العلماء يقومون بتحويل التربة الملوثة بخام النفط إلى أرض خصبة

قام علماء من جامعة رايس بتنظيف التربة الملوثة بتسريبات النفط الخام بطريقة توفر الطاقة و تعيد خصوبة التربة.
لقد قاموا باستخدام عملية تعرف (بالبايرولسيس) حيث يتم تسخين التربة الملوثة في غياب الأوكسجين. هذه العملية أفضل بكثير من الطرق التقليدية التي يتم فيها حرق التربة من أجل الحصول على المعالجة السريعة, حسب ما صرح به المهندس البيئي بيدرو الفاريز في جامعة رايس.

“هدفنا الأصلي كان متمثلا بتسريع الاستجابة لتسريبات النفط الخام ولكن طموحاتنا كانت بتحويل التربة الملوثة إلى تربة خصبة”.

تسريبات النفط الخام التي تحدث في البحار تستولي على اغلب الاهتمام, طبقا لما قالة فاريز، ولكن 98% من هذه التسريبات – أكثر من 25,000 في السنة – تحدث على اليابسة. تنفق الحكومات والشركات النفطية في العالم ما يقارب 10 مليار دولار سنويا لتنظيف هذه التسريبات.

لقد وجد فريق جامعة رايس أن استعمال عملية البايرولسيس لمعالجة التربة الملوثة لمدة ثلاث ساعات لا يقوم بتخفيض كميات كاربوهدرات البترول لمستوايات أدنى من المقاييس المطلوبة فحسب بل يحسن من خصوبة التربة بتحويل الكاربون إلى فحم مفيد.

” كان تفكيرنا في بأداء الأمر أن نقوم بتحويل الهايدروكاربونات إلى فحم عضوي، اتضح فيما بعد أننا مخطئين جزئيا: لم نحصل على الفحم العضوي, و لكن حصلنا على مواد غنية بالكربون و التي تسمى بالفحم و تتمثل بفحم الكوك.
” و لكننا كنا مصيبين عندما فكرنا بأن إزالة الملوثات السمية و اللامائية التي تقوم بإعاقة وصول الماء الذي تحتاجه النباتات، و بالإبقاء على بعض الكاربون و ربما بعض المغذيات، التي سنقوم بتحسين نمو النبات”.

لقد اثبت الباحثون نجاح العملية بزراعة الخس بصورة ناجحة في التربة المستصلحة في المختبر.
” لا توجه نبتة معتمدة بصورة رسمية كنموذج للاختبار سمية البترول الموجودة في التربة، و لكن الخس يعتبر نبات مقبول في الأوساط العلمية لكونه حساس جدا للمسممات و خاصة البترول”.

وهذا طبقا لما قالته طالبة الدراسات العليا جوليا فيدونش، ليس من الضروري استخدام التربة المستصلحة في زراعة المحاصيل المغذية، ولكن بالتأكيد من الممكن استخدامها في إعادة الخضرة، أي في زراعة العشب للتقليل من التعرية و لاستعادة الغطاء النباتي.

وحسب كيروكوس زايجوراكس المهندس الكيميائي و المشارك في البحث “إن جزء من العلمية التي نجريها هي امتزاز1 حراري و لكن في نفس الوقت تستخدم كيمياء البترول، عند تسخين التربة الملوثة إلى 240 درجة سيليزية في غياب الأوكسجين، نقوم بفصل الهايدروكاربونات الخفيفة. هذا هو الجزء المتعلق بالامتزاز. و لكن حين تصل درجة الحرارة إلى ما فوق 350 درجة فان الهايدروكاربونات ذات الوزن الجزيئي العالي مثل الإسفلت و الراتنج فإنها تمر بسلسلة من تفاعلات التكسر و التكثف مكونة الفحم الصلب بعملية مشابهة لتكوين الفحم البترولي في المصافي.

” نحن نقوم بترك بعض الهايدروكاربونات في التربة المعالجة و لكن صلبة ، أي أن وجودها سيكون اقل ضررا كما قال كيروكوس. علما أن وكالت حماية البيئة لا تصنف الفحم البترولي كمخلفات خطرة. ولكن إذا أردنا التخلص من كل شيء فيجب ان نرفع درجة الحرارة بوجود الأوكسجين لحرق الفحم. و لكن سنقوم بتدمير التربة و استهلاك طاقة أزيد بما يعادل 40% الى 60 %”
الفحم المنتج من معالجة التربة المحتوية على النفط يختلف عن الفحم العضوي طبقا لما قالت البايوكيميائية و المشاركة بالبحث كارولين ماسيول. فيما أن الفحم العضوي عبارة عن جزيئات بحد ذاتها، الفحم المنتج و الشبيه بفحم الكوك يظهر بشكل يغطي جزيئات التربة الموجودة.

“الفحم العضوي عبارة عن جزيئة منفصلة عن حبيبات المعادن الموجودة في التربة”.
“فالجزيئة لها بنية داخلية تسمح لها بحبس الماء و المواد المغذية لتكون البيئة لوجود المايكروبات، ولكن هنا نحن لا نقوم بأي من هذه الأشياء. إن ما نقوم به هو تكوين طبقة عضوية تغطي المعادن.”
حسب ما قالت فيدونش إن هذه العملية من الممكن تطبيقها بمقياس أكبر و تضمينها مع معدات المعالجة الحالية.
“ان عمليتي الحرق و الامتزاز الحراري هي عمليات مستحدثة و بالرغم من و جود فروقات إلا أن التشابة موجود أيضا. من الممكن أن نتوقع وحدة معالجة موقعية متنقلة مع بعض التعديلات لإجراء عملية البايرولسيس.”

” لقد استطعنا أن نثبت انه بالإمكان إزالة العوامل السيئة و الملوثات و في نفس الوقت الحصول على منتج ذو قيمة زراعية، نحن لا نحول التربة الملوثة إلى رمال صحراء”. حسب ما قال زايجوراكس.

“هناك الكثير من العمل الذي يجب القيام به لتحسين هذه العميلة، في الخطوة القادمة سنحاول فهم كيف يؤثر الوقت و درجة الحرارة على جودة الفحم المنتج في التربة نتيجة تطبيق عملية البايورلسيس” وفقا لما قالته فيدونش.

المصدر: هنا

الهامش:
الامتزاز هي عملية فصل المادة الممتصة و تجميعها على سطح المادة الماصة بواسطة تجاذب كيميائي أو فيزيائي