تبدو تحلية مياه البحر أمرًا سهلاً، ولكن هناك طرق أرخص وأكثر استدامة لتلبية احتياجات الناس من المياه

تبحث المراكز الحضرية الساحلية حول العالم بشكل عاجل عن مصادر مياه جديدة ومستدامة حيث أصبحت إمداداتها المحلية أقل موثوقية.وفي الولايات المتحدة، تعتبر هذه القضية ملحة بشكل خاص في ولاية كاليفورنيا، التي تتعامل مع أزمة تسجيل الأرقام القياسية، والجفاف المتعدد العقود.

حاكم ولاية كاليفورنياصدر مؤخرا جافين نيوسوم خطة بقيمة 8 مليارات دولار لمواجهة تقلص إمدادات المياه.وإلى جانب الحفاظ على المياه وتخزينها وإعادة تدويرها، فإنها تشمل تحلية المزيد من مياه البحر.

تحلية المحيطات، والتي تحول المياه المالحة إلى مياه عذبة ونظيفة، تتمتع بجاذبية بديهية كاستراتيجية لإمدادات المياه للمدن الساحلية .إن الإمدادات الخام من المياه المالحة غير محدودة تقريبًا وموثوقة.

تعد تحلية المحيطات بالفعل مصدرًا رئيسيًا للمياه في إسرائيل والإمارات العربية المتحدة.مدن في الشرق الأوسط وأستراليا وأوروبا المتوسطية والولايات المتحدة.الجنوب الغربي وأستراليا الاعتماد عليه أيضا.هناك أكثر من 20 محطة لتحلية المحيطات تعمل في كاليفورنيا، بالإضافة إلى عدد قليل منها في فلوريدا. العديد من النباتات في جميع أنحاء الولايات المتحدة إزالة الملح من مصادر المياه قليلة الملوحة (المالحة) مثل المياه الجوفية الداخلية، وخاصة في ولاية تكساس.

ومع ذلك، تشير الأدلة الحالية إلى أنه حتى في المدن الساحلية، قد لا تكون تحلية مياه المحيطات هي الخيار الأفضل أو حتى من بين أفضل الخيارات لمعالجة نقص المياه.فيما يلي القضايا الرئيسية التي يجب على المجتمعات التي تقيم هذا الخيار أخذها في الاعتبار.

قتل الحياة المائية

هناك تقنيات قابلة للتطوير لإزالة الملح من الماء تحسنت بشكل مطرد على مدى العقود القليلة الماضية.وينطبق هذا بشكل خاص على معالجة المياه الجوفية قليلة الملوحة، وهي أقل ملوحة من مياه البحر.

لكن تحلية المياه لا يزال من الممكن أن يكون لها آثار بيئية كبيرة.ويمكن قتل الأسماك عندما تكون محاصرة أمام الحواجز التي تحمي صمامات سحب محطات تحلية المياه، ويمكن امتصاص الكائنات الحية الصغيرة مثل البكتيريا والعوالق إلى داخل النباتات وقتلها عندما تمر عبر نظام المعالجة.في مايو 2022، لجنة ساحل كاليفورنيا مرفوض بالإجماع إنشاء محطة مقترحة لتحلية مياه المحيط بقيمة 1.4 مليار دولار في شاطئ هنتنغتون، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تأثيرها المحتمل على الحياة البحرية.

تقوم محطات تحلية المياه بتصريف المياه المالحة والمياه العادمة، مما قد يؤدي أيضًا إلى قتل الحياة المائية القريبة إذا لم تتم العملية بشكل صحيح.وتوليد الكمية الكبيرة من الطاقة التي تستهلكها النباتات له آثاره البيئية الخاصة حتى يمكن أن يتم خاليًا من الكربون، وهو أمر لا يزال بعيد المنال في معظم الحالات.

المياه لا يمكن تحملها من النباتات باهظة الثمن

التكلفة هي عقبة رئيسية أخرى.وفي أغلب المناطق، من المتوقع أن تظل تكلفة تحلية المحيطات أعلى بكثير من تكلفة البدائل الممكنة مثل الحفاظ على المياه على مدى العقود العديدة المقبلة ــ وهو الجدول الزمني الذي تستخدمه المرافق عند التخطيط لاستثمارات جديدة.لقد وجدت هذا أنا وزملائي في أبحاثنا مقارنة بدائل إمدادات المياه لشاطئ هنتنغتون، على الرغم من أننا وضعنا افتراضات إيجابية بشأن تكاليف تحلية المحيطات.

