مشروع أبحاث سعودي ياباني في مجال إعادة استخدام مياه الصرف الصحي

بمشاركة باحثين سعوديين ويابانيين

يعقد في مكتب مركز الطاقة البترولية الياباني بسنغافورة يوم الجمعة 7 ربيع الأول 1421ه الموافق 9 يونيو 2000م اجتماع اللجنة الاشرافية السادس لمشروع الأبحاث السعودي الياباني لتقييم التقنيات المختلفة لمعالجة مياه الصرف الصحي وزيادة المسطحات الخضراء الذي يتم بالتعاون بين مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية ومركز الطاقة البترولية الياباني PEC .
الجدير بالذكر أن اللجنة الاشرافية تجتمع مرتين كل سنة، مرة في الرياض والأخرى في اليابان وتتكون اللجنة من أربعة أعضاء من كل جانب، حيث يمثل الجانب السعودي كل من:
سعادة الدكتور محمد بن ابراهيم السويل نائب رئيس مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية لمعاهد البحوث وسعادة الدكتور عبدالقادر بن محمد السري المشرف على معهد بحوث الموارد الطبيعية والبيئة وسعادة الدكتور يوسف بن صالح الحافظ منسق المشروع السعودي الياباني والأستاذ فهد بن حريب المشرف على الادارة العامة للتعاون الدولي.
ويمثل الجانب الياباني كل من: السيد تومكي كودو رئيس مركز الطاقة البترولية باليابان PEC والسيد تكهاشي ابنوكي مدير عام مكتب مركز الطاقة البترولية بالشرق الأوسط والسيد كازنوري كيتاكاوا كبير الباحثين والسيد شنجي تكهاشي مدير شركة التخضير العربية.
الجدير بالذكر أن مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية قد وقعت اتفاقية تعاون علمي بحثي مع مركز الطاقة البترولية الياباني PEC بهدف اجراء دراسات بحثية وتطويرية لاستخدام التقنيات المختلفة في معالجة مياه الصرف الصحي لزيادة المسطحات الخضراء في المملكة.
وتتلخص فكرة المشروع على القيام بأبحاث مشتركة في مجال اعادة استخدام مياه الصرف الصحي وتقنيات الري والاستزراع لزيادة المسطحات الخضراء سيتم تنفيذها في كل من الرياض المواقع التابعة لمدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية وفي مدينة الخفجي, ويندرج تحت هذا البرنامج البحثي عدد من المشاريع البحثية يشارك فيها باحثون من مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية ومن بعض الجامعات في المملكة، كما يشارك فيها باحثون من عدد من المؤسسات اليابانية.
وقد قسم البرنامج البحثي الى ثلاثة محاور رئيسية وهي:
1 تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي.
2 تقنيات الري وترشيد استخدام المياه.
3 تقنيات الزراعة والتخضير.
معالجة مياه الصرف الصحي:
فيما يختص تطوير تقنية الأغشية وتطبيقاتها في معالجة مياه الصرف الصحي فيهدف هذا المشروع البحثي الى اجراء عدد من التجارب المنهجية لتقويم بعض تقنيات الأغشية من حيث مناسبة استخدامها في معالجة مياه الصرف الصحي وكفاءتها في ازالة الملوثات ومقاومتها للاتساخ والتآكل، اضافة الى تحسين غسلها وتنظيفها, وتشمل تقنيات الأغشية أغشية التناضح العكسي Reverse Osmosis والترشيح متناهي الدقة Nanofiltering.
أما تطوير تقنيات اعادة استخدام المياه في نظام مغلق للزراعة المكثفة لأسماك البلطي في المملكة فيهدف الى تطوير وتصميم نظام مغلق للزراعة المكثفة لأسماك البلطي, ولتحقيق هذا الهدف سيتم اجراء تجارب مقارنة بين أنواع مختلفة من المرشحات الميكانيكية Mechanical Filters والمرشحات البيولوجية Biological Filters ومن ضمن هذه المرشحات دراسة امكانية استخدام تقنية الزراعة المائية كمرشح بيولوجي، علما بأن جميع مواد المرشحات منتجة محليا.
تم تجهيز جميع متطلبات الدراسة من ضمنها تركيب أحواض الألياف الزجاجية الفايبركلاس الخاصة بالنظام المغلق للزراعة المكثفة وتوفير مواد المرشحات اللازمة.
وبعد الحصول على النتائج سيتم تطبيقها على نطاق تجاري.
الري وترشيد المياه
وفيما يختص بدراسة أجهزة توفير المياه فيهدف البحث الى دراسة أجهزة توفير المياه المستخدمة في الزراعة والاستخدام الحضري بواسطة التجارب المعملية وتطوير قاعدة معلومات لحصرها وتقييم استخدامها وتتلخص الأغراض الرئيسية للمشروع بحصر أجهزة توفير المياه المناسبة لظروف المملكة العربية السعودية في قاعدة معلومات مناسبة، والقيام بتجارب هيدروليكية على أدائها.
