لماذا تُعد المياه عنصرًا أساسيًا لحياة جميع الكائنات على كوكب الأرض؟

يمكن العثور على المياه في أجسام الكائنات الحية.

وتُستخدم المياه كمذيب وآلية للنقل في عملية التنفس والبناء الضوئي.

وعندما يبحث العلماء عن الحياة على الكواكب الأخرى، فإنهم يبحثون أولًا عن المياه.

ويمكن للبشر البقاء لفترة أطول بدون تناول الغذاء مقارنة بالفترة التي يمكنهم قضاؤها بدون المياه.

والمياه لازمة لإكمال دورات الحياة الكاملة؛ ويمكن للبذور أن تبقى خاملة في الظروف الجافة لآلاف السنين، ولكنها ستبدأ في النمو مع وجود المياه.

كيف يتحرك الماء خلال دورة المياه؟

الطاقة المستمدة من الشمس تجعل الماء يتحرك خلال دورة المياه.

وتتواجد نسبة 97- 98% من مياه العالم في البحار والمحيطات، وهي مياه مالحة.

وتعتمد الحيوانات والنباتات التي تعيش على الأرض على المياه العذبة، ولكن أقل من 1% من مياه العالم تتوافر لهم.

وتُحتجز معظم المياه العذبة في العالم في القمم الجليدية القطبية.

ولا تتعرض المياه للدمار مطلقًا، ولكن الحيوانات والنباتات تستخدمها باستمرار، وتعيدها إلى دورة المياه.

وكثيرًا ما تتلوث المياه العذبة عندما تعود إلى دورة المياه، ، بعد أن يستخدمها البشر.

كيف سيؤثر الاحتباس الحراري وتغير المناخ على دورة المياه؟

سوف تغدو الأنماط التقليدية لسقوط الأمطار غير متوقعة بشكل متزايد، وستصبح بعض المناطق أكثر جفافًا، بينما ستصبح مناطق أخرى أكثر رطوبة.

ويمكن للهواء الدافئ الاحتفاظ بكمية أكبر من الرطوبة مقارنة بالهواء البارد.

وعادة ما تتسارع عملية التبخر في ظل درجات الحرارة الأكثر دفئًا.

ويمكن أن تساهم معدلات التبخر المرتفعة في جفاف التربة بشكل أكثر سرعة في أوقات فترات الطقس الجاف الطويلة.

ويمكن أن يؤدي الهواء الرطب الدافئ إلى حدوث عواصف مطيرة غزيرة، وهو ما يؤدي بدوره إلى ارتفاع حوادث الفيضانات.

ويمكن أن يخفض تآكل التربة من الإنتاجية الزراعية وأن يؤدي إلى زيادة تلوث الأنهار والبحار الساحلية بسبب المواد الكيميائية الزراعية، وجريان مياه الأمطار في المناطق الحضرية، وزيادة تعكر المياه.

ويمكن أن تتأثر جودة المياه بدرجات الحرارة المتزايدة بسبب زيادة نمو الطحالب أو انخفاض قدرة الأكسجين المذاب.

ما أهمية المياه الآمنة والصرف الصحي؟

تُعد المياه الملوثة أكبر قاتل للبشر على وجه الأرض.

وتحدث جميع الوفيات التي تعزى إلى المياه غير الآمنة وضعف الصرف الصحي في العالم النامي.

حيث يموت في كل عام 3.4 مليون شخص بسبب أمراض مرتبطة بالمياه الملوثة، أو عدم وجود المراحيض، أو انخفاض مستوى النظافة.

وتعيش البكتيريا، والفيروسات، والطفيليات (التي تسمى أحيانا أمراض المناطق المدارية المنسية) في المياه الملوثة.

وتسبب التراخوما العمى ولكن يمكن تجنبها عبر الغسيل الأفضل بالصابون.

ويؤدي مرض الإسهال إلى الجفاف ويقتل 2,200 طفل يوميا.

وعندما يمرض الناس يتغيبون عن المدراس، ولا يذهبون إلى العمل ولا يساعدون أسرهم على زراعة الغذاء.

ولم يتحقق الهدف الإنمائي للأمم المتحدة بشأن الصرف الصحي في عام 2015.

ولا يزال 15% من سكان العالم يتبرزون في العراء (وهو مصدر رئيسي للمرض).

