شیرین‌سازی تلخ

کشورهای حاشیه خلیج فارس بزرگ‌ترین استفاده‌کنندگان از فناوری‌های نمک‌زدایی در جهان هستند که برای تامین نیازهای آب شیرین آنها ضروری است. پیش‌بینی می‌شود تولید آب شیرین‌شده به سرعت در دهه‌های آینده افزایش یابد. بنابراین، نگرانی‌هایی مطرح شده است که فعالیت‌های نمک‌زدایی ممکن است به افزایش غیر‌قابل اغماض شوری در درازمدت و در سطح حوضه خلیج فارس منجر شود، که می‌تواند اثرات مخرب گسترده‌ای بر اکوسیستم‌های دریایی خلیج فارس داشته باشد (از طریق اثرات موجی بر شیلات)، و همچنین بر خود فعالیت‌های نمک‌زدایی تاثیر بگذارد. تولید سالانه آب شیرین نمک‌زدایی‌شده در حال حاضر حدود دو درصد از تبخیر خالص سالانه از خلیج فارس است. پیش‌بینی‌ها تا سال 2050 این مقدار را به هشت درصد می‌رساند که به این احتمال منجر می‌شود که در اواخر نیمه دوم قرن، تولید آب شیرین‌شده ممکن است از 10 درصد تبخیر خالص فراتر برود؛ مقداری که با نوسانات سالانه در تبخیر خالص قابل مقایسه است.

در بدترین سناریوها، افزایش دمای هوا در پایان قرن ممکن است به افزایش شوری قابل مقایسه یا بزرگ‌تر با آنچه از طریق فعالیت‌های نمک‌زدایی ایجاد می‌شود، بینجامد. همین سناریو حاکی از کاهش تبخیر و افزایش بارندگی است که می‌تواند اثر کاهشی داشته باشد. در ادامه، متوجه می‌شویم که به دلیل یک گردش واژگونی قوی، آب‌های با شوری بالا به سرعت از تنگه هرمز عبور می‌کنند.

نشریه  Scientific Reports از فعالیت شدید کشورهای عربی در زمینه نمک‌زدایی از آب دریا ابراز نگرانی کرده و هشدار داده که رهاسازی شورابه حاصل از نمک‌زدایی، اثرات مخرب گسترده‌ای بر محیط زیست‌ دریاییِ خلیج‌فارس دارد، به طوری که حتی انسان‌ها هم در امان نخواهند بود.

امارات، عربستان، کویت و قطر چهار کشوری هستند که تا سال ۲۰۳۰ سالانه ۱۲ میلیارد مترمکعب آب خلیج فارس، معادل کل مصرف آب شرب و صنعت یک سال مردم ایران را نمک‌زدایی کرده و شورابه آن را به دریا می‌ریزند. عربستان سعودی و امارات متحده عربی بزرگ‌ترین مشارکت‌کنندگان در فعالیت‌های نمک‌زدایی در منطقه هستند.

نگاهی به تاریخ

نمک‌زدایی از هزاران سال پیش، هم به عنوان یک مفهوم و هم بعداً در عمل، شناخته شده است، هرچند به شکل محدود. ارسطو، فیلسوف یونان باستان، مشاهده کرد که «آب نمک، وقتی به بخار تبدیل می‌شود، شیرین می‌شود و بخار وقتی متراکم می‌شود، دوباره آب‌نمک نمی‌سازد». او همچنین متوجه شد که یک ظرف مومی خوب پس از غوطه‌ور شدن به اندازه کافی در آب دریا، آب آشامیدنی را نگه می‌دارد و به عنوان غشایی برای فیلتر کردن نمک عمل می‌کند. نمونه‌های متعدد دیگری از آزمایش‌های نمک‌زدایی در سراسر دوران باستان و قرون وسطی وجود دارد، اما نمک‌زدایی هرگز در مقیاس بزرگ تا دوران مدرن امکان‌پذیر نبود. در طول قرون وسطی در سایر نقاط اروپای مرکزی، کار بر روی اصلاحات در تقطیر ادامه یافت، اگرچه لزوماً به سمت نمک‌زدایی هدایت نشد. با این حال، ممکن است اولین کارخانه بزرگ نمک‌زدایی زمینی در شرایط اضطراری در جزیره‌ای در سواحل تونس در سال 1560 نصب شده باشد. اعتقاد بر این است که پادگانی متشکل از 700 سرباز اسپانیایی، به وسیله تعداد زیادی از ترک‌ها محاصره شده بود و در طول محاصره، کاپیتانِ مسئول دستگاهی ساخت که قادر بود روزانه 40 بشکه آب شیرین تولید کند، اگرچه جزئیات این دستگاه گزارش نشده است.

