مشکل کمبود آب

در حالی که حدود یک درصد از جمعیت جهان در ایران زندگی می کنند, تنها ۲۶ از منابع آب شیرین جهان در کشور وجود دارد برآوردهای علمی نشان می دهد که با افزایش تدریجی جمعیت, ایران تا دو دهه ی آینده با کمبود شدید آب روبه رو خواهد شد

در حالی که حدود یک درصد از جمعیت جهان در ایران زندگی می‌کنند، تنها ۲۶% از منابع آب شیرین جهان در کشور وجود دارد. برآوردهای علمی نشان می‌دهد که با افزایش تدریجی جمعیت، ایران تا دو دهه‌ی آینده با کمبود شدید آب روبه‌رو خواهد شد. در ضمن پژوهش‌های جهانی نشان داده است که کاهش منابع آب در کشورهای خاورمیانه و رقابت بر سر بهره‌برداری از منابع آب موجود در منطقه، نقش روزافزونی در امنیت ملی هر یک از این کشوره دارد. از این رو در آینده، آب در خاورمیانه می‌تواند به سرمایه‌ای ارزنده‌تر و حیاتی‌تر از نفت تبدیل شود!

قابل توجه است که بیش از ۷۰ درصد منابع آب قابل دسترسی در خاورمیانه به آبیاری دذر بخش کشاورزی اختصاص دارد. اهمیت بخش کشاورزی برای افزایش درآمدهای ملی، کارآفرینی و تأمین غذا و در واقع برای تضمین اقتدار و امنیت ملی و هدف‌های اقتصادی ـ سیاسی این کشورها بر کسی پوشیده نیست.

بی‌توجهی به مسایل مربوط به آب، مصرف بی‌رویه، آلوده کردن آب رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و دیگر منابع از یک سو، و افزایش روزافزون جمعیت مصرف‌کننده‌ی آب از سوی دیگر، سبب شده است که کار تأمین آب مورد نیاز ما دشوارتر شود. بی‌تردید ادامه‌ی این روند در آینده بر شدت بحران کم‌آبی خواهد افزود.

اندازه‌گیری و محاسبه تنها هنگامی سودمند است که همه‌ی مردم در سراسر جهان برای گزارش و اریه‌ی یافته‌های خود از یکاهای یکسانی استفاده کنند. از این‌رو دانشمندان همه‌ی کشورها، اندازه‌گیری‌ها و محاسبه‌های خود را با «سیستم متریک» گزارش می‌دهند.

بیش از صد سال پیش، یکاهای متریک، برای نخستین بار در فرانسه معرفی شدند. اما شکل جدید این سیستم، از سال ۱۹۶۰ میلادی به این سو، در سراسر جهان به کار می‌رود. این سیستم بین‌المللی که SI نامیده می‌شود، در کشور ما نیز پذیرفته شده است. متر (m ، یکای اندازه‌گیری طول)، کلیوگرم (kg ، یکای اندازه‌گیری جرم) و ثانیه (s ، یکای اندازه‌گیری زمان) برای شما یکاهای آشنایی هستند. اما پاسکال (Pa ، یکای اندازه‌یری فشار)، ژول (J ، یکای اندازه‌گیری انرژی) و مول (mol ، یکای اندازه‌گیری مقدار ماده) یکاهایی هستند که در جای خود معرفی خواهند شد.

یکای طول در سیستم SI متر است و آن را با نماد m نشان می‌دهند. اما، بسیاری از طول‌ها وجود دارند که ممکن است خیلی بزرگ‌تر یا خیلی کوچک‌تر از یک متر باشند. برای نمایش این طول‌ها در سیستم SI پیشموندهایی تعریف شده است که برای همه‌ی یکاها به کار می‌روند. هرگاه یکی از این پیشوندها در جلوی یکی از یکاهای سیستم SI قرار گیرد، آن یکا را به اندازه‌ی مشخصی بزرگ یا کوچک می‌کند. کیلو (k ، هزار برابر)، دسی (d ، ۱/۰ برابر) سانتی (c ، ۰۱/۰ برابر) و میلی (m ، ۰۰۱/۰ برابر) پیشوندهای مهمی هستند که در این کتاب با آن‌ها سروکار خواهید داشت.

