Integrated Geoecological Monitoring and Environmental Risk Assessment of Potash Industrial Facilities under Arid Climatic Conditions

في المناظر الطبيعية الجافة والمحترقة من الشمس في آسيا الوسطى، تروي الأرض قصة تجمع بين النشاط البشري والهشاشة الطبيعية. هنا، حيث ندرة الأمطار وتكون الرياح قوة مستمرة، تحتضن الأرض مورداً قيماً: البوتاس. هذا المعدن ضروري لصناعة الأسمدة التي تساعد في زراعة الغذاء لعالم جائع. ومع ذلك، فإن استخراج ومعالجة البوتاس يترك وراءه أكواماً ضخمة من الصخور النفايات، المعروفة باسم الهاليت، وهي في الأساس ملح. في المناخات الرطبة، قد تغسل الأمطار هذه الأملاح أو تخففها، ولكن في المناطق القاحلة، تخلق ندرة المياه وكثافة الشمس مشكلة مختلفة. تلتقط الرياح الغبار الملحي الناعم من أكوام النفايات هذه وتحمله عبر الأرض، ل يستقر على التربة والمياه. هذه العملية، التي تسمى التملح الثانوي، تحول الأرض الخصبة إلى أرض مالحة قاحلة وتسمم إمدادات المياه. إن فهم كيفية تحرك هذه السحابة غير المرئية من الملح وكيفية إلحاقها الضرر بالبيئة أمر بالغ الأهمية لحماية الأرض والناس الذين يعتمدون عليها.

قام فريق من الباحثين من أوزبكستان الآن برسم خريطة لهذا التهديد غير المرئي بالتفصيل، مع التركيز على منطقة ديهكونوبود الصناعية للبوتاس في جنوب أوزبكستان. تعد هذه المنطقة واحدة من أكبر مرافق البوتاس في آسيا الوسطى، حيث المناخ حار وجاف وعاصف. أراد العلماء فهم كيفية انتقال الملح من أكوام النفايات عبر الهواء بالضبط، وكيف يستقر على الأرض، ويتسرب إلى الماء. لقد بنوا نظام مراقبة شاملاً يجمع بين القياسات الميدانية والنمذجة الحاسوبية لتتبع حركة جزيئات الملح، وملوحة التربة، وجودة المياه. لم يكن هدفهم مجرد قياس الضرر، بل رسم صورة واضحة لمناطق الخطر حتى يكون الإدارة المستقبلية للأراضي أكثر فعالية.

وجد الباحثون أن أكوام النفايات تعمل كمصدر طويل الأمد للغبار المالح. فعندما تهب الرياح، ترفع جزيئات ملحية صغيرة إلى الهواء، مما يخلق سحابة تنتشر خارجاً من الموقع الصناعي. وباستخدام نموذج مصمم للظروف الجافة والعاصفة، تتبعوا كيف يتغير تركيز هذا الغبار كلما ابتعد عن المصدر. كانت النتائج صارخة: بجوار أكوام النفايات مباشرة، كان الهواء كثيفاً بالملح، حيث وصلت قياسات جزيئات الغبار الكبيرة إلى 185 ميكروغرام لكل متر مكعب. ومع حمل الرياح لهذا الغبار بعيداً، انخفض التركيز بسرعة. وعلى مسافة نصف كيلومتر فقط، كانت المستويات لا تزال مرتفعة، ولكن بحلول الوقت الذي قطع فيه الغبار عشرة كيلومترات، انخفض التركيز إلى مستوى الخلفية البالغ 25 ميكروغرام لكل متر مكعب. أظهر هذا الانخفاض الأسي أن التأثير الجوي الأكثر شدة يتركز ضمن نصف قطر قدره ثلاثة كيلومترات من أكوام النفايات، مع تلاشي الخطر بشكل كبير بعد ذلك.

هذا الملح المحمول جواً لا يختفي فحسب؛ بل يستقر على الأرض، محولاً التربة إلى تربة مالحة. قام الفريق بقياس الموصلية الكهربائية للتربة، وهي طريقة معيارية لتحديد كمية الملح الموجودة. في المناطق الأقرب إلى أكوام النفايات، كانت التربة مشبعة بشدة، حيث تجاوزت قيم الموصلية 8 ديسي سيمنز لكل متر، وهو مستوى سام لمعظم النباتات. لاحظ الباحثون نمطاً واضحاً: كلما اقتربت التربة من مصدر الملح، زادت الملوحة. وعلى مسافة تتراوح بين ثلاثة إلى خمسة كيلومترات، أظهرت التربة ملوحة متوسطة، وما بعد خمسة كيلومترات، عادت مستويات الملح إلى الظروف المستقرة والطبيعية. كانت الرياح هي المحرك الرئيسي لهذا الانتشار، حيث حملت الملح على طول مسار محدد وخلقت منطقة تدهور متميزة تتبع اتجاه الرياح السائدة.