قبل از انقلاب صنعتی، نمک‌زدایی در درجه اول برای کشتی‌های اقیانوس‌پیما مورد توجه قرار می‌گرفت، که در غیر‌این صورت نیاز به نگهداری منابع آب شیرین در کشتی داشتند. سِر ریچارد هاوکینز، که سفرهای گسترده‌ای در دریاهای جنوب داشت، در بازگشت گزارش داد که توانسته است با تقطیر روی کشتی، آب شیرین را برای مردانش تامین کند. علاوه بر این، در اوایل دهه 1600، چندین چهره برجسته آن دوران مانند فرانسیس بیکن یا والتر رالی گزارش‌هایی درباره نمک‌زدایی آب منتشر کردند. برای مدتی در طول 150 سال از اواسط دهه 1600 تا سال 1800 هیچ پیشرفت قابل توجهی در فرآیند تقطیر آب دریا ایجاد نشد.

با شروع دهه 1800، همه چیز به دلیل ظهور ماشین بخار و به اصطلاح عصر بخار، به سرعت تغییر کرد. توسعه دانش ترمودینامیک فرآیندهای بخار و نیاز به منبع آب خالص برای استفاده از آن در دیگ‌ها، تاثیر مثبتی بر سیستم‌های تقطیر داشت. علاوه بر این، گسترش استعمار اروپایی، نیاز به آب شیرین در نقاط دورافتاده جهان را افزایش داد و زمینه نمک‌زدایی آب را فراهم کرد. در سال 1852، آلفونس رنه لو میره دو نرماندی، یک حق اختراع بریتانیایی برای واحد تقطیر آب دریا با لوله عمودی دریافت کرد که به لطف طراحی ساده و سهولت ساخت، به سرعت برای استفاده در کشتی محبوبیت پیدا کرد. در دهه 1860، ارتش ایالات‌متحده سه اِواپراتور نرماندی را خریداری کرد که هر کدام هفت هزار گالن در روز ارزش داشتند و آنها را در جزایر کی وِست و درای تورتوگا نصب کردند. پادشاهی عربستان سعودی بیش از صد سال است که نمک‌زدایی را می‌شناسد؛ به ویژه در سال 1907، زمانی که ماشینی از یک کشتی غرق‌شده در سواحل جده بیرون کشیده شد و به سبب نام لاتین آن (condenser) که به معنی میعان است، «الکَنداسا» نامیده شد. این دستگاه با زغال سنگ کار می‌کرد تا آب دریا را متراکم و تقطیر و آب شیرین تولید کند.

فناوری نمک‌زدایی آب به وسیله کانداس قبلاً به کار گرفته نمی‌شد، مگر در کشتی‌های نظامی و کشتی‌های باری تجاری که هفته‌ها بدون توقف حرکت می‌کردند. پس از نصب کانداس در سواحل جده، عربستان سعودی کارخانه نمک‌زدایی را در خشکی ساخت که نخستین آب‌ شیرین‌کن در حوضه خلیج فارس است.

در سال 1926، به دلیل رنج کشیدن زائران و عمره‌گزاران از کمبود آب شیرین در بدو ورود به جده، چون آب شیرین به سختی برای مردم محلی کافی بود، ملک عبدالعزیز بن عبدالرحمن آل سعود دستور واردات دو دستگاه بزرگ برای شیرین‌سازی آب دریا را برای تامین آب مورد نیاز زائران و عمره‌گزاران و همچنین تامین آب ساکنان جده صادر کرد. در سال 1965، عربستان سعودی یک اداره کل برای نمک‌زدایی آب شور در وزارت محیط زیست، آب و کشاورزی تاسیس کرد و اولین کارخانه‌های نمک‌زدایی این کشور در الوَجه و دوبا در سال 1969 و به دنبال آن جده در سال 1970 و خوبَر در سال 1973 ساخته شد. تعداد کارخانه‌های آب شیرین‌کن در حال حاضر به 33 کارخانه می‌رسد که از این تعداد هشت دستگاه در سواحل خلیج فارس و 25 دستگاه آب شیرین‌کن در سواحل دریای سرخ هستند و روزانه 6/ 5 میلیون مترمکعب آب شیرین تولید می‌کنند که حدود 70 درصد از تولید آب شیرین‌شده در عربستان سعودی را تشکیل می‌دهد و این اعداد باعث شد پادشاهی مستقر بر تخت پادشاهی، بزرگ‌ترین تولیدکننده آب شیرین‌شده در جهان باشد.