أما تخطيط وتأهيل مشاريع الري لأجل المحافظة على الموارد المائية في المملكة فتهدف الدراسة الى الخروج بنظام متكامل لادارة وتخطيط المناطق الزراعية المعتمدة على المياه الجوفية، لزيادة استخدام الموارد المائية المتوفرة في الري.
وتمثل الأغراض الرئيسية في مرحلة التخطيط ربط كل العناصر المطلوبة لترشيد المياه مع ادارة المياه الجوفية وطرق الزراعة والري ومعايرتها واختبار لتقويم ادارة موارد المياه وأساليب الري, وسيتم جمع معلومات وافية من مصادر مختلفة لدراسة ميدانية واسعة في خمس مناطق في المملكة, وكذلك معلومات حقلية متعددة من المشاريع الزراعية المختارة في حدود مساحة 50x50كيلومتر مربع لكل مشروع، سيتم تصميم وتحديث نموذج للمحاصيل والطقس واحتياجات الري والمياه الجوفية مرتبطة بنظام وادارة معلومات الري.
سيتم ربط هذه المعلومات الرقمية لأنواع المحاصيل والتربة وحجم الخزانات الجوفية وكميات ونوعيات المياه وخصائصها الهيدرولوجية بالاضافة للمعلومات المناخية مثل التبخر وكميات الأمطار ودرجات الحرارة والرطوبة.
أما تحليل أنظمة توزيع المياه في المناطق الجافة لترشيدها فيهدف هذا المشروع الى تحسين كفاءة نظم توزيع المياه في المناطق ذات وفرة مياه محدودة, يتضمن هذا البحث تطوير نظام الخبراء لتوزيع المياه اعتمادا على التصميم الهيدروليكي لأنظمة الري وشبكات توزيع المياه الحضرية، حسب الاستخدامات الفعلية، وتتم معايرة المحاكاة الهيدروليكية لشبكات توزيع المياه ونظام الخبراء بواسطة المعلومات المتحصل عليها من التجارب الحقلية على نظم توزيع الري بالرش والتنقيط والشبكات الحضرية.
كذلك استخدام تقانة الري تحت السطحي باستعمال الأنابيب المسامية فيهدف الى دراسة أفضل الظروف لاستخدام الأنابيب المسامية للري تحت سطح التربة وذلك لترشيد استهلاك المياه في المملكة العربية السعودية.
وقد صممت التجربة وأجري مسح أولي شامل لموضوع البحث حيث تبين انتشار هذه التقانة في العديد من مناطق العالم, وقد تم أيضا اعداد التجهيزات المختلفة والمواد اللازمة للشروع في الدراسة.
أيضا استخدام تقانة استحداث طبقة صماء في عمق التربة باستعمال المحاليل البلاستيكية فيهدف الى اختبار عدة محاليل بلاستيكية لزيادة كفاءة احتفاظ التربة الرملية للمياه بعمل طبقة صماء باضافة المحاليل البلاستيكية وذلك للاستفادة من هذه المركبات في الحقول الزراعية ودراسة تأثير تكوين الطبقة الصماء على قدرة احتفاظ التربة بالمياه.
وقد تم اجراء مسح أولي كامل وشامل يغطي الجوانب المختلفة للدراسة في تحضير التجهيزات والمواد اللازمة.
تكوين طبقة صماء غير منفذة للماء سوف يحد من رشح الماء الى الاسفل بعيدا عن منطقة الجذور وسوف يساهم ذلك في ترشيد استخدام الماء واضافة مساحات جديدة ونباتات جديدة تزيد من خصوبة الخضرة.
أما بالنسبة لتقنية حفظ المياه باستخدام النسيج ثلاثي الأبعاد والمواد الخاصة فيهدف الى دراسة كفاءة تقنية حفظ المياه باستخدام النسيج الثلاثي والمواد الماصة مع تحليل تكاليفها ومقارنتها مع الطرق المختلفة للمواد الحافظة للمياه في المملكة العربية السعودية.
تعمل المواد ذات القدرة المنفية للمياه على حفظ الماء جاهزا للنبات ولكي يمكن مقارنة مادة النسيج (3د) كمادة ماصة مع المواد المتوفرة بالمملكة سيتم اجراء تجربة حقلية في مشروع هذا العام.
زيادة المسطحات الخضراء:
فيما يختص بتطوير تقنية التشجير باستخدام الكائنات الحية الدقيقة التكافلية فيتلخص باستخدام بعض الكائنات الحية الدقيقة التكافلية مثل Rhizobia Frankia وفطريات الجذور الحويصلية الأربسكيولية للمساعدة في التشجير في المملكة العربية السعودية، وقد وقع الاختيار على استخدام نباتات مثل الأكاسيا والبرسوبس والكازورينا والنخيل لتنمية هذه الكائنات على جذورها، سواء بصورة كائن دقيق واحد للنبات، أو عدة كائنات دقيقة على جذر كل نبات.
