நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி: ஒரு நிலையான எதிர்காலத்தை உருவாக்குதல்

நீர் நமது கிரகத்தின் உயிர்நாடி, மனித உயிர்வாழ்விற்கும், பொருளாதார செழிப்பிற்கும், மற்றும் சுற்றுச்சூழல் ஆரோக்கியத்திற்கும் அவசியமானது. உலக மக்கள் தொகை அதிகரித்து, காலநிலை மாற்றம் தீவிரமடையும் நிலையில், நீர் ലഭ്യത, தரம், மற்றும் மேலாண்மை தொடர்பான சவால்கள் மேலும் நெருக்கடியாக மாறி வருகின்றன. நீர் தொழில்நுட்பத்தில் புதுமை என்பது இனி ஒரு ஆடம்பரம் அல்ல, அனைவருக்கும் ஒரு நிலையான எதிர்காலத்தை உறுதி செய்வதற்கான ஒரு தேவையாகும்.

இந்த வலைப்பதிவு இடுகை நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியின் உலகத்தை ஆராய்கிறது, சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள், அவை தீர்க்கும் முக்கியமான சிக்கல்கள், மற்றும் உலகளாவிய நீர் பாதுகாப்பில் அவற்றின் சாத்தியமான தாக்கம் ஆகியவற்றை ஆராய்கிறது. நாங்கள் விவசாயம் முதல் தொழில் மற்றும் வீட்டு உபயோகம் வரை பல்வேறு துறைகளில் பல்வேறு தொழில்நுட்பங்கள், ஆராய்ச்சிப் பகுதிகள், மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகளை ஆராய்வோம்.

உலகளாவிய நீர் சவால்: புதுமைக்கான அவசரத் தேவை

உலகம் சிக்கலான மற்றும் ஒன்றோடொன்று தொடர்புடைய நீர் தொடர்பான சவால்களை எதிர்கொள்கிறது:

• நீர் பற்றாக்குறை: அதிகரித்து வரும் தேவை மற்றும் குறைந்து வரும் விநியோகங்கள் பல பிராந்தியங்களில் நீர் பாதுகாப்பை அச்சுறுத்துகின்றன. வறண்ட மற்றும் அரை வறண்ட பகுதிகள் குறிப்பாக பாதிக்கப்படக்கூடியவை, ஆனால் வரலாற்று ரீதியாக ஏராளமான நீர் வளங்களைக் கொண்ட பகுதிகளும் மக்கள் தொகை வளர்ச்சி, தொழில்மயமாக்கல் மற்றும் காலநிலை மாற்றம் காரணமாக அதிகரித்து வரும் அழுத்தத்தை அனுபவித்து வருகின்றன. உதாரணமாக, தென்னாப்பிரிக்காவின் கேப் டவுன் போன்ற நகரங்கள் கடுமையான வறட்சி நிலைமைகளையும், "நாள் பூஜ்ஜியம்" (Day Zero) நிலைகளையும் எதிர்கொண்டன, இது நீர் சேமிப்பு மற்றும் மாற்று நீர் ஆதாரங்களின் அவசரத்தை எடுத்துக்காட்டுகிறது.
• நீர் மாசுபாடு: தொழில்துறை கழிவுகள், விவசாய கழிவுகள், மற்றும் போதிய கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு இல்லாதது நீர் ஆதாரங்களை மாசுபடுத்தி, மனித ஆரோக்கியத்திற்கும் சுற்றுச்சூழலுக்கும் குறிப்பிடத்தக்க அபாயங்களை ஏற்படுத்துகிறது. உதாரணமாக, இந்தியாவில் உள்ள கங்கை நதி, சுத்திகரிக்கப்படாத கழிவுநீர் மற்றும் தொழில்துறை கழிவுகளால் கடுமையான மாசுபாடு சவால்களை எதிர்கொள்கிறது, இது குடிநீர் மற்றும் வாழ்வாதாரத்திற்காக அதை நம்பியிருக்கும் மில்லியன் கணக்கான மக்களை பாதிக்கிறது.
• பழமையான உள்கட்டமைப்பு: பல நாடுகள் கசிவுள்ள குழாய்கள் மற்றும் காலாவதியான சுத்திகரிப்பு வசதிகள் உள்ளிட்ட மோசமான நீர் உள்கட்டமைப்பின் சவாலை எதிர்கொள்கின்றன, இது நீர் இழப்பு மற்றும் நீர் தரத்தில் குறைபாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது. ஐரோப்பா மற்றும் வட அமெரிக்காவில் உள்ள சில பழைய நகரங்களில், நீர் விநியோக வலையமைப்பின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதிகள் பல தசாப்தங்கள் பழமையானவை மற்றும் விரிவான புனரமைப்பு அல்லது மாற்றுதல் தேவைப்படுகிறது.
• காலநிலை மாற்றம்: காலநிலை மாற்றம் மழையின் வடிவங்களை மாற்றுவதன் மூலமும், வறட்சி மற்றும் வெள்ளத்தின் அதிர்வெண் மற்றும் தீவிரத்தை அதிகரிப்பதன் மூலமும், மற்றும் நீர் தரத்தை பாதிப்பதன் மூலமும் ஏற்கனவே உள்ள நீர் சவால்களை அதிகரிக்கிறது. உதாரணமாக, இமயமலையில் உருகும் பனிப்பாறைகள் தெற்காசியாவில் மில்லியன் கணக்கான மக்களுக்கு நீர் விநியோகத்தை அச்சுறுத்துகின்றன.