اخیراً پادشاهی عربستان سعودی با تولید 9/ 7 میلیون مترمکعب آب شیرین‌ در روز (با بخش خصوصی)، که بالاترین میزان در جهان است، توانست جهش‌هایی را در پروژه‌های خود تجربه کند. پادشاهی همچنین رکورد جهانی گینس را برای ساخت کم‌مصرف‌ترین کارخانه آب شیرین‌کن جهان با 27/ 2 کیلووات‌ساعت در هر مترمکعب آب شیرین به ثبت رساند و بدین ترتیب رهبری جهانی خود را در صنعت نمک‌زدایی تقویت کرد. این کشور به برنامه‌های خود برای دستیابی به اهداف چشم‌انداز پادشاهی 2030 ادامه می‌دهد.

عاملان نمک‌زدایی

خط ساحلی خلیج فارس بین هشت کشور مشترک است که بسیاری از آنها در 30 سال گذشته توسعه اقتصادی سریعی را تجربه کرده‌اند که با رشد چشمگیر جمعیت و شهرنشینی همراه بوده است. در دسترس بودن فراوان منابع آب شیرین، شرط لازم برای حفظ هرگونه توسعه است. در داخل خلیج فارس، تنها ایران و عراق می‌توانند برای نیازهای آب شیرین خود به آبراهه‌های طبیعی متکی باشند. بنابراین، جای تعجب نیست که کشورهای حاشیه جنوبی خلیج فارس از اولین پذیرندگان فناوری‌های نمک‌زدایی بوده‌اند و امروز، بخش اعظم آب شیرین مورد استفاده در منطقه خلیج فارس را تامین می‌کنند.

تا امروز، 45 درصد از تولید جهانی آب شیرین‌کن در خلیج فارس متمرکز شده و این منطقه میزبان بزرگ‌ترین مجتمع‌های آب شیرین‌کن در جهان است. نمودار 1، موقعیت و ظرفیت تولید آب شیرین مربوط به تمام نیروگاه‌های آب شیرین‌کن را نشان می‌دهد که در مارس 2022 در حال کار هستند (یعنی کارخانه‌های موجود) و آنها که انتظار می‌رود تا سال 2030 فعال شوند (کارخانه‌های آینده، از جمله کارخانه‌های در حال ساخت، تاییدشده یا برنامه‌ریزی‌شده).

در ادامه، به عنوان یک نمونه از کشورهای دخیل در فرآیند نمک‌زدایی، مورد دوبی بررسی شده است.

دنیای آب گران‌قیمت دوبی

این شهر میلیاردها دلار برای تامین آب شیرین ساکنان و جاذبه‌های گردشگری خود هزینه کرده است، اما کارشناسان می‌گویند که این تلاش‌ها، منابع طبیعی خلیج فارس را زیر فشار قرار داده است.

به عنوان یک شهر کویری، دوبی مانند یک سرزمین عجایب آبی به نظر می‌رسد. بازدیدکنندگان می‌توانند در عمیق‌ترین استخر جهان غواصی کنند یا در یک مگامال که در آن پنگوئن‌ها در برف تازه ساخته‌شده بازی می‌کنند، اسکی کنند. یک فواره که به عنوان بزرگ‌ترین فواره جهان شناخته می‌شود، بیش از 22 هزار گالن آب را به هوا می‌پاشد که با موسیقی بلندگوهای اطراف هماهنگ می‌شود. اما این شهر برای حفظ شکوه خود، به آب شیرینی که ندارد متکی است. بنابراین به دریا می‌رود و از فناوری‌های نمک‌زدایی انرژی‌بر برای کمک به هیدراته کردن یک کلانشهر به سرعت در حال رشد استفاده می‌کند.

