📄 agriculture

Effect of salinity on the performance of a sequencing batch reactor during the remediation of agricultural wastewater with duckweed as vegetation: Effect on the dominant microbial species

إن ارتفاع مستويات الملوحة من 0 إلى 30 جم/لتر من كلوريد الصوديوم يضعف بشكل كبير أداء مفاعل الدفعات المتتابع القائم على عدس الماء لمعالجة مياه الصرف الزراعي، وذلك من خلال خفض كفاءة إزالة الملوثات، وتقليل إنتاجية الكتلة الحيوية، وتثبيط الأنواع الميكروبية السائدة.

المؤلفون الأصليون: Lipsa Patnaik, Subrat Kumar Mallick

نُشر 2026-08-10

📖 3 دقيقة قراءة☕ قراءة في استراحة قهوة

CC BY 4.0

المؤلفون الأصليون: Lipsa Patnaik, Subrat Kumar Mallick

البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل

تخيل عالماً يتحول فيه الماء الذي نستخدمه لزراعة طعامنا ببطء إلى ملاحة عملاقة غير مرئية. هذه ليست مجرد مشكلة للنباتات فحسب، بل هي صداع للآلات التي نبنيها لتنقية ذلك الماء قبل أن يعود إلى البيئة. لقد حاول العلماء حل هذه المشكلة من خلال بناء محطات معالجة "قائمة على الطبيعة". فكر في هذه المحطات كحدائق عالية التقنية حيث تتعاون عمال مجهريون غير مرئيون (الميكروبات) مع نباتات خضراء عائمة (مثل عدس الماء) لالتهام الأشياء القذرة في الماء المتسخ. إنه رقص متناغم (تكافل): النباتات تمنح الميكروبات الأكسجين، والميكروبات تأكل التلوث، مما يحافظ على صحة النظام بأكه. ولكن ماذا يحدث إذا بدأت في صب الملح في هذا الرقص المتناغم؟ هل تتوقف الموسيقى؟ هل ينهار ممر الرقص؟ هذا هو السؤال الكبير الذي يطرحه الباحثون، لأن تربتنا تصبح أكثر ملوحة بسبب الممارسات الزراعية، مما يجعل المياه التي تجري من حقولنا عبارة عن حساء مالح يمكن أن يكسر هذه الآلات الخضراء للتنظيف.

في هذه الدراسة، قرر فريق من الباحثين لعب دور "الملاحة" ليروا كيف ستتحمل آلة تنظيف طبيعية معينة، تُسمى "مفاعل الدفعات المتتابع" (SBR)، وطأة الحرارة. قاموا بإعداد مفاعل مليء بالتربة والماء وعدس الماء، وبدأوا ببطء في إضافة الملح (كلوريد الصوديوم، أو NaCl) إلى الخليط، رافعين مستواه من الصفر وصولاً إلى مستوى مالح جداً يبلغ 30 جراماً لكل لتر. أرادوا معرفة ما إذا كان النظام سيتمكن من مواصلة تنقية الماء أم أن الملح سيسحق الميكروبات والنباتات.

كانت النتائج تشبه إلى حد كبير مراقبة عداء ماراثون يتباطأ بينما يصبح الطريق أكثر انحداراً. فمع ارتفاع مستويات الملح، انخفضت قدرة المفاعل على تنقية الماء بشكل ملحوظ. عندما لم يكن هناك ملح، كان النظام بمثابة "سوبر ستار"، حيث أزال 99% من اليوريا (نوع من نفايات الأسمدة) و88% من المواد العضوية القذرة (المقاسة كطلب الأكسجين الكيميائي COD). ولكن مع رفع مستوى الملح إلى 30 جراماً/لتر، انهارت تلك الأرقام لتصل إلى 11% و9% فقط على التوالي. أما الأمونيا في الماء، والتي تُؤكل عادةً، فقد بدأت تتراكم، حيث انخفضت نسبة إزالتها من 81% إلى 29%. يبدو أن الملح جعل "العمال غير المرئيين" أقل نشاطاً وأبطأ. كما تقلص إجمالي كمية المواد الحية (الكتلة الحيوية) في المفاعل من حوالي 9.21 جرام/لتر إلى 7.49 جرام/لتر. وأصبح التربة نفسها "منتفخة" ومتورمة، مثل إسفنجة امتصت الكثير من الماء، وبدأت جثث الميكروبات الميتة تستقر في القاع، مما غير كيمياء التربة.

ومن المثير للاهتمام أن الملح لم يؤذِ كل شيء بالتساوي. فقد حافظت عملية إزالة الفوسفور على قوتها حتى وصل الملح إلى مستوى عالٍ جداً بلغ 25 جرام/لتر، وعندها فقط بدأت تعاني. كما أجرى الباحثون نظرة فاحصة على أنواع الميكروبات المحددة التي تعيش داخل المفاعل، ووجدوا نوعين رئيسيين من البكتيريا: Exiguobacterium aurantiacum و Staphylococcus haemolyticus. ورغم أن هذه البكتيريا معروفة بكونها قوية ويمكنها تحمل بعض الملح بمفردها، إلا أن الجمع بين الملح العالي والمواد الكيميائية الضارة الأخرى في الماء (مثل المبيدات الحشرية) جعلها أقل فعالية بكثير. فكلما زادت ملوحة الماء، قلّ ما تستطيع هذه البكتيريا القيام به.

ومع ذلك، كان هناك جانب مشرق؛ فالنظام لم يكن ميتاً، بل كان مجهداً فحسب. فعندما توقف الباحثون أخيراً عن إضافة الملح وتركوا المفاعل يعمل بالماء العذب مرة أخرى، استعادت الميكروبات والنباتات عافيتهما. نمت الكتلة الحيوية مجدداً، وعادت كفاءة التنظيف، واستقرت خصائص التربة. يشير هذا إلى أنه على الرغم من أن المفاعلات القائمة على الطبيعة يمكن أن تتعطل مؤقتاً بسبب الملوحة العالية، إلا أنها لا تدمر بالضرورة إلى الأبد. وتخلص الدراسة إلى أنه على الرغم من أن هذه المفاعلات القائمة على الطبيعة رائعة، إلا أننا بحاجة إلى توخي الحذر بشأن كمية الملح الموجودة في الماء الذي نغذيها به، لأن الكثير من الملح يمكنه بالتأكيد إبطاء طاقم التنظيف، حتى لو تمكنوا من التعافي بمجرد زوال الملح.

أبحاث مشابهة