تواجه إدارة الموارد المائية العالمية تحديات متزايدة الخطورة. لقد أدى تدهور جودة المياه، وخاصة نقص الأكسجين، إلى وضع العديد من المسطحات المائية في وضع كابوسي. سواء كانت بحيرات طبيعية أو برك اصطناعية، انخفض محتوى الأكسجين في العديد من المسطحات المائية بشكل حاد، مما أدى إلى انهيار النظم البيئية، مما يهدد بشكل خاص بقاء الحياة المائية.
إن جودة المياه تؤثر بشكل مباشر على صحة الكائنات المائية، وأحد أهم العوامل الأساسية هو تركيز الأكسجين المذاب (DO).
عندما ينخفض تركيز الأكسجين المذاب في الماء إلى ما دون القيمة الحرجة، تتشكل بيئة خالية من الأكسجين أو اللاهوائية، مما يتسبب في عدم قدرة النظام البيئي لجسم الماء على دعم بقاء الكائنات الحية.
تحتاج العديد من الأسماك المائية والكائنات الحية الأخرى إلى كمية كافية من الأكسجين للبقاء على قيد الحياة؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن نشاط البكتيريا الهوائية ضروري لتحلل المواد العضوية. إذا كان تركيز الأكسجين منخفضًا جدًا، فقد يكون بقاء الكائنات المائية في خطر.
غالبًا ما يحدث نقص الأكسجين في الماء بسبب مجموعة متنوعة من العوامل البشرية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر تصريف مياه الصرف الصحي، والجريان الزراعي، والصيد الجائر الذي يؤدي إلى اضطراب المياه.
مع نمو الأنشطة البشرية، عانت العديد من المسطحات المائية من التلوث، مما أدى إلى انخفاض مستويات الأكسجين وبالتالي موت المسطحات المائية.
يمكن تقسيم طرق التهوية تقريبًا إلى نوعين: التهوية السطحية والتهوية الجوفية. تتمتع هذه الطرق بخصائصها وتقنياتها الخاصة وهي مناسبة لبيئات واحتياجات مختلفة.
يتم التهوية الطبيعية عن طريق النباتات المائية، التي تطلق الأكسجين أثناء عملية التمثيل الضوئي، مما يحافظ على مستويات الأكسجين في الماء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للرياح تحريك سطح الماء بشكل فعال وتعزيز دخول الأكسجين إلى الماء.
هذه المعدات فعالة للغاية ويتم استخدامها غالبًا للتهوية البيولوجية، وخاصة في معالجة مياه الصرف الصحي. تتمتع هذه الطرز بمدى طاقة يصل إلى 250 كيلو وات وهي مشهورة بتأثيراتها الممتازة في خلط المياه.
تستخدم النوافير نفثات المياه لحقن الأكسجين في الهواء، ولكن على الرغم من جمالها إلا أنها لا تستطيع تغطية مساحات كبيرة من الماء. في كثير من الأحيان يكون استخدام النوافير محدودًا لأسباب تتعلق بالسلامة.
تعمل هذه الأجهزة على سطح الماء ولا توفر تأثير الخلط على مساحة واسعة كما تفعل أجهزة التهوية ذات السرعة البطيئة. وهي تؤثر في المقام الأول على الطبقات العليا من عمود الماء.
تعمل التهوية تحت السطح على رفع مستوى الأكسجين في الماء عن طريق إطلاق الفقاعات في قاع الماء، والتي تلامس الماء أثناء ارتفاعها، مما يسهل نقل الأكسجين. إن التقنيات المختلفة مثل التهوية النفاثة والتهوية الفقاعية الخشنة والدقيقة تجعل هذه العملية ممكنة.
في بعض عمليات تجديد المياه واسعة النطاق، مثل نهر التيمز في لندن، يتم استخدام غرف أكسجين خاصة للتعامل مع مشكلة انخفاض الأكسجين الناجمة عن فيضان أنابيب الصرف الصحي أثناء هطول الأمطار الغزيرة. لا تساعد هذه الغرف على تجديد الأكسجين فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين جودة مياه النهر بشكل فعال.
خاتمةأصبح نقص الأكسجين في المسطحات المائية أحد التحديات الرئيسية لإدارة موارد المياه العالمية. ومن خلال الإدارة الفعالة لجودة المياه، وتقنيات التهوية، والحد من التلوث، قد يكون من الممكن استعادة هذه النظم البيئية المتضررة. ولكن كيف يمكننا أن نستجيب بشكل مشترك لهذا التحدي الذي يشكل القضية الأكثر أهمية في الوقت الحاضر؟