همه اینها هزینه دارد. کارشناسان می‌گویند، اتکای دوبی به نمک‌زدایی، به خلیج فارس آسیب می‌زند و زباله‌های شوری به نام آب‌نمک تولید می‌کند که همراه با مواد شیمیایی به کار گرفته‌شده در فرآیند نمک‌زدایی، شوری را در خلیج فارس افزایش می‌دهد. همچنین دمای آب‌های ساحلی را افزایش می‌دهد و به تنوع زیستی، شیلات و جوامع ساحلی آسیب می‌رساند. این خلیج همچنین تحت تاثیر تغییرات آب‌وهوایی و تلاش برای ساخت جزایر چند میلیارددلاری دوبی با استفاده از احیای زمین قرار گرفته است. املاک ساحلی پیشنهادی شامل یک جزیره خصوصی به شکل اسب دریایی در مجمع‌الجزایر مصنوعی است.

بر اساس مطالعه‌ای که در سال 2021 منتشر شد، اگر اقدام فوری برای مقابله با این آسیب انجام نشود، نمک‌زدایی در ترکیب با تغییرات اقلیمی، دمای آب ساحلی خلیج فارس را تا سال 2050 حداقل پنج درجه فارنهایت در بیش از 50 درصد از منطقه افزایش می‌دهد.

دوبی، پرجمعیت‌ترین شهر امارات متحده عربی، اقداماتی را برای مقابله با آسیب‌ها از طریق ابتکارات زیست‌محیطی و فناوری‌های جدید انجام داده است، اما فشارها برای انجام کارهای بیشتر در حال افزایش است. 

فراتر از قدرت بخشیدن به ویژگی‌های تفریحی پرزرق‌وبرق دوبی، آب برای حفظ زندگی ضروری است و نمک‌زدایی، آب آشامیدنی را برای یک شهر تشنه فراهم می‌کند. بر اساس گزارش پایداری سال 2022، اداره برق و آب دوبی به بیش از 6/ 3 میلیون نفر از ساکنان و بازدیدکنندگان آب می‌رساند که جمعیت فعال روزانه شهر را به بیش از 7/ 4 میلیون نفر می‌رساند. تا سال 2040، این شرکت انتظار دارد که این اعداد افزایش یابد و تقاضا برای آب تمیز افزایش پیدا کند. طبق گزارش پایداری، این شهر در سال گذشته تقریباً 6/ 163 میلیارد گالن آب را ‌نمک‌زدایی کرد. به ازای هر گالن آب شیرین تولیدشده در خلیج فارس، به طور متوسط 5/ 1 گالن آب‌نمک در اقیانوس آزاد می‌شود.

مجتمع برق و نمک‌زدایی جبل علی -بزرگ‌ترین تاسیسات در نوع خود در جهان- آب دریا را از طریق لوله حمل کرده و آن را از طریق یکسری مراحل تصفیه می‌کند و سپس به عنوان آب آشامیدنی به شهر می‌فرستد. اما ۴۳ نیروگاه نمک‌زدایی جبل علی با سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند. امارات متحده عربی در سال 2022 بیش از 200 میلیون تن کربن تولید کرد که یکی از بالاترین میزان‌های انتشار سرانه در سراسر جهان است.

تلاش‌های نمک‌زدایی مدت‌هاست که در سایر کشورهای حوزه خلیج فارس از جمله بحرین، کویت، عربستان سعودی و قطر نیز مورد استفاده قرار گرفته است. دوبی برخلاف همسایگان نفت‌خیز خود، اقتصادی مبتنی بر گردشگری، املاک و مستغلات و هوانوردی دارد، اگرچه رونق کوتاه‌مدت نفت آن در دهه‌های 1960 و 1970 پایه و اساس مالی زیرساخت‌های عظیم معماری شهر را فراهم کرد.

در «دیپ دایو دوبی» (عمیق‌ترین استخر جهان)، معادل شش استخر آب به اندازه المپیک، شهری زیر آب را به شکل یک صدف غول‌پیکر پر می‌کند. برج خلیفه، بلندترین ساختمان جهان، به طور متوسط روزانه 250 هزار گالن آب مصرف می‌کند و به حداکثر ظرفیت خنک‌کننده معادل تقریباً 10 هزار تن یخ ذوب‌شده نیاز دارد. در پای ساختمان، دریاچه 30هکتاری برج و پنج فواره رقصنده آن از یک سیستم احیای فاضلاب استفاده می‌کند که از آب فاضلاب برج خلیفه برای جایگزینی آب از دست‌رفته روزانه بهره می‌برد.

