التكنولوجيا البيئية

تُشير عملية تنقية الهواء إلى العمليات المستخدمة لإزالة الملوثات من الهواء للحد من الآثار السلبية المحتملة على الإنسان والبيئة. ويمكن إجراء عملية تنقية الهواء باستخدام طرق مثل الترشيح الميكانيكي، والتأين، وامتصاص الكربون المنشط، والأكسدة التحفيزية الضوئية، والتعقيم بالأشعة فوق البنفسجية.

المعالجة البيئية هي عملية إزالة الملوثات من التربة والمياه وغيرها من الوسائط لتحسين جودة البيئة. وينصب التركيز الرئيسي على الحد من المواد الخطرة في البيئة. تشمل بعض المجالات التي تشملها المعالجة البيئية: تلوث التربة ، والنفايات الخطرة ، وتلوث المياه الجوفية، وتسربات النفط والغاز والمواد الكيميائية. وهناك ثلاثة أنواع شائعة للمعالجة البيئية، وهي: معالجة التربة، ومعالجة المياه، ومعالجة الرواسب. ^{[ 9 ]}

تتضمن معالجة التربة إزالة الملوثات منها، لما تشكله من مخاطر جسيمة على الإنسان والنظام البيئي. ومن أمثلة هذه الملوثات المعادن الثقيلة والمبيدات الحشرية والمواد المشعة. وتختلف عمليات المعالجة باختلاف نوع الملوث، فقد تكون فيزيائية أو كيميائية أو حرارية أو بيولوجية.

تُعدّ معالجة المياه من أهمّ الحلول، نظرًا لأهمية المياه كمورد طبيعي أساسي. وتختلف الملوثات باختلاف مصدر المياه. ويتكوّن تلوث المياه السطحية بشكل رئيسي من المخلفات الزراعية والحيوانية والصناعية، بالإضافة إلى مياه الصرف الحمضية من المناجم. ^{[ 10 ]} وقد ازدادت الحاجة إلى معالجة المياه نتيجةً لزيادة تصريف المخلفات الصناعية، مما أدّى إلى طلب متزايد على حلول مستدامة للمياه. ومن المتوقع أن ينمو سوق معالجة المياه باستمرار ليصل إلى 19.6 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030. ^{[ 11 ]}

تتضمن معالجة الرواسب إزالة الرواسب الملوثة. وهي تشبه إلى حد كبير معالجة التربة، إلا أنها غالبًا ما تكون أكثر تعقيدًا نظرًا لاحتوائها على ملوثات إضافية. ولتقليل هذه الملوثات، يُرجح استخدام عمليات فيزيائية وكيميائية وبيولوجية تُساعد في السيطرة على مصدر التلوث، ولكن حتى في حال تنفيذ هذه العمليات بشكل صحيح، يبقى خطر عودة التلوث قائمًا. ^{[ 9 ] [ 12 ]}

إدارة النفايات الصلبة هي عملية تنقية النفايات الصلبة واستهلاكها وإعادة استخدامها والتخلص منها ومعالجتها، وهي عملية تتولاها الحكومة أو الهيئات الإدارية في المدينة أو البلدة. ^{[ 13 ]} وتشمل جمع ومعالجة والتخلص من النفايات الصلبة غير القابلة للذوبان. ترتبط النفايات الصلبة بالأنشطة الصناعية والمؤسسية والتجارية والسكنية. ويمكن أن يؤدي التخلص غير السليم من النفايات الصلبة الخطرة إلى انتشار الحشرات والقوارض، مما يساهم في انتشار الأمراض. ومن أكثر أنواع إدارة النفايات الصلبة شيوعًا: مدافن النفايات، والتسميد الدودي، والتسميد العضوي، وإعادة التدوير، والحرق. ومع ذلك، يُعد ارتفاع تكاليف إعادة التدوير ومخاطر زيادة التلوث عائقًا رئيسيًا أمام ممارسات إدارة النفايات الصلبة.

شهدت إعادة تدوير النفايات الإلكترونية تطورات تكنولوجية كبيرة نتيجة لتزايد المخاوف البيئية وارتفاع حجم النفايات الإلكترونية. وتُعرّض طرق إعادة التدوير التقليدية، التي غالباً ما تتضمن تفكيكاً يدوياً، العمال لمواد خطرة وتتطلب جهداً بشرياً كبيراً. وقد أدخلت الابتكارات الحديثة عمليات آلية تُحسّن السلامة والكفاءة، مما يسمح بفصل واستخلاص المواد القيّمة بدقة أكبر. ^{[ 14 ]}

تستفيد تقنيات إعادة تدوير النفايات الإلكترونية الحديثة من التقطيع الآلي وتقنيات الفرز المتقدمة، مما يُسهم في فصل أنواع المواد المختلفة بكفاءة لإعادة تدويرها. ولا يُحسّن هذا من معدل استخلاص المعادن الثمينة فحسب، بل يُقلل أيضًا من الأثر البيئي عن طريق خفض كمية النفايات المتجهة إلى مكبات النفايات. علاوة على ذلك، يهدف البحث في مجال الإلكترونيات القابلة للتحلل الحيوي إلى الحد من النفايات الإلكترونية في المستقبل من خلال تطوير إلكترونيات تتحلل بشكل طبيعي في البيئة. ^{[ 15 ]}

تدعم هذه التطورات التحول نحو الاقتصاد الدائري، حيث يتم تمديد دورة حياة المواد، وتقليل التأثيرات البيئية بشكل كبير.

