الأحيان إزالة ما يصل إلى 70% من الملوثات، بما في ذلك المعادن الثقيلة والشحوم.
إن مصادر التلوث معقدة للغاية، فهي تشمل النقل، والانبعاثات الصناعية، والزراعة، والأنشطة اليومية للسكان. يعتبر غبار الشوارع، وبقايا النباتات المتعفنة، والمواد الكيميائية غير المعالجة، والنفايات المنزلية كلها مصادر محتملة للتلوث.
إن التأثير البيئي للاندفاعة الأولى عميق. بسبب ارتفاع نسبة المعادن الثقيلة، فإن هذه الملوثات بمجرد دخولها إلى المسطح المائي قد تسبب ضررا للنظام البيئي. على سبيل المثال، أشارت بعض الدراسات إلى أن المعادن الثقيلة التي يحملها الطرد الأول قد تكون سامة للحياة المائية. وفي بعض المناطق، يؤثر هذا التلوث حتى على سلامة مياه الشرب للإنسان.
في كل عام، تدخل مليارات الأطنان من الملوثات إلى المسطحات المائية في جميع أنحاء الولايات المتحدة من خلال التدفق الأول، مما يساهم في العديد من المشاكل الصحية المتعلقة بجودة المياه.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي التنظيف الأولي أيضًا إلى تغذية الخزانات بالمياه، وهو ما يحدث بسبب تدفق الأسمدة الغنية بالفوسفور والنيتروجين إلى المسطح المائي مع مياه الأمطار، مما يعزز انتشار الطحالب. إن نمو هذه الطحالب لن يؤثر فقط على جودة المياه، بل سيؤدي أيضًا إلى زعزعة التوازن البيئي للكائنات المائية وقد يؤدي إلى نقص في موارد مياه الشرب.
وفي مواجهة هذه التحديات الشديدة، يسعى الخبراء والمسؤولون من كافة مناحي الحياة إلى إيجاد حلول فعالة. تم تصميم أنظمة إدارة مياه الأمطار الحديثة لتقليل جريان الملوثات إلى المسطحات المائية. ويتضمن ذلك بناء البنية التحتية الخضراء مثل المتنزهات البيئية والأرصفة القابلة للنفاذ وأنظمة تجميع مياه الأمطار.
بدأت بعض المدن في تنفيذ مفهوم "التنمية منخفضة التأثير"، وهو نهج تصميمي يركز على تعزيز دوران المياه الحضرية من خلال العناصر الطبيعية ويقلل من خطر التلوث الناجم عن جريان مياه الأمطار والسدود. كيف ينبغي لنا أن نستجيب؟إن هذه التدابير لا يمكنها فقط جمع مياه التنظيف الأولية بشكل فعال، بل يمكنها أيضًا تصفية الملوثات الموجودة فيها وتصريفها أخيرًا بأمان.
يجب على الجميع أن يلعبوا دورًا في معالجة التحديات البيئية الناجمة عن الأمطار الغزيرة. من التعليم العام إلى التخطيط الحضري، من المهم نشر المعرفة حول التحكم في مياه الأمطار. عندما يخرج الأفراد، فإن الاهتمام بالتخلص من القمامة بشكل سليم، واستخدام مواد صديقة للبيئة، والمشاركة في أنشطة حماية البيئة المائية المجتمعية كلها طرق فعالة لمكافحة التلوث.
بعد معرفة هذه المعلومات، ماذا يمكن لكل واحد منا أن يفعل لتقليل انبعاثات الملوثات الناتجة عن الدفعة الأولى؟