ساخت جزایر مصنوعی دوبی نیز منابع آبی خلیج فارس را تحت فشار قرار می‌دهد. یک مطالعه نشان داد که میانگین دمای آب در اطراف جزیره پالم جمیرا، در طول 19 سال تقریباً 13 درجه افزایش یافته است. مطالعه دیگری، از احیای زمین همراه با آب‌نمک و زباله‌های صنعتی به عنوان عامل رشد بیش از حد جلبک‌های میکروسکوپی در خلیج فارس (به نام شکوفه‌های جلبکی یا جزرومد قرمز) نام برد. برخی از این شکوفه‌های مضر کارخانه‌های نمک‌زدایی را مجبور به کاهش یا تعطیلی عملیات کرده‌اند. علفزارهای دریایی و حرا نیز در این منطقه با مشکل مواجه هستند. چنین اکوسیستم‌هایی ‌زمینه‌های پرورش مهمی برای گونه‌های باارزش تجاری مانند صدف‌های مرواریدی هستند. آنها همچنین به تثبیت ریتم امواج و نیروهای فرسایشی کمک می‌کنند و می‌توانند مقادیر زیادی گاز گلخانه‌ای را از جو جذب کنند. زوال آنها به بیابان اقیانوسی عاری از تنوع زیستی معمولی که در دریای عرب و خلیج فارس -بزرگ‌ترین منطقه مرده در جهان- یافت می‌شود، کمک کرده است.

اثرات بلندمدت شوری

اگرچه نمک‌زدایی برای حفظ حیات و تندرستی در خلیج فارس ضروری است، اما نگرانی‌های زیادی در رابطه با اثرات زیست‌محیطی آن مطرح شده است. اثرات موضعی شامل برخورد و جذب موجودات دریایی در ورودی آب و تخلیه آب نمک گرم، به شدت شور و آلوده شیمیایی و هیپوکسیک (محصول جانبی اصلی نمک‌زدایی) در خروجی‌هاست که می‌تواند اثرات منفی مستقیمی بر گیاهان و جانوران دریایی داشته باشد.

خلیج فارس یک دریای حاشیه‌ای کم‌عمق (متوسط عمق 30 متر) است که تبخیر آن بیشتر از بارش و روان‌آب رودخانه است. خلیج فارس که از طریق تنگه باریک هرمز به دریای عمان و اقیانوس هند متصل است، با گردش معکوس دهانه رودخانه مشخص می‌شود، جایی که آب‌های متراکم و شور از قسمت عمیق‌تر هرمز خارج می‌شوند و آب‌های سطحی اقیانوس هند که سبک‌تر و تازه‌تر هستند، در سطوح کم‌عمق‌تر وارد می‌شوند. خلیج فارس در حال حاضر شرایط محیطی شدیدی را برای یک دریای نیمه‌گرمسیری تجربه می‌کند که دمای آن در تابستان به 36 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. بنابراین، این احتمال که فعالیت‌های نمک‌زدایی ممکن است به افزایش غیر قابل اغماض شوری در سطح حوضه، همراه با اثرات بالقوه منفی زیست‌محیطی و اقتصادی، منجر شود، باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. در واقع، شوری بالای خلیج فارس در حال حاضر، با کاهش تنوع زیستی مرجان‌ها و خارپوستان و کاهش اندازه ماهی‌ها‌ در زمان بلوغ مرتبط بوده است. کاهش اندازه، با هزینه بالاتر تنظیم اسمزی در شوری بالاتر همراه است، که انرژی موجود را برای رشد، تولید مثل و حفظ بقا کاهش می‌دهد. به طور اساسی، کاهش اندازه ماهی به دلیل کاهش باروری و تولید زیست‌توده، بر بهره‌وری شیلات تاثیر می‌گذارد.

در ادامه به تفصیل، تاثیرات مختلف این فرآیند را شرح خواهیم داد:

1- تاثیرات سوء زیست‌محیطی

تغییرات مداوم در دمای دریا و شوری بالا، استرس طبیعی را بر محیط دریایی خلیج فارس وارد می‌کند. دمای آب در طول دوره‌های گرم تابستان تا 36 درجه سانتی‌گراد و در زمستان تا 15 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. فعالیت‌های انسانی سطح بالاتری از استرس را بر محیط‌ زیست دریایی وارد می‌کنند. کشورهای حاشیه خلیج فارس با آب‌وهوای خشک، درگیر کمبود آب شیرین هستند. تامین آب شیرین مورد نیاز منطقه از طریق دستگاه‌های آب شیرین‌کن انجام می‌شود. اگرچه فرآیندهای نمک‌زدایی مفید هستند زیرا منبع مهمی از آب شیرین هستند، اما با افزایش شوری، دما و غلظت فلزات سنگین که در نهایت تنوع زیستی دریایی را به خطر می‌اندازد، تاثیر منفی زیست‌محیطی قابل توجهی بر شیمی و سلامت دریا دارند.