كيف نجعل المياه آمنة للشرب؟

يتمثل الخطر الرئيسي للمرض من المياه الملوثة في وجود الفيروسات والبكتيريا أو غيرها من الكائنات الحية الدقيقة. كما يشكل وجود مواد كيميائية سامة من التلوث الصناعي أو الزراعي خطرًا على الصحة.

ويمكن تنظيف المياه باستخدام طرق فيزيائية (مثل الترشيح)، وطرق كيميائية (مثل الكلور)، أو مزيج من الطريقتين وعادة ما يكون في البلدان الغنية. وتُزال المواد الصلبة المعلقة من المياه باستخدام طرق الفصل الفيزيائي للتصفية والترشيح. وتُصنع طبقات الترشيح من مجموعة من الوسائط. فبينما كانت تصنع قديما من الرمال؛ يشيع اليوم استخدام مزيج من الرمال ومرشح الكربون الحبيبي المنشط في أعمال معالجة المياه الحديثة.

ويشيع استخدام مرشح الكربون الحبيبي المنشط لامتصاص المركبات العضوية الطبيعية، والمركبات التي تسبب الطعم والرائحة الكريهة، والمواد الكيميائية العضوية الاصطناعية في معالجة مياه الشرب. ويُمثل الامتصاص عملية مادية وكيميائية في نفس الوقت لتجميع المادة في الواجهة بين المراحل السائلة والصلبة. ويُعد الكربون المنشط مادة ماصة فعالة لأنه مادة مسامية للغاية توفر مساحة سطحية كبيرة تمتصها الملوثات.

ويستخدم التناضح العكسي أغشية اصطناعية فائقة الدقة لتصفية البكتيريا، بل والفيروسات. ويُعد التناضح العكسي عملية أساسية تجري داخل أجسام النباتات والحيوانات. وقد ظهر لأول مرة في عام 1748 على يد جون-أنطوان نوليه في فرنسا. واستمر الأمر كذلك حتى أواخر الأربعينيات من القرن الماضي عندما تحدت الحكومة الأمريكية المجتمع العلمي لإيجاد طرق جديدة لتحلية مياه البحر. وافتُتحت أول محطة تحلية تجارية في كاليفورنيا عام 1965.

واستُخدمت الكلورة للمرة الأولى لتطهير المياه في المملكة المتحدة حوالي عام 1897. حيث كانت البلاد تعاني في ذلك الوقت من تفشي حمى التيفوئيد والكوليرا بشكل متكرر (انظر دكتور جون سنو وسيمز وودهيد).

وقد لعبت الكلورة دورا حاسما في حماية إمدادات مياه الشرب من الأمراض المعدية المنقولة عبر المياه لمدة 90 عاما. كما كان الترشيح وتطهير مياه الشرب بالكلور مسؤولين بشكل كبير عن الزيادة في متوسط العمر المتوقع بنسبة 50% في البلدان المتقدمة خلال القرن العشرين. وقد أدت هذه الحقيقة إلى جعل مجلة لايف تشير مؤخرا إلى ترشيح مياه الشرب والكلورة باعتبارهما "أهم تقدم للصحة العامة في الألفية".

كيف يستهلك البشر معظم المياه؟

عندما نفكر في استخدام البشر للمياه، نميل إلى التركيز على الشرب، والغسيل، والطبخ، وتنظيف المرحاض، إلا أن هذه الأنشطة لا تمثل طريقة استخدام البشر لمعظم المياه. ويرتبط حوالي 65% من استخدام الفرد اليومي للمياه بإنتاج الغذاء. ويخصص ما بين 20 و45% من استخدام الفرد اليومي للمياه للعمليات الصناعية؛ وهو ما يعني أن الماء يدخل في الأشياء المصنعة التي نشتريها مثل الهواتف المحمولة، والجينز وأجهزة التلفزيون.

ويمكن للعلماء حساب إجمالي كمية المياه اللازمة لإنتاج 1 كيلوجرام من الأنواع المختلفة من الأغذية في أطباقنا أو في أي منتج صناعي. وتعرف هذه العملية باسم ’البصمة المائية‘ أو ’المياه المدمجة‘.

وتختلف البصمة المائية لأنواع الأغذية المختلفة اختلافًا كبيرًا، حيث يكون للخضار، بشكل عام، بصمة مائية أقل بكثير من منتجات اللحوم، على الرغم من وجود بعض الاستثناءات لهذه القاعدة العامة.