كذلك زيادة المسطحات الخضراء بواسطة منظمات النمو ويهدف الى دراسة تأثير حمض خامس أمينوفينولنك 5ALA على العديد من النباتات المقاومة للملوحة ومقارنة تأثيره على هذه النباتات.
اعد تعميم التجربة الحقلية وكل التجهيزات الخاصة بها التي سوف تكون بمحطة البحوث التابعة لمدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية بالرياض.
كذلك تنمية وتقييم عدد من خلطات التربة العضوية لزيادة المسطحات الخضراء فقد تم اجراء حصر ودراسات عن المواد العضوية المتوفرة محليا وما تم عليها من دراسات سابقة، وعمل قطاعات التربة في حقول التجربة لمعرفة خواصها الفيزيائية والكيميائية, وتم تجهيز حقول التجربة بأجهزة الري والأجهزة الأخرى المطلوبة.
يهدف المشروع الى استخدام خلطات عضوية متوفرة محليا للزراعة، ودراسة تأثير استخدام هذه الخلطات على الانبات ونمو النبات, وتقدير قدرة هذه الخلطات على زيادة قدرة التربة الحفظية للماء وزيادة كفاءة استخدام المياه, ودراسة أفضل أنواع المواد العضوية المحلية استخداما من الناحية الاقتصادية في الزراعات الحقلية، وتشجيع الصناعة المحلية على صناعة مركبات عضوية محلية بدلا من استيرادها من الخارج.
كذلك دراسة وحصر النباتات المقاومة للجفاف والملوحة في المملكة فتتلخص فكرة حصر النباتات التي لها القدرة على تحمل الجفاف والملوحة ولها قيمة اقتصادية وغذائية.
لقد تم عمل قطاعات للتربة ودراسة الخواص الفيزيائية والكيميائية لحقل التجربة وجمع عينات تربة ونبات من مناطق مختلفة من المملكة، وكذلك تم تجهيز الأرض الزراعية الخاصة بالتجربة بالأجهزة المطلوبة مثل أجهزة الري، وزراعة النباتات المقاومة للجفاف والملوحة في المشتل.
أما بالنسبة لاستخدام تقانة شتل البادرات لاستزراع وزيادة المسطحات الخضراء باستخدام جهاز انبات البذور ذاتي الحركة فيهدف الى المساعدة في انتاج بادرات متجانسة في شكلها المظهري وتتميز بارتفاع معدل نموها.
وقد تم الانتهاء من وضع تصميم التجربة التي سوف يستخدم فيها جهاز انبات بذور ذاتي الحركة الذي ألحق بأحد البيوت المحمية في محطة البحوث بالرياض.
أيضا زراعة النجيل المقاوم للحرارة والملوحة فيهدف هذا المشروع الى انتاج النجيل المتأقلم على ظروف المملكة العربية السعودية ارتفاع درجة الحرارة وملوحة الماء والتربة والجفاف سوف يساهم في مقابلة الحاجة الماسة والمتزايدة للنجيل للاستخدام في الحدائق العامة والحدائق المنزلية والملاعب والطرقات وحيثما يسمح بزراعته.
لقد أجري عدد من التجارب الأولية لتقييم عدد من أنواع النجيل بأرض المشتل التجريبي بمحطة البحوث بمدينة الخفجي وقد أعطت هذه الأصناف نتائج مبشرة وسوف يتم نقل الأصناف الواعدة الى حقل المشاهدة لإجراء المزيد من الدراسات الحقلية عليها, تم تعميم تجربة حقلية لتنفيذها في محطة البحوث في الرياض.
تطبيقات التقنية الحيوية على نخيل التمر ويهدف هذا المشروع الى تطوير طرق لاكثار النخيل عن طريق تقانة زراعة الأنسجة وتطوير طرق وراثية لتمييز نخيل التمر في مراحل النمو المبكرة وتحديد آلية مقاومة الملوحة ودرجة الحرارة وعلاقتها بنشاط التمثيل الضوئي.
وقد تم تجريب عدة طرق لعزل المادة الوراثية DNA ومن ثم اختيار البروتوكول المناسب، كذلك تم زراعة 1300 نخلة بالمشتل التجريبي لأخذ الملاحظات الأولية حتى يتم نقلها الى الحقل بمحطة أبحاث المدينة بالخفجي.
وبدأت دراسة استخدام تقانة زراعة الأنسجة لاكثار أصناف النخيل وقد أكمل تجهيز المختبر بعد شراء وتأمين جميع الأجهزة المطلوبة,وسوف يؤدي استخدام تقنات الهندسة الوراثية وزراعة الأنسجة الى توفر أعداد كبيرة من شتلات النخيل ذات الصفات الوراثية الجيدة.
وسيتم التركيز في المشاريع التي يتم تنفيذها في مدينة الرياض على الجانب البحثي بينما تمثل المشاريع التي سيتم تنفيذها في محطة أبحاث مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية التي دشنت حديثا بمدينة الخفجي على الجانب التطبيقي.