Published in: البيئة

التقنيات النووية لإزالة التلوُّث البيئي

Author د. هالة وتار

Published on: 23 ديسمبر، 2023

د. هالة وتار

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

لتحديد أثر الملوثات على البيئة يجب تعقُّب حركة هذه الملوثات في البيئة، وغالباً ما يصعب على الجهات المعنية تحديد أنواع الملوثات وموقعها، مما ينعكس سلباً على صحة الإنسان والتوازن البيئي.

ما هو التلوُّث البيئي

تغيُّراتٌ تحدث في البيئة قد تؤدي إلى الإخلال بالنظام البيئي الذي يشمل الكائنات الحية، والمياه، والهواء، وهذا التلوث قد يكون ذا منشأ طبيعي، كالزلازل، والبراكين، والأمطار، والرياح، أو يكون ناتجاً عن الأنشطة البشرية الزراعية والصناعية، فيؤدي إلى تلوُّث الهواء، والتربة، والماء.

ما هي ملوّثات البيئة

هي مواد قد تضرُّ بصحة الإنسان والبيئة، وهذه المواد تكون صلبةً، أو سائلةً، أو غازية.

ما هي أهمُّ التقنيات النووية المُستخدمة لإزالة التلوُّث البيئي؟

هناك العديد من التقنيات النووية المُستخدمة للحدِّ من التلوُّث البيئي، ومنها:

1- إعادة تدوير المُخلّفات البلاستيكية

تُعتبر المُخلّفات البلاستيكية من أخطر وأهمّ المشاكل البيئية، ولها تأثيراتٌ سلبية على اليابسة والمحيطات، وإن استخدام الطرق التقليدية لتدوير كمياتٍ كبيرةٍ من البلاستيك أمرٌ صعب، لذلك يُلجأ إلى التقنيات النووية لإزالة التلوُّث البيئي.

إن تأثير الإشعاع النووي على المواد البلاستيكية التي هي عبارةٌ عن بوليمرات، هو تحطيم السلاسل البولميرية، وتحويل هذه المواد إلى مواد قابلةٍ للتدوير، ووفق هذه التقنية يمكن تتبُّع وقياس حركة الملوّثات البلاستيكية، وتحديد مسارها، ومعامل المخاطر لسويّات التلوّث البيئي لهذه المواد.

2- قياس ملوّثات الهواء

لقياس الملوّثات الموجودة في الهواء، ولاسيما الغلاف الجوي المحيط بالأرض، يتمُّ استخدام النظائر المستقرة التي تتفاعل مع ملوثات الغلاف الجوي (الغازات الدفيئة، والمعادن الثقيلة، والجسيمات المُشعّة)، ومن خلال ذلك يمكن تعقُّب مسارات واتجاهات هذه الملوثات.

3- التخفيف من انبعاث الكربون وتأثيره على تغيُّر المناخ

ينبعث الكربون من احتراق الوقود الأحفوري في المصانع ووسائل النقل، وينبغي خفض هذه الانبعاثات للحدِّ من انبعاث الغازات الدفيئة التي تُسبّب الاحتباس الحراري، وتُحدث تغيراتٍ في المناخ، ومن أجل تحقيق ذلك تمَّ التوجُّه إلى الطاقات المتجددة، وأهمّها الطاقة النووية لتوليد الكهرباء بدلاً من الاعتماد على حرق الوقود الأحفوري، والتوجُّه إلى إنتاج الهيدروجين من الطاقة النووية، واستخدامه بديلاً عن الوقود الأحفوري، للتخفيف من انبعاثات الكربون.

4- استخدام حزمٍ إلكترونية ناتجةٍ عن المُسرّعات

وذلك لتخفيف التراكيز أو التخلص من أكاسيد النتروجين، وأكاسيد الكبريت الناتجة عن محطات توليد الطاقة.

5- تحديد الملوّثات العضوية

الناتجة عن الصناعات التعدينية أو لتحديد تراكيز العناصر الطبيعية، مثل: الذهب، والرصاص، واليورانيوم التي يمكن أن ينتج عنها سوّياتٍ إشعاعيةٍ ضارة من العناصر المُشعّة الطبيعية، ويستخدم مقتفيات النظائر طبيعية المنشأ لتحديد مصادر هذه الملوثات ورصدها، وقياس تراكيزها، وتحديد مسارها، واتخاذ إجراءاتٍ وقائية أو علاجية إن اقتضى الأمر.

ما هي المقتفيات الإشعاعية؟

هي مركباتٌ كيميائية يتمُّ فيها استبدال ذرةٍ أو أكثر بنظيرٍ مُشعّ بحيث يسلك المقتفي الإشعاعي نفس سلوكية المادة المراد اقتفاؤها.

6- قياس ملوّثات المياه

كما نعلم أن حياة الإنسان تعتمد على توافر المياه، وحاجته إلى استدامة هذه المياه للشرب، والصناعة، والزراعة، ولتقييم جودة المياه، ومدى إمكانية استخدامها للأنشطة البشرية، فتطبق التقنيات النووية لإزالة تلوّث المياه، وأهمُّ هذه التقنيات قياس نسبة النظائر المُشعّة الموجودة في المياه، وهو ما يسمّى الهيدرولوجيا النظيرية.

7- تقنية الهيدرولوجيا النظيرية

تعتمد تقنية الهيدرولوجيا النظيرية على استخدام النظائر المستقرة (نظائر غير مُشعّة)، والنظائر غير المستقرة (نظائر مُشعّة).

ما هي النظائر؟

النظائر هي عناصر تمتلك نفس عدد البروتونات والإلكترونات، ولكنها تختلف في عدد النيوترونات، وهذا الاختلاف يجعل كل نظيرٍ يمتلك وزناً ذرياً معيناً، فمثلا نظائر الهيدروجين (H-1، وD-2، و T-3) لها أوزانٌ ذريةٌ، وهي على الترتيب (3,2,1). ^{[1] [2] [3] [4]}

ما هي تطبيقات تقنية الهيدرولوجيا النظيرية؟

1- تقدير عمر المياه الجوفية

يعطي عمر المياه معلوماتٍ عن منشأ المياه الجوفية وسرعة تجدّدها، حيث تستخدم النظائر المُشعّة الطبيعية الموجودة في الماء، مثل: التريتيوم (T-3) في تأريخ المياه الجوفية حديثة التجدّد أي عمرها أقل من 60 عاماً، بينما يُستخدم الكربون (C-14) في تأريخ المياه التي يصل عمرها إلى أربعين ألف عام.

2- تقييم مصادر تلوُّث المياه

قد يكون منشأ تلوُّث المياه الجوفية والسطحية طبيعياً، أو نتيجة الأنشطة البشرية في مجالات الزراعة والصناعة، ومن أهمّ ملوّثات المياه أكاسيد النيتروجين التي تنتج من الفضلات البشرية أو من استخدام الأسمدة الزراعية.

إن أيون النترا (NO3^–) يحتوي على عنصري النتروجين والأوكسجين، وللنتروجين نظيران مستقران بوزنين ذريين مختلفين (N-14)، و(N-15). النتروجين في جسم الإنسان يخضع لعملياتٍ بيولوجيةٍ تحوله لأشكالٍ مختلفة، بينما يؤخذ النتروجين في الأسمدة الزراعية من الهواء، وبالتالي من اختلاف الأوزان الذرية يمكن تحديد مصدر الملوّثات.