كما تشارك المياه في إنتاج الطاقة. وتستخدم معظم محطات الطاقة الفحم، أو النفط، أو الغاز أو الوقود النووي لتسخين المياه وتحويلها إلى بخار لإنتاج الكهرباء. وتستخدم هذه العملية كميات كبيرة من مياه الأنهار أو البحيرات أو المواقع الساحلية.

ويمكن للعلماء حساب البصمة المائية لكل كيلو واط من الكهرباء المنتجة، وبالتالي لكل كيلوواط ساعة نستهلكها في حياتنا.

ويتعين تصنيع كل منتج من صنع الإنسان نستخدمه في مصنع يستخدم المواد الخام والطاقة، وبالطبع، الماء! وتستهلك صناعة سيارة عادية 400,000 لتر من المياه؛ كما يستخدم 1 لتر من المياه المعبأة 5 لترات من الماء لإنتاجه (والزجاجة!).

كيف يتم توصيل المياه النظيفة إلى منازل الناس؟

تتوافر أقل من 1% من مياه العالم لاستخدام البشر.

ويمكن الحصول على المياه من الأنهار أو البحيرات أو الخزانات أو من المياه الجوفية.

وتتعرض المياه السطحية مثل مياه الأنهار والبحيرات للتلوث بسهولة.

وتُعد المياه الجوفية عمومًا مصدرا أكثر موثوقية للمياه النظيفة ويمكن الوصول إليها عن طريق بناء الآبار أو حفر الآبار الارتوازية لضخ المياه المرشحة بشكل طبيعي بفعل التربة والصخور.

وتُعرف الصخور الحاملة للمياه باسم مكامن المياه الجوفية وهي مصدر حيوي للمياه النقية للإنسانية في جميع أنحاء العالم.

وإذا تلوثت المياه الجوفية (من تسرب المياه المالحة أو المواد الكيميائية التي يصنعها الإنسان)، قد يكون من الصعب للغاية تنظيفها.

وتُجلب المياه الجوفية إلى السطح عن طريق الآبار، باستخدام مضخات يدوية أو كهربائية. ثم تُنقل إلى منازل الناس في دلاء أو تنتقل عبر شبكة من الأنابيب لمزيد من المعالجة.

وفي العديد من المدن في دول العالم النامي، يقدم بائعو المياه الخاصة المياه النظيفة إلى المنازل، لكن هذا يمكن أن يكون مكلفا للغاية بالنسبة للعديد من الأسر الفقيرة، فيضطرون إلى الاستمرار في استخدام المياه القذرة غير المعالجة.

وعادة ما تكون إمدادات المياه المعالجة متوفرة بشكل شامل في الدول المتقدمة. لكن أنظمة الإمداد بالمياه المذكورة مكلفة في تشغيلها وصيانتها، وأصبحت مسائل القدرة على تحمل التكاليف للأسر منخفضة الدخل شائعة بشكل متزايد في جميع الدول.

ماذا يفعل الناس لخفض كمية المياه التي يستخدمونها والفضلات كل يوم؟

يستخدم معظم الناس المياه في منازلهم من أجل النظافة الشخصية (الغسيل) والتنظيف والطهي.

وتمثل مياه الشرب عمومًا نسبة صغيرة جدا من إجمالي المياه المستخدمة في المنازل.

ويمكن أن يوفر منع استخدام الخراطيم كميات كبيرة من المياه. وكثيرًا ما يكون حظر استخدام الخراطيم أول إجراء تقوم به شركات إمدادات المياه في بداية الجفاف.

كما قد يوفر جمع مياه الأمطار من الأسقف لاستخدامها في ري الحدائق أو سيفونات الحمامات أو غسيل الملابس كميات كبيرة من المياه الصالحة للشرب المكلفة المعالجة بالكامل من استخدامها لأسباب غير صالحة للشرب.

وتستهلك مرات الاستحمام القصيرة كميات أقل من الماء مقارنة بالاستحمام الكامل؛ وتوفر الطاقة أيضا باستخدام مياه أقل سخونة.

يمكن أن يشكل تنظيف المرحاض 20% من إجمالي المياه المستخدمة في المنزل؛ ويساعد استخدام السيفونات الأقل حجما على تقليل النسبة المئوية من إجمالي المياه الموردة لكل مرة.

تتوفر حاليا الغسالات وغسالات الأطباق التي تتميز بكفاءة استخدام المياه؛ في بعض البلدان، تحتاج جميع الأجهزة الجديدة إلى إظهار استخدام المياه وكذلك استهلاك الطاقة.