من غير المرجح حدوث اختراقات في التكلفة في مجال التكنولوجيا الرئيسية الجاهزة للسوق على المدى القريب إلى المتوسط.وتكاليف تحلية المياه قد يزيد استجابة لارتفاع أسعار الطاقة، وهو ما يمثل ما يصل إلى نصف التكلفة لإزالة الملح من الماء.

علاوة على ذلك، فإن توقعات التكلفة الرأسمالية لمحطات تحلية المياه غالباً ما تقلل إلى حد كبير من التكلفة الحقيقية لهذه المرافق.على سبيل المثال، بلغت التكلفة النهائية (مليار دولار) لبناء محطة تحلية المحيطات في كارلسباد بولاية كاليفورنيا، والتي افتتحت في أواخر عام 2015، أعلى بأربع مرات من الإسقاط الأصلي.

مركزنا لديه استكشاف أيضا ما إذا كان مد الأنابيب في مياه المحيطات المحلاة خيارًا قابلاً للتطبيق بالنسبة للمناطق الريفية الصغيرة التي تتمتع بأنظمة مياه عامة أو آبار خاصة بها يجف أو يقترب من الاستسلام.في أجزاء مختلفة من ولاية كاليفورنيا حيث حدث هذا، مثل بورترفيل في الوادي الأوسط و مونتيسيتو وعلى طول الساحل، تدفع الولاية ما يزيد عن دولار واحد للجالون الواحد لنقل الإمدادات الصغيرة من المياه المعبأة والمباعة بالشاحنات.وهذا أعلى بكثير حتى من أغلى مياه البحر المحلاة.

وفي هذه الحالات، وجدنا أن الاقتصاد النسبي وحتى التأثير البيئي قد يكون أقل وضوحا، ولكن السياسات وإدارة خطوط الأنابيب الجديدة لا تفعل ذلك.وذلك لأن إمدادات المياه يتم التحكم فيها محليًا عادةً، وسيحتاج العديد من المناطق المحلية غير المستفيدة إلى الموافقة على خط أنابيب جديد من الساحل.

وعلى نطاق أوسع، نجد أن أنصار هذه المشاريع لا يقومون بذلك بشكل استباقي متابعة الاستراتيجيات من شأنها أن تجعل الوصول إلى المياه أكثر إنصافًا، مثل تصميم هياكل أسعار المرافق التي تحمي الأسر ذات الدخل المنخفض من ارتفاع التكاليف، أو تقديم المساعدات المالية للمجتمعات الصغيرة أو تعزيز شبكات المياه.

خيارات أفضل:الحفظ وإعادة الاستخدام والتخزين والتجارة

وفي معظم الأماكن، يمكن، بل ينبغي، متابعة العديد من خيارات الإمداد الأخرى جنباً إلى جنب قبل تحلية المحيطات.كل هذه الخطوات ستوفر المزيد من المياه بتكلفة أقل.

الطريقة الأولى والأرخص نسبيًا لمعالجة نقص المياه هي استخدام كميات أقل.إن إيجاد طرق لجعل الناس يستخدمون كمية أقل من المياه يمكن أن يكون كذلك خفض الطلب الحالي بنسبة 30% إلى 50% في العديد من المناطق الحضرية التي بدأت بالفعل جهود الحفظ.

ثانية، إعادة التدوير أو إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة يكون في كثير من الأحيان أقل تكلفة من تحلية المياه.تتقدم التكنولوجيا واللوائح التنظيمية في هذا المجال، مما يجعل بالفعل استثمارات كبيرة في إعادة التدوير ممكنة في العديد من المناطق القاحلة.

وثالثا، من الممكن مضاعفة القدرة التخزينية لتعزيز احتجاز مياه الأمطار ــ حتى في المناطق التي تهطل فيها الأمطار بشكل غير منتظم ــ إلى الضعف أو أربعة أمثالها في مناطق مثل لوس أنجلوس وأجزاء من أستراليا. بثلث إلى نصف التكلفة لكل وحدة من المياه المحلاة.

وحتى تنظيف إمدادات المياه الجوفية المحلية الملوثة وشراء المياه من المستخدمين الزراعيين القريبين، على الرغم من أن هذه استراتيجيات مكلفة وصعبة سياسيا، قد يكون من الحكمة أخذها في الاعتبار قبل تحلية المحيطات.

ومن المأمول أن تتغير جدوى تحلية المياه كخيار إمدادات محلية بحلول منتصف القرن مع تزايد مشاكل ندرة المياه بسبب تغير المناخ.ومع ذلك، على المدى المتوسط، من المرجح أن تلعب تحلية المحيطات دورًا صغيرًا، هذا إذا ظهرت على الإطلاق في استراتيجيات المياه الشاملة للمناطق الحضرية الساحلية.