இந்த சவால்களை எதிர்கொள்ள ஒரு பன்முக அணுகுமுறை தேவைப்படுகிறது, இதில் நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி புதுமையான தீர்வுகளை உருவாக்குவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியின் முக்கிய பகுதிகள்

நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி பரந்த அளவிலான துறைகளையும் தொழில்நுட்பங்களையும் உள்ளடக்கியது, ஒவ்வொன்றும் நீர் மேலாண்மை மற்றும் நிலைத்தன்மையின் வெவ்வேறு அம்சங்களுக்கு பங்களிக்கின்றன. இங்கே சில முக்கிய பகுதிகள் உள்ளன:

1. கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பங்கள்

கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு, அதாவது கடல்நீர் அல்லது உவர் நீரிலிருந்து உப்பு மற்றும் பிற தாதுக்களை அகற்றும் செயல்முறை, கடலோரப் பகுதிகள் மற்றும் வறண்ட மண்டலங்களில் நீர் பற்றாக்குறைக்கு ஒரு சாத்தியமான தீர்வை வழங்குகிறது. கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு ஆராய்ச்சி ஆற்றல் திறனை மேம்படுத்துதல், செலவுகளைக் குறைத்தல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தைக் குறைத்தல் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்துகிறது.

• தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் (RO): RO என்பது மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பமாகும், இது ஒரு அரை-ஊடுருவக்கூடிய சவ்வு வழியாக நீரை அழுத்தி, உப்பு மற்றும் பிற அசுத்தங்களை விட்டுச்செல்கிறது. ஆராய்ச்சி அதிக ஆற்றல்-திறனுள்ள சவ்வுகளை உருவாக்குவதிலும், RO அமைப்பு வடிவமைப்பை மேம்படுத்துவதிலும் கவனம் செலுத்துகிறது. உதாரணமாக, சவ்வு நானோ தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்படும் முன்னேற்றங்கள் குறைவான அழுத்தம் மற்றும் ஆற்றல் தேவைப்படும் மெல்லிய, அதிக ஊடுருவக்கூடிய சவ்வுகளுக்கு வழிவகுக்கின்றன. அழுத்தம் பரிமாற்றிகளின் வளர்ச்சியும் RO ஆலைகளில் ஆற்றல் சேமிப்பிற்கு பங்களிக்கிறது.
• முன்னோக்கு சவ்வூடுபரவல் (FO): FO என்பது ஒரு வளர்ந்து வரும் கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பமாகும், இது ஒரு இழுக்கும் கரைசலைப் பயன்படுத்தி சவ்வு வழியாக நீர் பாய்வைத் தூண்டுகிறது. FO, RO-ஐ விட குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் மாசுபடும் சாத்தியம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் சாத்தியமான நன்மைகளை வழங்குகிறது. ஆராய்ச்சி திறமையான இழுக்கும் கரைசல்களை உருவாக்குவதிலும், சவ்வு செயல்திறனை மேம்படுத்துவதிலும் கவனம் செலுத்துகிறது. FO கடல்நீர் சுத்திகரிப்புக்கு அப்பால், கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் உணவு பதப்படுத்துதல் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கும் ஆராயப்படுகிறது.
• மின்பகுளி மீள்முறை (EDR): EDR ஒரு மின்புலத்தைப் பயன்படுத்தி நீரிலிருந்து அயனிகளைப் பிரிக்கிறது, இது உவர் நீரை சுத்திகரிக்க ஏற்றது. ஆராய்ச்சி EDR அமைப்புகளின் ஆற்றல் திறன் மற்றும் சவ்வு ஆயுளை மேம்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. EDR பெரும்பாலும் தொழில்துறை நீர் சுத்திகரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் குறிப்பிட்ட அசுத்தங்களை அகற்றுவதில் குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கிறது.

