گلخانه و آب دریا

آب مایه حیات است و ایجاد و ادامه حیات در کره زمین کاملا وابسته به وجود منابع آبی است‌. تمام فرآیند‌های سلولی که پیش‌نیاز زندگی هستند در محیط آبی رخ می‌دهند‌. حدود 71 درصد سطح زمین با آب پوشیده شده، از این مقدار آب حدود 5/97 درصد آب شور است و تنها 5/2 درصد آب شیرین‌.

براساس پیش‌بینی‌ها تا اواسط قرن 21 میلادی جمعیت کره زمین به حدود 5/9 تا 10 میلیارد نفر می‌رسد که این جمعیت به 70 درصد منابع غذایی بیشتر نسبت به امروز نیاز دارند‌ که خود این مسئله یعنی نیاز به آب بیشتر‌؛ آب شیرینی که منابع در دسترس آن کمتر و گران‌تر می‌شود و حتی پیش‌بینی شده جنگ‌های آینده بر سر آب رخ دهند‌. به هر حال برای مبارزه با خشکسالی و کمبود آب راه‌هایی وجود دارد به‌عنوان مثال استفاده از ساختار‌های باغبانی مانند گلخانه‌ها‌.

گلخانه‌ها به منظور ایجاد شرایط محیطی مناسب برای رشد گیاه در زمانی که در محیط بیرون این امکان فراهم نیست، ساخته می‌شوند‌. عمکرد آبیاری در گلخانه برای پرورش گیاهان نسبت به روش‌های سنتی، بهبود قابل ملاحظه‌ای پیدا می‌کند‌. نکته بسیار کاربردی و کلیدی در مورد گلخانه این است که خود این ساختار می‌تواند برای تصفیه آب و کشاورزی به کمک آن به کار رود‌. گلخانه‌ آب دریا، یک روش نسبتا جدید و امیدوارکننده برای شیرین‌کردن و نمک‌‌زدایی از آب دریا و استفاده از آن برای شرب یا در کشاورزی است‌. این نوع گلخانه نخستین بار توسط مخترع انگلیسی چارلی پی تون (Charlie Paton) در اوایل دهه 90 میلادی ارائه شد‌.

موفقیت گلخانه آب دریا بستگی زیادی به شرایط محیطی احاطه‌کننده گلخانه دارد‌. این نوع گلخانه بیشتر مناسب مناطق ساحلی گرم، آفتابی و خشک با وزش باد ثابت است. گلخانه‌ آب دریا در تولید آب شیرین برای آبیاری محصولات کشت شده در داخل یا اطراف محیط گلخانه خودکفایی دارد، پس می‌تواند به‌عنوان یک روش مناسب برای کشاورزی در مناطق گرم و خشک با بارش کم به کار گرفته شود‌. هر واحد گلخانه آب دریا از دو سیستم پد (Pad) متخلخل مقوایی، یک کندانسور، فن، لوله‌های حاوی آب دریا و آب تقطیر شده و فضای بین دو سیستم پد متخلخل تشکیل شده که در واقع همان محیط کشت گلخانه است‌. عملکرد گلخانه به این شکل است که هوای گرم در ورودی گلخانه از سیستم پد متخلخل مقوایی اول عبور می‌کند‌.

در حین عبور هوای گرم از این پد، دمای آن در اثر تبادل حرارت با آب دریا، کاهش یافته و رطوبت نسبی آن افزایش می‌یابد و این هوای خنک و مرطوب وارد فضای گلخانه می‌شود‌. این هوای عبوری هنوز رطوبت نسبی کافی برای تبدیل شدن به آب شیرین را ندارد یا به عبارت دیگر قابلیت جدا کردن آب از آن بسیار کم است‌. به همین علت این هوا از سیستم دوم پد مقوایی، عبور داده می‌شود تا همانند قسمت اول، دمای آن کاهش و رطوبت نسبی آن افزایش یابد‌. اکنون این هوا دارای رطوبت نسبی بالا و کافی است که با عبور از کندانسور، تبدیل به آب شیرین تقطیر شده می‌شود. مقداری از این آب برای مصرف محصولات کشت شده موجود در گلخانه و بقیه می‌تواند برای مصرف شرب مورد استفاده قرار گیرد‌. فضای گلخانه با تابش خورشید گرم می‌شود و محیط مناسب برای رشد محصولات کشت شده مختلف را فراهم می‌آورد‌. انرژی لازم برای کار فن‌های مکنده هوا یا آب دریا را هم می‌توان از سلول‌های خورشیدی تهیه کرد‌.

البته در حال حاضر تهیه الکتریسیته از این روش اندکی گران تمام می‌شود، ولی با توجه به مشکلات و آلایندگی سوخت‌های فسیلی به نظر می‌رسد در آینده نزدیک کاربرد آنها مقرون به‌صرفه شود‌. گلخانه‌های آب دریای فعال در دنیا محدودند، ولی با توجه به شرایط اقلیمی جهان و گرم شدن کره زمین، کاهش منابع آب شیرین در دسترس و جمعیت رو به رشد آدمی استفاده از آنها افزایش خواهد یافت‌.

تعدادی از گلخانه‌های آب دریا در کشورهای عمان، دوبی (ابوظبی)، جزایر قناری (در حال ساخت) و استرالیا ساخته شده‌اند که مشغول فعالیت هستند. در ایران این نوع از گلخانه بیشتر حالت پایلوت یا آزمایشی دارد، به‌عنوان مثال یک واحد گلخانه آب دریا در سال 1391 در محل مركز تحقیقات كشاورزی و منابع طبیعی استان بوشهر برپا شد و پژوهش‌ها در این زمینه ادامه دارد.