در مثال‌های زیر با کاربرد و معنای این پیشوندها بهتر آشنا می‌شوید:

ضخامت هر برگ این کتاب ۱/۰ میلی‌متر است:

۰/ ۱mm =۰/۱×۰/ ۰۰۱m =۰/۰۰۰۱m

فاصله‌ی تهران تا شیراز ۸۹۵ کیلومتر است:

۸۹۵km =۸۹۵×۱۰۰۰m = ۸۹۵۰۰۰m

افزون بر یکاهای SI از یکاهای غیر SI بسیاری نیز در شیمی استفاده می‌شود. درجه‌ی سلسیوس (°C ، یکای اندازه‌گیری دما)، لیتر (L ، یکای اندازه‌گیری حجم) و کالری (cal ، یکای اندازه‌گیری انرژی) از جمله‌ی مهم‌ترین یکاهای غیر SI هستند.

از آن‌جا که یکای اندازه‌گیری حجم، یعنی متر مکعب (۳m ، حجم مکعبی به طول، عرض و ارتفاع m۱) یکای بزرگی است، در شیمی و حتی در زندگی روزانه از یکاهای کوچک‌تری مانند لیتر (L)، سانتی‌متر مکعب (۳cm) یا میلی‌لیتر (mL) استفاده می‌شود. رابطه‌ی این یکاها به این شکل است:

۱m۳=۱۰۰۰۰۰۰ cm۳ = ۱۰۰۰L

۱L=۱۰۰۰cm۳=۱۰۰۰mL

۱cm۳=۱mL

در مناطقی که منابع آبی آن‌ها آب سخت است، برای زدودن یون‌های کلسیم و منیزیم، از دستگاهی به نام دستگاه تبادلگر یونی استفاده می‌کنند. این دستگاه را می‌توان در کنار شمارشگر آب در خانه نصب کرد. ماده‌ی اصلی موجود در این دستگاه در ساختار خود کاتیون‌های سدیم دارد و با عبور آب سخت از روی این ماده، کاتیون‌های +۲Ca و +۲Mg جای +Na را می‌گیرند و آن را به‌جای خود، وارد آب می‌کنند.

نتیجه این که آب سختِ دارای یون‌های کلسیم و منیزیم، از یک سو وارد دستگاه می‌شود و از سوی دیگر، آب نرم دارای یون‌های سدیم خارج می‌شود و به مصرف عمومی می‌رسد.

ماده‌ی از کارافتاده موجود در آب نمک ماده‌ی بازیافت‌شده پساب دورریختنی جالب این که، این فرآیند برگشت‌پذیر است. به این معنا که پس از چندی، دستگاه از یون‌های کلسیم و منیزیم انباشته می‌شود و در تنیجه از فعالیت باز می‌ایستد. در این هنگام باید آن را به‌وسیله‌ی آب نمک غلیظ شست‌وشو داد تا با اجرای وارونه‌ی حالت پیشین، ماده یادشده دوباره به حالت نخستین خود برگردد و برای نرم کردن آب آماده شود. در این زمان پساب دستگاه دور ریخته می‌شود.

Ca۲+ + ماده‌ی انباشته ازNa +Na + ماده‌ی دارای+Ca۲+

برای این کار کافی است که شیرهای ورود و خروج مرحله‌ی نخستین را ببندیم و شیرهای ورود و خروج مرحله‌ی دوم را باز کنیم. معمولاً شست‌وشوی ماده‌ی درون دستگاه را شب‌ها در ۲ تا ۳ ساعت یا در زمانی که نیاز به آب نیست، انجام می‌دهند.