சவுதி அரேபியா மற்றும் ஐக்கிய அரபு எமிரேட்ஸ் போன்ற மத்திய கிழக்கின் பல நாடுகள் தங்கள் நீர் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய கடல்நீர் சுத்திகரிப்பை பெரிதும் நம்பியுள்ளன. சிங்கப்பூரும் தனது விரிவான நீர் மேலாண்மை உத்தியின் ஒரு பகுதியாக கடல்நீர் சுத்திகரிப்பைப் பயன்படுத்துகிறது.

2. நீர் மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பங்கள்

நீர் மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் அசுத்தங்களை அகற்றுவதற்கும், குடிநீரின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதற்கும், மற்றும் நீர்வாழ் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளைப் பாதுகாப்பதற்கும் முக்கியமானவை. இந்தத் துறையில் ஆராய்ச்சி மிகவும் பயனுள்ள, திறமையான மற்றும் நிலையான சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகளை உருவாக்குவதில் கவனம் செலுத்துகிறது.

• மேம்பட்ட ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகள் (AOPs): AOPs ஓசோன், ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு மற்றும் புற ஊதா கதிர்வீச்சு போன்ற வலுவான ஆக்சிஜனேற்ற முகவர்களைப் பயன்படுத்தி நீரில் உள்ள கரிம மாசுகளை சிதைக்கின்றன. ஆராய்ச்சி குறிப்பிட்ட அசுத்தங்களை அகற்றுவதற்காக AOP-க்களை மேம்படுத்துவதிலும், தீங்கு விளைவிக்கும் துணைப் பொருட்களின் உருவாக்கத்தைக் குறைப்பதிலும் கவனம் செலுத்துகிறது. மருந்துப் பொருட்கள் மற்றும் தனிப்பட்ட பராமரிப்புப் பொருட்கள் போன்ற வளர்ந்து வரும் அசுத்தங்களைச் சுத்திகரிக்க AOP-க்கள் பெருகிய முறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை வழக்கமான சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகளால் திறம்பட அகற்றப்படுவதில்லை.
• சவ்வு உயிர் உலைகள் (MBRs): MBRs உயிரியல் சுத்திகரிப்பை சவ்வு வடிகட்டுதலுடன் இணைக்கின்றன, இதன் விளைவாக உயர் தரமான கழிவுநீர் மற்றும் வழக்கமான சுத்திகரிப்பு அமைப்புகளை விட குறைவான இடவசதி தேவைப்படுகிறது. ஆராய்ச்சி சவ்வு மாசுபடுதலைக் கட்டுப்படுத்துவதையும் ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைப்பதையும் மேம்படுத்துவதில் கவனம் செலுத்துகிறது. MBRs நகராட்சி மற்றும் தொழில்துறை கழிவுநீரை சுத்திகரிக்க மிகவும் பொருத்தமானவை, நீர்ப்பாசனம் மற்றும் தொழில்துறை குளிர்வித்தல் போன்ற குடிக்க இயலாத நோக்கங்களுக்காக மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய நீரை உருவாக்குகின்றன.
• செயற்கை ஈரநிலங்கள்: செயற்கை ஈரநிலங்கள் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்க இயற்கை ஈரநிலங்களைப் பின்பற்றும் பொறியியல் அமைப்புகளாகும். அவை வழக்கமான சுத்திகரிப்பு அமைப்புகளுக்கு செலவு குறைந்த மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மாற்றை வழங்குகின்றன. ஆராய்ச்சி திறமையான மாசு அகற்றுதலுக்காக ஈரநில வடிவமைப்பு மற்றும் தாவரத் தேர்வை மேம்படுத்துவதில் கவனம் செலுத்துகிறது. செயற்கை ஈரநிலங்கள் பெரும்பாலும் சிறிய சமூகங்கள் மற்றும் விவசாய நடவடிக்கைகளிலிருந்து வரும் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• நீர் தர கண்காணிப்பிற்கான உயிர் உணர்விகள்: நிகழ்நேர நீர் தர கண்காணிப்பிற்கான உணர்திறன் மற்றும் நம்பகமான உயிர் உணர்விகளை உருவாக்குவது ஒரு வளர்ந்து வரும் ஆராய்ச்சிப் பகுதியாகும். இந்த உணர்விகள் பாக்டீரியா, வைரஸ்கள் மற்றும் ரசாயன மாசுகள் உள்ளிட்ட பரந்த அளவிலான அசுத்தங்களைக் கண்டறிய முடியும், இது சாத்தியமான நீர் தரப் பிரச்சினைகள் குறித்து முன்கூட்டியே எச்சரிக்கை அளிக்கிறது. விநியோக அமைப்புகளில் குடிநீர் தரத்தை கண்காணிப்பது முதல் ஆறுகள் மற்றும் ஏரிகளில் மாசுபாட்டைக் கண்டறிவது வரை பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு உயிர் உணர்விகள் உருவாக்கப்படுகின்றன.