محیط‌های دریایی از آنجا که میزبان اکوسیستم‌های مولد هستند، بسیار ارزشمندند. این اکوسیستم‌ها کالاهای مهم (مانند ماهی قابل مصرف، آب و مواد خام) و خدمات (مانند گردشگری، کنترل سیل و آلودگی و حمل‌ونقل) را برای انسان فراهم می‌کنند؛ با این حال، به طور مداوم تحت تاثیر عوامل استرس‌زای مختلف، مانند تغییرات آب‌وهوا، اختلالات انسانی و آلودگی شیمیایی، تغییر می‌کنند. آلودگی دریا و ورود مواد خارجی به آن، این پتانسیل را دارد که بر کیفیت آب تاثیر بگذارد، به موجودات دریایی مختلف آسیب برساند و بر سلامت انسان تاثیر بگذارد. بنابراین، اکوسیستم‌های دریایی در حال حاضر به دلیل آلودگی دریایی به شدت در معرض تهدید هستند. نگرانی های مربوط به آلودگی دریایی بسیار مهم است زیرا اشکال مختلف ورودی آلودگی به محیط زیست دریایی موجب تغییراتی در خواص فیزیکوشیمیایی و بیولوژیک دریا می‌شود که در نتیجه، اکوسیستم آن را تغییر می‌دهد و بر سلامت و تنوع موجودات تاثیر می‌گذارد.

فعالیت‌های نمک‌زدایی به دلیل وابستگی زیاد به فرآیندهای نمک‌زدایی برای تولید آب شیرین، محرک‌های مهم آلودگی دریایی به ویژه در خلیج فارس هستند. نزدیک به 50 درصد از نمک‌زدایی آب دریا در سراسر جهان در کشورهای اطراف خلیج فارس از جمله پادشاهی عربستان سعودی، امارات، کویت، قطر و بحرین انجام می‌شود. فرآیندهای نمک‌زدایی به دلیل ساخت کارخانه‌ها، مصرف آب و تخلیه آب نمک که ترکیب جمعیت جانداران را تغییر داده و باعث از بین رفتن تنوع زیستی می‌شود، به زیستگاه‌های دریایی آسیب می‌زند. فعالیت نمک‌زدایی در خلیج فارس یک موضوع نوظهور است که باید مورد بررسی قرار گیرد.

2- مصرف آب دریا

هنگامی که کارخانه‌های آب شیرین‌کن در حال ساخت هستند، لوله‌هایی برای انتقال آب از دریا نصب می‌شوند. این مرحله بستر دریا را تخریب می‌کند و باعث معلق شدن مجدد ذرات رسوبی از جمله آلاینده‌ها می‌شود. آشفتگی و تغییر بستر دریا به تخریب زیستگاه، مرگ گونه‌های دریایی، انتشار آلاینده‌های سمی از رسوبات و افزایش کدر بودن آب منتهی می‌شود.

هنگامی که کارخانه‌ها کار می‌کنند، حجم عظیمی از آب، مستقیم از دریا به نیروگاه‌ها پمپ می‌شود. این حجم، دو برابرِ مقدار آب شیرینِ تولیدشده تخمین زده می‌شود. همراه با آب، ارگانیسم‌های زیادی وارد سیستم می‌شوند که یا جذب شده (به صفحات لوله‌های ورودی برخورد می‌کنند) یا به دام می‌افتند (همراه با آب سفر کرده و وارد نیروگاه می‌شوند). جذب و برخورد، باعث آسیب شدید و مرگ موجودات دریایی می‌شود. ارزیابی اثر نمک‌زدایی بر محیط دریایی (ناشی از جذب و برخورد) دشوار است. پارامترهایی مانند اندازه شبکه‌های صفحات، اندازه لوله و حجم آب مصرفی باید در هنگام طراحی کارخانه در نظر گرفته شود تا این آثار مخرب کاهش یابد. 