المعالجة الحيوية هي عملية تستخدم الكائنات الدقيقة ، مثل البكتيريا والفطريات والإنزيمات النباتية والخميرة، لتحييد الملوثات الخطرة الموجودة في البيئة. وهذا من شأنه أن يساعد في التخفيف من حدة مجموعة متنوعة من المخاطر البيئية، بما في ذلك التسربات النفطية والمبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة وغيرها من الملوثات. ^{[ 16 ]} يمكن إجراء المعالجة الحيوية إما في الموقع نفسه (داخل الموقع) أو خارجه (خارج الموقع)، وهو ما يكون ضروريًا في كثير من الأحيان إذا كان المناخ شديد البرودة. تشمل العوامل المؤثرة في مدة المعالجة الحيوية مدى التلوث والظروف البيئية، وتتراوح المدة الزمنية من أشهر إلى سنوات. ^{[ 17 ]}

• الترشيح البيولوجي
• المفاعل الحيوي
• المعالجة البيولوجية
• مرحاض التسميد
• تحلية المياه
• إزالة البلمرة الحرارية
• الانحلال الحراري

الطاقة المتجددة هي الطاقة التي يمكن تجديدها بسهولة. لطالما استخدمنا مصادر مثل الخشب والشمس والماء وغيرها لإنتاج الطاقة. تُعتبر الطاقة التي تُنتجها مصادر طبيعية كالشمس والرياح طاقة متجددة. تشمل التقنيات المستخدمة طاقة الرياح ، والطاقة الكهرومائية، والطاقة الشمسية، والطاقة الحرارية الأرضية، والطاقة الحيوية. تشير الطاقة المتجددة إلى أي شكل من أشكال الطاقة التي تتجدد طبيعيًا مع مرور الوقت ولا تنضب. يتميز هذا النوع من الطاقة بانخفاض انبعاثاته الكربونية. من أكثر أنواع مصادر الطاقة المتجددة شيوعًا: الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الكهرومائية، والطاقة الحيوية التي تُنتج عن حرق المواد العضوية.

• وحدات توفير الطاقة
• مضخة حرارية
• خلية وقود الهيدروجين
• الطاقة الكهرومائية
• تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات
• الخلايا الكهروضوئية
• الطاقة الشمسية
• طاقة الأمواج
• طاقة الرياح
• توربينات الرياح

يُقصد بترشيد الطاقة استخدام الأجهزة التي تستهلك كميات أقل من الطاقة لتقليل استهلاك الكهرباء. ويؤدي تقليل استهلاك الكهرباء إلى تقليل حرق الوقود الأحفوري اللازم لتوليدها. كما يُشير إلى ممارسة استخدام طاقة أقل من خلال تغيير السلوكيات والعادات الفردية. وينصبّ التركيز الأساسي لترشيد الطاقة على منع هدرها في البيئة، لتعزيز توافرها. ومن أهمّ أساليب ترشيد الطاقة الامتناع عن استخدام الأجهزة التي تستهلك طاقة أكثر، كلما أمكن ذلك.

يُعدّ نظام التنبؤ من إيغين أسلوبًا يستخدم تقنية التنبؤ لتوقع تأثير الطقس المستقبلي على المباني. ^{[ 22 ]} ومن خلال تعديل التدفئة بناءً على توقعات الطقس، يُلغي النظام الاستخدام غير الضروري للتدفئة، مما يُقلل من استهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري . ^{[ 23 ]} وهي تقنية طورتها شركة إيغين إنترناشونال السويدية، التي تُوازن بذكاء استهلاك الطاقة في المباني. وتتضمن هذه التقنية التنبؤ بكمية طاقة التدفئة المطلوبة للمبنى خلال فترة زمنية محددة، مما يُحقق كفاءة الطاقة والاستدامة. يُقلل نظام إيغين من استهلاك الطاقة وانبعاثات المباني، ويُحدد الوقت اللازم للصيانة عند رصد أي قصور.

الزراعة المستدامة هي نهج زراعي يستخدم التكنولوجيا بطريقة تضمن حماية الغذاء، مع ضمان صحة وإنتاجية النظم الزراعية والنظم البيئية والمجتمعات على المدى الطويل. تاريخياً، ساهمت التطورات التكنولوجية بشكل كبير في زيادة الإنتاجية الزراعية وتقليل الجهد البدني. ^{[ 45 ]}

يعمل المعهد الوطني للأغذية والزراعة على تحسين الزراعة المستدامة من خلال برامج ممولة تهدف إلى تلبية احتياجات الإنسان من الغذاء والألياف، وتحسين جودة البيئة، والحفاظ على الموارد الطبيعية الحيوية للاقتصاد الزراعي، مع الحرص على الاستخدام الأمثل للموارد غير المتجددة والموارد الزراعية، ودمج الدورات البيولوجية الطبيعية والضوابط المناسبة، والحفاظ على الجدوى الاقتصادية للعمليات الزراعية، وتعزيز جودة حياة المزارعين والمجتمع ككل. ومن بين مبادراته، يسعى المعهد إلى تحسين ممارسات المزارع والمراعي، والإدارة المتكاملة للآفات ، والرعي التناوبي ، وحفظ التربة ، وجودة المياه/الأراضي الرطبة، والمحاصيل الغطائية ، وتنوع المحاصيل/المناظر الطبيعية، وإدارة المغذيات ، والزراعة الحراجية ، والتسويق البديل. ^{[ 46 ]}