வளர்ந்த நாடுகள் கடுமையான நீர் தர விதிமுறைகளை பூர்த்தி செய்ய மேம்பட்ட கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பங்களில் பெருகிய முறையில் முதலீடு செய்கின்றன. வளரும் நாடுகளும் நீர் மாசுபாடு சவால்களை எதிர்கொள்ள மிகவும் நிலையான மற்றும் மலிவு சுத்திகரிப்பு தீர்வுகளை ஏற்றுக்கொள்கின்றன.

3. ஸ்மார்ட் நீர் தொழில்நுட்பங்கள்

ஸ்மார்ட் நீர் தொழில்நுட்பங்கள் நீர் மேலாண்மை செயல்திறன் மற்றும் மீள்திறனை மேம்படுத்த உணரிகள், தரவு பகுப்பாய்வு மற்றும் தன்னியக்கத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த தொழில்நுட்பங்கள் நீர் அமைப்புகளின் நிகழ்நேர கண்காணிப்பை செயல்படுத்துகின்றன, நீர் விநியோகத்தை மேம்படுத்துகின்றன, மற்றும் கசிவுகள் மற்றும் பிற சிக்கல்களைக் கண்டறிகின்றன.

• ஸ்மார்ட் மீட்டர்கள்: ஸ்மார்ட் மீட்டர்கள் நீர் நுகர்வு குறித்த நிகழ்நேரத் தரவை வழங்குகின்றன, இது கசிவுகளை அடையாளம் காணவும் நீர் விநியோகத்தை மேம்படுத்தவும் பயன்பாடுகளுக்கு உதவுகிறது. அவை நுகர்வோர் தங்கள் நீர் பயன்பாட்டைக் கண்காணிக்கவும் வீணாவதைக் குறைக்கவும் அதிகாரம் அளிக்கின்றன. ஸ்மார்ட் மீட்டர் பயன்பாடுகள் உலகளவில் அதிகரித்து வருகின்றன, இது பயன்பாடுகள் மற்றும் நுகர்வோர் நீர் சேமிப்பை மேம்படுத்த உதவுகிறது.
• கசிவு கண்டறிதல் அமைப்புகள்: மேம்பட்ட கசிவு கண்டறிதல் அமைப்புகள் நீர் விநியோக நெட்வொர்க்குகளில் கசிவுகளை அடையாளம் காணவும் கண்டறியவும் உணரிகள் மற்றும் அல்காரிதம்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த அமைப்புகள் நீர் இழப்பை கணிசமாகக் குறைத்து, நீர் பயன்பாடுகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும். ஒலி உணரிகள் மற்றும் அழுத்தம் உணரிகள் பொதுவாக கசிவு கண்டறிதல் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• தொலை உணர்தல்: தொலை உணர்தல் தொழில்நுட்பங்கள், அதாவது செயற்கைக்கோள் படங்கள் மற்றும் ட்ரோன்கள், நீர் வளங்களைக் கண்காணிக்கவும், நீர் தரத்தை மதிப்பிடவும், மற்றும் நீர் ലഭ്യതയെப் பாதிக்கக்கூடிய நிலப் பயன்பாட்டு மாற்றங்களைக் கண்டறியவும் பயன்படுத்தப்படலாம். தொலை உணர்தல் தரவு வறட்சி நிலைமைகளைக் கண்காணிக்கவும், பாசிப் பெருக்கங்களைக் கண்காணிக்கவும், மற்றும் நீர்நிலைகளை வரைபடமாக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• தரவு பகுப்பாய்வு மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு (AI): தரவு பகுப்பாய்வு மற்றும் AI நீர் அமைப்புகளிலிருந்து பெரிய தரவுத்தொகுப்புகளைப் பகுப்பாய்வு செய்யவும், வடிவங்களைக் கண்டறியவும், மற்றும் எதிர்கால நீர் தேவைகளை முன்னறிவிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. AI நீர் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகளை மேம்படுத்தவும், நீர் விநியோகத்தின் செயல்திறனை மேம்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படலாம். உதாரணமாக, வானிலை முன்னறிவிப்புகள் மற்றும் வரலாற்றுத் தரவுகளின் அடிப்படையில் நீர் தேவையை கணிக்க AI பயன்படுத்தப்படலாம், இது பயன்பாடுகளை அதற்கேற்ப நீர் உற்பத்தியை சரிசெய்ய அனுமதிக்கிறது.