3- تخلیه آب‌نمک

فرآیندهای نمک‌زدایی موجب تولید آب‌نمک می‌شود که یک سیال زباله است و با شوری بالا و مواد معدنی محلول مشخص می‌شود. سرنوشت آب‌نمک معمولاً دفع در دریاست و آن را یکی از کم‌هزینه‌ترین رویکردهای دفع می‌دانند. فرآیند نمک‌زدایی مراحل مختلفی را طی می‌کند؛ بنابراین، آب‌نمک تولیدی حاوی مواد شیمیایی و عوامل مختلفی است. اولین جنبه مهمی که باید در نظر گرفت، شوری بالای آب نمک است که حداقل 6/ 1 تا 2 برابر بیشتر از آب دریا (متوسط 35 گرم در لیتر) است. علاوه بر این، بسته به فناوری مورد استفاده (یعنی فناوری‌های حرارتی) آب‌نمک می‌تواند از دمای محیط آب دریا 37/ 1 تا 82/ 1 برابر بیشتر شود. آب‌نمک تولیدشده همچنین می‌تواند حاوی مواد شیمیایی مختلفی مانند کلر، منعقدکننده‌های کاتیونی و آنیونی، اسیدها، ضداسکالانت‌ها، فلزات سنگین و عوامل ضد کف باشد که طی فرآیند نمک‌زدایی اضافه می‌شوند. هنگامی که این مواد شیمیایی به دریا ریخته می‌شوند، آلاینده‌های سمی به حساب می‌آیند. علاوه بر این، آب‌نمک به دلیل وجود کربنات‌ها و سولفات‌های کلسیم بسیار قلیایی است. تخلیه آب‌نمک با این ویژگی‌ها به دریا، به تغییرات قابل توجهی در مولفه‌های فیزیکوشیمیایی و بیولوژیک دریا منجر می‌شود که در نهایت حیات دریایی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

درجه حرارت بالا و شوری آب از رشد موجودات آبزی جلوگیری می‌کند. افزایش شوری بر موجودات دریایی مانند پلانکتون‌ها، میکروب‌ها و گونه‌های اعماق زمین تاثیر می‌گذارد. علاوه بر این، مطالعات نشان داده‌اند که افزایش شوری محیط‌های آبی کمی بالاتر از شرایط محیطی، توانایی‌های تنظیم اسمزی برخی از موجودات دریایی را مختل می‌کند که موجب کم‌آبی و در نتیجه مرگ آنها می‌شود. علاوه بر این، افزایش دمای آب دریا باعث افزایش سمی شدن برخی از مواد شیمیایی و فلزات می‌شود که بر زندگی آبزیان تاثیر منفی می‌گذارد. با توجه به اهمیت زیستگاه‌های علف‌های دریایی، که شامل ارگانیسم‌های متنوع و حساس به نوسانات در شرایط محیطی هستند، پژوهش‌ها بر روی علف‌های دریایی متمرکز شده است.

دفع آب‌نمک همچنین باعث هیپوکسی (کمبود اکسیژن در بافت‌های آبزیان) ناشی از کاهش غلظت اکسیژن محلول می‌شود که بر همه موجودات دریایی تاثیر می‌گذارد. افزایش شوری با غلظت اکسیژن محلول در دریا نسبت معکوس دارد. علاوه بر این، افزایش دمای آب از طریق ورود آب‌نمک گرم، خاصیت حلالیت اکسیژن را کاهش می‌دهد. موجودات آبیِ دچار کمبود اکسیژن، مرگ‌ومیر انبوه صدف‌ها، دوکفه‌ها و ماهی‌ها و همچنین اختلال در عملکرد صخره‌های مرجانی، تهاجم چتر دریایی فرصت‌طلب و از دست دادن تنوع زیستی را تجربه می‌کنند. اهمیت موضوع تخلیه آب‌نمک در خلیج فارس با توجه به اینکه خلیج فارس کم‌عمق و نیمه‌محصور با گردش آب ضعیف و ورودی آب شیرین محدود است، قابل بحث است. چنین شرایطی گونه‌های بومی سازگار را در خود جای می‌دهد که در برابر نوسانات مولفه‌های فیزیکوشیمیایی دریا مقاوم هستند. بنابراین، فعالیت گسترده نمک‌زدایی در منطقه، گونه‌های حساس را به شدت تهدید می‌کند و احتمالاً موجب انقراض آنها می‌شود. با این حال، به‌رغم درک اهمیت و شکنندگی منابع دریایی، ما همچنان به بهره‌برداری، تخریب و آلودگی دریاها ادامه می‌دهیم که این امر باعث از دست دادن عملکرد و تنوع زیستی اکوسیستم‌های آبی می‌شود.