لم يتوقف التأثير عند التربة؛ بل وصل أيضاً إلى الماء. حلل الباحثون المياه في المنطقة ووجدوا أن نفس الملح الذي ينتقل عبر الهواء كان يلوث المياه الجوفية والسطحية أيضاً. بالقرب من أكوام النفايات، كانت المياه عالية التمعدن، تحتوي على مستويات عالية من المواد الصلبة الذائبة الكلية، والصوديوم، والكلوريد. على بعد نصف كيلومتر من المصدر، احتوت المياه على 6,200 ملليغرام من المواد الصلبة الذائبة لكل لتر، مما يجعلها مالحة جداً لمعظم الاستخدامات. ومع زيادة المسافة من الموقع الصناي، تحسنت جودة المياه تدريجياً. فعلى بعد عشرة كيلومترات، احتوت المياه على 980 ملليغرام فقط من المواد الصلبة الذائبة، لتعود إلى مستوى خلفية أكثر أماناً. أكدت الدراسة أن الملح الذي يتحرك عبر الهواء يستقر ويذوب في النهاية في الماء، مما يخلق دورة من التلوث تؤثر على النظام البيئي المحلي بأكمله.

لجمع هذه العناصر الثلاثة معاً — الهواء والتربة والماء — أنشأ الباحثون خريطة مخاطر موحدة. لقد دمجوا بياناتهم حول الغبار وملوحة التربة وجودة المياه في مؤشر واحد يمكنه تصور الخطر عبر المناظر الطبيعية. أظهرت هذه الخريطة بوضوح ثلاث مناطق متميزة. تمتد منطقة الخطر العالي، حيث تتعرض البيئة لأشد الضغوط، لمسافة ثلاثة كيلومترات من أكوام النفايات ومنشآت المعالجة. في هذه المنطقة، يكون الهواء مغبراً، والتربة مالحة، والمياه معدنية. وتمتد منطقة الخطر المتوسط من ثلاثة إلى خمسة كيلومترات، حيث تكون التأثيرات ملحوظة ولكنها أقل حدة. وما وراء خمسة كيلومترات، ينخفض الخطر إلى مستويات منخفضة، وتظل البيئة مستقرة نسبياً. كما سلطت الخريطة الضوء على أن الخطر ليس موحداً في جميع الاتجاهات؛ فهو أكثر شدة على طول مسار الرياح السائدة، مما يؤكد أن الرياح هي المحرك الرئيسي لهذا التحول البيئي.

كشفت الدراسة أيضاً عن وجود صلة قوية بين هذه الأجزاء المختلفة من البيئة. فقد كان مقدار الملح في الهواء مرتبطاً بشكل مباشر بمدى ملوحة التربة، وكلاهما كان مرتبطاً ارتباطاً وثيقاً بتمعدن المياه. وهذا يعني أن المشكلة لا يمكن حلها بالنظر إلى جزء واحد فقط من النظام؛ فالهواء والتربة والماء جميعها جزء من سلسلة واحدة مترابطة من الأحداث التي تقودها الرياح والنفايات. وأشار الباحثون إلى أنه في المناخات الرطبة، تساعد الأمطار على غسل الأملاح بعيداً، ولكن في هذه المنطقة الجافة، تحبس ندرة الأمطار ومعدلات التبخر العالية الملح، مما يجعل المشكلة أسوأ وأطول أمداً.

بناءً على هذه النتائج، يقترح الباحثون أن تنظيف هذه المواقع يتطلب نهجاً مختلفاً عن النهج المستخدم في الأجزاء الأكثر رطوبة من العالم. ولأن الملح شديد الذوبان، فإن استخدام كميات كبيرة من الماء لغسله قد يؤدي في الواقع إلى تفاقم الأمور من خلال خلق جريان سطحي عالي الملوحة يسمم المياه الجوفية. بدلاً من ذلك، يقترحون طرقاً تركز على منع الرياح من التقاط الغبار في المقام الأول. ويمكن أن يشمل ذلك تغطية أكوام النفايات مادياً، أو تثبيت السطح، أو زراعة نباتات تتحمل الملوحة يمكنها تثبيت التربة في مكانها. يوفر نظام المراقبة المتكامل الذي طوروه مخططاً علمياً لإدارة هذه المخاطر، مما يسمح للمسؤولين بمعرفة مكان الخطر بالضبط والتخطيط لجهود الاستصلاح التي تحمي الأرض والمياه للمستقبل. ومن خلال فهم كيفية تحرك الملح وأين يستقر، يمكن للمنطقة إدارة نموها الصناعي بشكل أفضل دون التضحية ببيئتها القاحلة الهشة.