உலகெங்கிலும் உள்ள நகரங்கள் நீர் மேலாண்மை மற்றும் மீள்திறனை மேம்படுத்த ஸ்மார்ட் நீர் தொழில்நுட்பங்களை பெருகிய முறையில் ஏற்றுக்கொள்கின்றன. உதாரணமாக, சிங்கப்பூர் ஒரு விரிவான ஸ்மார்ட் நீர் மேலாண்மை முறையை செயல்படுத்தியுள்ளது, இது நீர் விநியோகத்தை மேம்படுத்தவும் கசிவுகளைக் கண்டறியவும் பல்வேறு ஆதாரங்களில் இருந்து தரவை ஒருங்கிணைக்கிறது.

4. நிலையான நீர்ப்பாசன தொழில்நுட்பங்கள்

விவசாயம் நீரின் ஒரு முக்கிய நுகர்வோர், இது உலகளாவிய நீர் எடுப்புகளில் சுமார் 70% ஆகும். நிலையான நீர்ப்பாசன தொழில்நுட்பங்கள் நீர்ப்பாசன செயல்திறனை மேம்படுத்துவதையும் நீர் வீணாவதைக் குறைப்பதையும் நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன.

• சொட்டு நீர்ப்பாசனம்: சொட்டு நீர்ப்பாசனம் தாவரங்களின் வேர்களுக்கு நேரடியாக நீரை வழங்குகிறது, இது ஆவியாதல் மற்றும் வழிந்தோடும் நீர் இழப்பைக் குறைக்கிறது. சொட்டு நீர்ப்பாசனம் வெள்ள நீர்ப்பாசனம் மற்றும் தெளிப்பு நீர்ப்பாசனம் போன்ற பாரம்பரிய நீர்ப்பாசன முறைகளை விட மிகவும் திறமையானது.
• துல்லிய நீர்ப்பாசனம்: துல்லிய நீர்ப்பாசனம் உணரிகள் மற்றும் தரவு பகுப்பாய்வுகளைப் பயன்படுத்தி நீர்ப்பாசன அட்டவணையை மேம்படுத்துகிறது, இது தாவரங்கள் சரியான நேரத்தில் சரியான அளவு நீரைப் பெறுவதை உறுதி செய்கிறது. துல்லிய நீர்ப்பாசனம் நீர் வீணாவதை கணிசமாகக் குறைத்து, பயிர் விளைச்சலை மேம்படுத்தும். மண் ஈரப்பதம் உணரிகள் மற்றும் வானிலை நிலையங்கள் பொதுவாக துல்லிய நீர்ப்பாசன அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• நீர் அறுவடை: நீர் அறுவடை என்பது மழைநீரைச் சேகரித்து பின்னர் பயன்படுத்துவதற்காக சேமிப்பதாகும். நீர் அறுவடை, குறிப்பாக வறண்ட மற்றும் அரை வறண்ட பகுதிகளில், நீர்ப்பாசன நீர் விநியோகத்தை கூடுதலாக வழங்க பயன்படுத்தப்படலாம். மழைநீர் அறுவடை அமைப்புகள் எளிய கூரை சேகரிப்பு அமைப்புகள் முதல் பெரிய அளவிலான அணைகள் வரை இருக்கலாம்.
• குறைபாடு நீர்ப்பாசனம்: குறைபாடு நீர்ப்பாசனம் என்பது நீர் நுகர்வைக் குறைக்க சில வளர்ச்சி நிலைகளில் பயிர்களுக்கு வேண்டுமென்றே குறைவாக நீர்ப்பாசனம் செய்வதாகும். பயிர் விளைச்சலை கணிசமாக பாதிக்காமல் நீரைச் சேமிக்க இது ஒரு பயனுள்ள உத்தியாக இருக்கலாம். குறைபாடு நீர்ப்பாசனத்தின் உகந்த நிலை பயிர், காலநிலை மற்றும் மண் நிலைமைகளைப் பொறுத்தது.

இஸ்ரேல் மற்றும் ஆஸ்திரேலியா போன்ற வறண்ட காலநிலை உள்ள நாடுகள் நிலையான நீர்ப்பாசன தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவதிலும் செயல்படுத்துவதிலும் முன்னணியில் உள்ளன. இந்த தொழில்நுட்பங்கள் இப்போது விவசாயத்தில் நீர் பற்றாக்குறை சவால்களை எதிர்கொள்ள உலகம் முழுவதும் பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றன.