چنان که می‌دانید، گاز متان یک گاز گلخانه‌ای است و افزایش مقدار آن سبب افزایش دمای زمین می‌شود. یکی از تولیدکنندگان عمده‌ی گاز متان موریانه‌ها هستند. هنگامی که موریانه‌ها چوب را می‌خورند، متان، کربن‌دی‌اکسید و ترکیب‌های شیمیایی دیگری تولید می‌کنند و تخمین زده شده است که موریانه‌ها سالانه ۱۶۵ میلیون تُن کربن دی‌اکسید تولید می‌کنند. آشکار است که میزان متان و کربن دی‌اکسید تولیدشده به‌وسیله‌ی موریانه‌ها بسیار قابل توجه است و بنابراین بعید نیست که با ایجاد شرایط محیطی مناسب، جمعیت آن‌ها ازایش یابد و به این ترتیب، مقدار بسیار بیش‌تری متان به هواکره وارد شود.

▪ آیا می‌توان افزایش دمای زمین را به گردن موریانه‌ها انداخت؟!

شیمیدان هواکره فردی است که ترکیب شیمیایی طبیعی هواکره را بشناسد و از شیوه‌های برهم‌کنش گازها، مایع‌ها، و جامدهای موجود در هواکره با سطح زمین و با موجودات زنده‌ای که روی زمین زندگی می‌کنند، آگاه و به چگونگی تأثیر فعالیت‌های انسانی بر ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی هواکره علاقه‌مند باشد. او کسی است که با پژوهش روی آثار زیان‌بار برخی از بحران‌های زیست‌محیطی که ناشی از تغییر در هواکره است، در جهت درک و حل امیدوارانه‌ی این بحران‌ها تلاش می‌کند. اهمیت این رشته‌ی تحصیلی در جهان از آن‌جا آشکار می‌شود که در سال ۱۹۹۵ دو شیمیدان هواکره موفق به دریافت جایزه‌ی نوبل در شیمی شدند.

مهم‌ترین پیامد زیست‌محیطی ناشی از جنگ خلیج‌فارس فاجعه‌ی آتش‌سوزی چاه‌های نفت کویت در ۲۲ فوریه ۱۹۹۱ بود. در این روز هواپیماهای عراقی ۹۰۰ حلقه چاه نفت کویت را بمباران کردند و به این ترتیب آتش‌سوزی مهیبی را در سطح منطقه به‌وجود آوردند. در این حادثه‌ی عظیم نفتی، حدود یک میلیارد بشکه نفت طعهمه‌ی آتش شد و نزدیک به ۱ میلیون بشکه نفت از طریق پایانه‌ها و مخازن نفتی بندر احمدی به خلیج‌فارس راه یافت. در این روادید بر اثرسوختن روزانه حدود ۵ میلیون بشکه نفت خام، حدود ۴۰۰۰ تُن خاکستر، ۲۰۰۰ تُن نیتروژن دی‌اکسید، ۴۰۰۰۰ تُن گوگرد دی‌اکسید و هزارها تُن گازهای سمی دیگر، وارد محیط زیست شد. افزون بر این، تخمین زده می‌شود که در مجموع ۲۰۰ میلیون تُن گاز ۲CO در جریان این حادثه به هوا کره افزوده شده است.

حدود ۹۵% از انرژی رسیده به سطح زمین به‌وسیله‌ی اقیانوس‌ها جذب می‌شود. تعجب نکنید، زیرا، همان‌طوری که می‌دانید حدود ۷۵ درصد از سطح زمین را آب‌های تیره‌رنگ و نفوذناپذیر اقیانوس‌ها پوشانده‌اند. این در حالی است که سطح خشکی‌ها رنگ روشن‌تری دارند و مقدار زیادی از تابش خورشیدی را منعکس می‌کنند. برای مثال، نواحی بیابانی زردرنگ و نواحی قطبی و برف‌گیر سفید رنگند. بنابراین، تغییر میزان بازتابندگی سطح زمین نیز می‌تواند در تغییر دمای زمین مؤثر باشد. به نظر شما، اگر روی برف‌ها و یخ‌های موجود در قطب جنوب و شمال لایه‌ای از غبار ریخته شود، دمای زمین چه تغییری خواهد کرد؟