پیشگیری بهتر از درمان

از آنجا که خلیج فارس به عنوان نقطه داغ فعالیت‌های نمک‌زدایی در نظر گرفته می‌شود، اجرای رویکردهای مدیریتی در سطوح مختلف برای کاهش اثرات منفی بر اکوسیستم‌های دریایی بسیار حائز اهمیت است. اثر منفی فرآیند نمک‌زدایی را می‌توان با بهینه‌سازی طراحی کارخانه کاهش داد. استفاده از نمک‌زدایی مبتنی بر غشا می‌تواند تخریب کمتری برای زیستگاه‌های دریایی داشته باشد، زیرا نمک‌زدایی مبتنی بر حرارت باعث تولید آب‌نمک داغ می‌شود که هنگام تخلیه، بر حیات دریایی تاثیر منفی می‌گذارد. علاوه بر این، لوله‌های ورودی باید در مکان‌هایی با فراوانی گونه‌های کم قرار گیرد و از مناطق مولد دوری شود تا تاثیر منفی کاهش یابد. علاوه بر این، توسعه و استفاده از فرآیندهای نمک‌زدایی سازگار با محیط زیست باید مورد تاکید قرار گیرد. به عنوان مثال، فرآیندهای نمک‌زدایی مبتنی بر خورشید برای افزایش کارایی و کاربرد آنها در حال توسعه هستند.

برای به حداقل رساندن اثر منفی تخلیه آب‌نمک، می‌توان آن را تصفیه کرد تا مواد شیمیایی خطرناکی که در طول فرآیند نمک‌زدایی به کار می‌رود، حذف شود. کنترل منبع حتی در مواردی که از مواد شیمیایی خطرناک در طول فرآیند نمک‌زدایی استفاده نمی‌شود، بسیار موثر است. چنین مواد شیمیایی جایگزین‌هایی دارند که کمتر برای محیط زیست خطرناک هستند. علاوه بر این، بسیاری از مطالعات بر تصفیه آب‌نمک تولیدشده، از طریق افزایش بازیابی آب متمرکز شده‌اند. فناوری‌های تصفیه آب‌نمک می‌تواند مبتنی بر غشا، حرارتی یا بر اساس تخلیه مایع صفر باشد. این فناوری‌ها عمدتاً روی تولید آب خالص و جامدات فشرده کار می‌کنند که حجم آب‌نمک را کاهش می‌دهد.

نظارت و مقررات ملی برای ارزیابی سلامت اکوسیستم‌ها و تنظیم دستورالعمل‌ها و قوانین برای طراحی کارخانه و پارامترهای تخلیه مورد نیاز است. به عنوان مثال، کویت در واکنش به افزایش آلودگی در منطقه خلیج فارس، اداره عمومی محیط زیست کویت (KEPA) را تاسیس کرد. KEPA یک سازمان مستقل است که مسئولیت حفظ سلامت محیط زیست را بر عهده داشته و فعالانه در اجرای قوانین و تنظیم استانداردها مشارکت دارد. به عنوان یک اقدام نظارتی، KEPA کیفیت آب‌های سرزمینی کویت را از طریق جمع‌آوری مداوم داده‌ها از 13 ایستگاه مختلف نظارت می‌کند. کیفیت آب بر اساس پارامترهای مختلف ارزیابی می‌شود تا اطمینان حاصل شود که با استانداردهای محلی مطابقت دارد.

از آنجا که آب‌های خلیج فارس بین چندین کشور ساحلی مشترک است، یک رویکرد منطقه‌ای برای کنترل آلودگی دریایی ضروری است. در همین راستا، کشورهای حاشیه خلیج فارس در سال 1979 یک سند حقوقی به نام کنوانسیون منطقه‌ای کویت برای همکاری در مورد حفاظت از محیط زیست دریایی در برابر آلودگی (کنوانسیون کوتاه کویت) تصویب کردند. بر اساس این کنوانسیون، سازمان منطقه‌ای برای حفاظت از محیط زیست دریایی (ROPME) در سال 1979 به عنوان یک سازمان بین‌دولتی که تمام کشورهای حاشیه خلیج فارس را دربر می‌گیرد، تاسیس شد. سنگ‌بنای سیاست ROPME، یک برنامه اقدام برای نظارت و ارزیابی سلامت خلیج فارس است. 

پی‌نوشت:

1- یک خط فرضی یا یک خط روی نقشه یا نمودار که تمام نقاط دارای عمق یکسان در زیر سطح آب (مانند یک اقیانوس، دریا یا دریاچه) را به هم متصل می‌کند.