5. நீர் சுத்திகரிப்புக்கான நானோ தொழில்நுட்பம்

நானோ தொழில்நுட்பம் நீர் சுத்திகரிப்புக்கு நம்பிக்கைக்குரிய தீர்வுகளை வழங்குகிறது, இதில் நானோ அளவில் அசுத்தங்களை அகற்றுதல் மற்றும் மேம்பட்ட சவ்வுகளை உருவாக்குதல் ஆகியவை அடங்கும். நானோ பொருட்கள் நீர் சுத்திகரிப்பு பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமான தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

• நானோ சவ்வுகள்: நானோ சவ்வுகள் வழக்கமான சவ்வுகளை விட சிறிய துளை அளவுகளைக் கொண்டுள்ளன, இது வைரஸ்கள் மற்றும் மருந்துகள் போன்ற சிறிய அசுத்தங்களை அகற்ற அனுமதிக்கிறது. நானோ சவ்வுகள் வழக்கமான சவ்வுகளை விட மாசுபடுதலை எதிர்க்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்படலாம்.
• நானோ உறிஞ்சிகள்: நானோ உறிஞ்சிகள் அதிக மேற்பரப்புப் பரப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது உறிஞ்சுதல் மூலம் நீரிலிருந்து அசுத்தங்களை அகற்றுவதில் பயனுள்ளதாக இருக்கும். கன உலோகங்கள், கரிம மாசுகள் மற்றும் நோய்க்கிருமிகள் உள்ளிட்ட பரந்த அளவிலான அசுத்தங்களை அகற்ற நானோ உறிஞ்சிகளைப் பயன்படுத்தலாம்.
• நானோ வினைஊக்கிகள்: நானோ வினைஊக்கிகள் வினைஊக்கி வினைகள் மூலம் நீரில் உள்ள கரிம மாசுகளை சிதைக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம். நானோ வினைஊக்கிகள் அவற்றின் அதிக மேற்பரப்புப் பரப்பு மற்றும் தனித்துவமான மின்னணு பண்புகள் காரணமாக வழக்கமான வினைஊக்கிகளை விட மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
• நானோ உணர்விகள்: நானோ உணர்விகள் மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் நீரில் உள்ள அசுத்தங்களைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தப்படலாம். நானோ உணர்விகள் நீர் தரத்தை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணிக்க முடியும், இது மாசுபாடு நிகழ்வுகளை முன்கூட்டியே கண்டறிய அனுமதிக்கிறது.

நீர் சுத்திகரிப்புக்கான நானோ தொழில்நுட்பத்தில் ஆராய்ச்சி வேகமாக முன்னேறி வருகிறது, மேலும் நானோ பொருட்கள் வணிக நீர் சுத்திகரிப்பு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளன. இருப்பினும், நீர் சுத்திகரிப்பில் நானோ பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதால் ஏற்படக்கூடிய சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதார அபாயங்களை கவனமாக மதிப்பிடுவது முக்கியம்.

6. நீர் மறுபயன்பாட்டு தொழில்நுட்பங்கள்

நீர் மறுபயன்பாடு, நீர் மறுசுழற்சி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது கழிவுநீரைச் சுத்திகரித்து நீர்ப்பாசனம், தொழில்துறை குளிர்வித்தல் மற்றும் குடிநீர் போன்ற நன்மை பயக்கும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக மாற்றுவதாகும். நீர் மறுபயன்பாடு நன்னீர் வளங்களின் மீதான தேவையைக் குறைக்கவும், நீர் பற்றாக்குறையைத் தணிக்கவும் உதவும்.

• குடிக்க இயலாத மறுபயன்பாடு: குடிக்க இயலாத மறுபயன்பாடு என்பது சுத்திகரிக்கப்பட்ட கழிவுநீரை நீர்ப்பாசனம், தொழில்துறை குளிர்வித்தல் மற்றும் கழிப்பறை சுத்திகரிப்பு போன்ற குடிக்காத நோக்கங்களுக்காகப் பயன்படுத்துவதாகும். குடிக்க இயலாத மறுபயன்பாடு பல நாடுகளில் நன்கு நிறுவப்பட்ட நடைமுறையாகும், மேலும் இது நன்னீர் வளங்களின் மீதான தேவையைக் கணிசமாகக் குறைக்கும்.
• குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு: குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு என்பது கழிவுநீரை குடிநீர் தரத்திற்கு சுத்திகரிப்பதாகும். தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல், மேம்பட்ட ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் வடிகட்டுதல் போன்ற மேம்பட்ட சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் மூலம் குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாட்டை அடைய முடியும். கடுமையான நீர் பற்றாக்குறையை எதிர்கொள்ளும் பிராந்தியங்களில் குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு பெருகிய முறையில் பொதுவானதாகி வருகிறது.
• மறைமுக குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு: மறைமுக குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு என்பது சுத்திகரிக்கப்பட்ட கழிவுநீரை ஒரு மேற்பரப்பு நீர் தேக்கம் அல்லது நிலத்தடி நீர்நிலைக்குள் வெளியேற்றுவதாகும், அங்கு அது குடிநீர் ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தப்படுவதற்கு முன்பு மேலும் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது. மறைமுக குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு கூடுதல் நிலை சுத்திகரிப்பு மற்றும் இயற்கை சுத்திகரிப்பை வழங்குகிறது.
• நேரடி குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு: நேரடி குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு என்பது கழிவுநீரை குடிநீர் தரத்திற்கு சுத்திகரித்து, நதி அல்லது நிலத்தடி நீர்நிலை போன்ற சுற்றுச்சூழல் இடையகம் இல்லாமல் நேரடியாக குடிநீர் அமைப்புக்கு விநியோகிப்பதாகும். இந்த அணுகுமுறைக்கு கடுமையான கண்காணிப்பு மற்றும் மிகவும் நம்பகமான சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் தேவை.

சிங்கப்பூர், இஸ்ரேல், மற்றும் ஆஸ்திரேலியா போன்ற நாடுகள் நீர் மறுபயன்பாட்டில் முன்னணியில் உள்ளன. இந்த நாடுகள் நீர் பற்றாக்குறை சவால்களை எதிர்கொள்ள விரிவான நீர் மறுபயன்பாட்டு திட்டங்களை செயல்படுத்தியுள்ளன.

ஆராய்ச்சி நிதி மற்றும் ஒத்துழைப்பின் பங்கு

நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சிக்கு ஆராய்ச்சி நிதியில் குறிப்பிடத்தக்க முதலீடு மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள், தொழில் மற்றும் அரசாங்க நிறுவனங்களிடையே ஒத்துழைப்பு தேவைப்படுகிறது. அரசாங்கங்கள் ஆராய்ச்சி மானியங்கள் மற்றும் திட்டங்கள் மூலம் நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சிக்கு நிதியளிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. சிக்கலான நீர் சவால்களுக்கு புதுமையான தீர்வுகளை உருவாக்க பல்வேறு துறைகள் மற்றும் நிறுவனங்களைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்களிடையே ஒத்துழைப்பு அவசியம். ஆராய்ச்சி முடிவுகளை நடைமுறை பயன்பாடுகளாக மாற்றுவதற்கு தொழில் கூட்டாண்மைகளும் முக்கியமானவை.

உலகளாவிய நீர் சவால்களை எதிர்கொள்ள சர்வதேச ஒத்துழைப்பு மிகவும் முக்கியமானது. நாடுகளிடையே அறிவு மற்றும் நிபுணத்துவத்தைப் பகிர்வது நீர் தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் வரிசைப்படுத்தலை விரைவுபடுத்தும்.

நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியில் உள்ள சவால்கள் மற்றும் வாய்ப்புகள்

நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி பல சவால்களை எதிர்கொள்கிறது, அவற்றுள்:

• அதிக செலவுகள்: பல நீர் தொழில்நுட்பங்கள் உருவாக்க மற்றும் செயல்படுத்த விலை உயர்ந்தவை. நீர் தொழில்நுட்பங்களின் செலவுகளைக் குறைப்பது வளரும் நாடுகள் மற்றும் சிறிய சமூகங்களுக்கு அவற்றை மேலும் அணுகக்கூடியதாக மாற்றுவதற்கு முக்கியமானது.
• ஆற்றல் நுகர்வு: கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு போன்ற சில நீர் தொழில்நுட்பங்கள் ஆற்றல் மிகுந்தவை. நீர் தொழில்நுட்பங்களின் ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைப்பது நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கு அவசியம்.
• சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்கள்: சில நீர் தொழில்நுட்பங்கள் கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு ஆலைகளிலிருந்து உப்புநீரை வெளியேற்றுவது போன்ற எதிர்மறையான சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைக் கொண்டிருக்கலாம். அவற்றின் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்ய நீர் தொழில்நுட்பங்களின் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைக் குறைப்பது முக்கியம்.
• பொது ஏற்பு: குடிக்கக்கூடிய மறுபயன்பாடு போன்ற சில நீர் தொழில்நுட்பங்கள் பொது ஏற்பு சவால்களை எதிர்கொள்கின்றன. இந்த தொழில்நுட்பங்களின் பாதுகாப்பு மற்றும் நன்மைகள் குறித்து பொதுமக்களுக்குக் கல்வி கற்பிப்பது பொது ஆதரவைப் பெறுவதற்கு அவசியம்.

இந்த சவால்கள் இருந்தபோதிலும், நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி உலகளாவிய நீர் சவால்களை எதிர்கொள்ளவும், மேலும் நிலையான எதிர்காலத்தை உருவாக்கவும் குறிப்பிடத்தக்க வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது. சில முக்கிய வாய்ப்புகள் பின்வருமாறு:

• மிகவும் திறமையான மற்றும் செலவு குறைந்த நீர் தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குதல்: ஆராய்ச்சி சவ்வு தொழில்நுட்பம், மேம்பட்ட ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகள் மற்றும் பிற பகுதிகளில் முன்னேற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும், இதன் விளைவாக மிகவும் திறமையான மற்றும் செலவு குறைந்த நீர் சுத்திகரிப்பு தீர்வுகள் கிடைக்கும்.
• நிலையான நீர் மேலாண்மை நடைமுறைகளை உருவாக்குதல்: ஆராய்ச்சி ஒருங்கிணைந்த நீர் வள மேலாண்மை மற்றும் நீர்-உணர்திறன் நகர்ப்புற வடிவமைப்பு போன்ற மிகவும் நிலையான நீர் மேலாண்மை நடைமுறைகளின் வளர்ச்சிக்கு வழிகாட்ட முடியும்.
• நீர் தர கண்காணிப்பை மேம்படுத்துதல்: ஆராய்ச்சி மிகவும் உணர்திறன் மற்றும் நம்பகமான நீர் தர கண்காணிப்பு தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும், இது மாசுபாடு நிகழ்வுகளை முன்கூட்டியே கண்டறியவும், பொது சுகாதார பாதுகாப்பை மேம்படுத்தவும் அனுமதிக்கிறது.
• வளர்ந்து வரும் நீர் சவால்களை எதிர்கொள்ளுதல்: ஆராய்ச்சி நீர் வளங்கள் மீதான காலநிலை மாற்றத்தின் தாக்கங்கள் மற்றும் வளர்ந்து வரும் அசுத்தங்களால் நீர் ஆதாரங்கள் மாசுபடுதல் போன்ற வளர்ந்து வரும் நீர் சவால்களை எதிர்கொள்ள உதவும்.

முடிவுரை: நீர்-பாதுகாப்பான எதிர்காலத்தில் முதலீடு செய்தல்

வளர்ந்து வரும் உலகளாவிய நீர் சவால்களை எதிர்கொள்ளவும், அனைவருக்கும் ஒரு நிலையான எதிர்காலத்தை உறுதி செய்யவும் நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி அவசியம். ஆராய்ச்சி மற்றும் புதுமைகளில் முதலீடு செய்வதன் மூலம், நீர் வளங்களைப் பாதுகாக்கவும், நீர் தரத்தைப் பாதுகாக்கவும், மற்றும் நீர் மேலாண்மையை மேம்படுத்தவும் உதவும் மிகவும் திறமையான, செலவு குறைந்த மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த நீர் தொழில்நுட்பங்களை நாம் உருவாக்க முடியும். ஆராய்ச்சி முடிவுகளை நடைமுறை பயன்பாடுகளாக மாற்றுவதற்கும், நீர் தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் வரிசைப்படுத்தலை விரைவுபடுத்துவதற்கும் ஆராய்ச்சியாளர்கள், தொழில் மற்றும் அரசாங்க நிறுவனங்களிடையே ஒத்துழைப்பு முக்கியமானது. உலகம் அதிகரித்து வரும் நீர் பற்றாக்குறை மற்றும் மாசுபாடு சவால்களை எதிர்கொள்ளும் நிலையில், நீர் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியின் முக்கியத்துவம் தொடர்ந்து வளரும்.

நீர் பாதுகாப்பின் எதிர்காலம் புதுமை மற்றும் நிலையான நீர் மேலாண்மைக்கான நமது கூட்டு அர்ப்பணிப்பைப் பொறுத்தது. புதிய தொழில்நுட்பங்களை ஏற்றுக்கொண்டு, ஆராய்ச்சியில் முதலீடு செய்வதன் மூலம், எதிர்கால சந்ததியினருக்காக மிகவும் மீள்திறன் கொண்ட மற்றும் நீர்-பாதுகாப்பான உலகத்தை நாம் உருவாக்க முடியும்.