با افزایش فشار بر منابع آب شیرین، دانشمندان توجه خود را به یک راه‌حل بالقوه نادیده گرفته شده معطوف می‌کنند: آب زیرزمینی شور. این سفره‌های آب‌دار شور، در صورت تصفیه مناسب از طریق شیرین‌سازی، می‌توانند به یک منبع آب تکمیلی حیاتی در مناطق مستعد خشکسالی تبدیل شوند. سازمان تحقیقات علمی و صنعتی مشترک‌المنافع استرالیا (CSIRO) تلاش‌های تحقیقاتی را برای آزادسازی این منبع، به‌ویژه در غرب استرالیای کم‌آب، رهبری می‌کند.

آب زیرزمینی شور—آبی با شوری بالاتر از آب شیرین اما کمتر از آب دریا—به دلیل قابلیت استفاده مستقیم محدودش، مدت‌هاست که نادیده گرفته شده است. با این حال، با کاهش منابع آب شیرین، ارزش استراتژیک آن آشکار می‌شود. از طریق شیرین‌سازی، آب زیرزمینی شور را می‌توان به آب آشامیدنی تبدیل کرد که برای آشامیدن، کشاورزی و مصارف صنعتی مناسب است.

در مقایسه با منابع آب شیرین، آب زیرزمینی شور به‌طور گسترده‌تری توزیع شده و فراوان‌تر است، به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک. با این حال، استفاده از آن با چالش‌های مهمی از جمله هزینه‌های شیرین‌سازی، دفع آب شور و اثرات زیست‌محیطی مواجه است.

CSIRO با همکاری اداره ملی شبکه آب استرالیا، در حال انجام ارزیابی‌های جامعی از منابع آب زیرزمینی شور در غرب استرالیا است. هدف این پروژه عبارت است از:

• جمع‌آوری داده‌های موجود در مورد مکان‌ها، کیفیت و ذخایر آب زیرزمینی شور در یک پایگاه داده واحد
• ارزیابی پتانسیل آن به‌عنوان یک منبع آب جایگزین برای افزایش امنیت آبی منطقه‌ای
• ارزیابی فناوری‌های شیرین‌سازی موجود و نوظهور همراه با راه‌حل‌های مدیریت آب شور
• بررسی گزینه‌های انرژی تجدیدپذیر برای تامین انرژی تاسیسات شیرین‌سازی
• مشارکت ذینفعان برای همسویی تحقیقات با نیازهای عملی

تیم CSIRO داده‌های گسترده‌ای از آب زیرزمینی را از آژانس‌های مختلف غرب استرالیا جمع‌آوری کرده است. برای رفع ناسازگاری‌ها در قالب‌ها و استانداردهای داده، محققان یک گردش کار پردازش استاندارد را برای ایجاد یک پایگاه داده واحد و باکیفیت از آب زیرزمینی شور توسعه دادند که از تجزیه و تحلیل و مدل‌سازی آینده پشتیبانی می‌کند.

شیرین‌سازی همچنان گام مهمی در استفاده از آب زیرزمینی شور است. CSIRO در حال ارزیابی فناوری‌های اصلی از جمله اسمز معکوس (RO)، الکترودیالیز (ED)، تقطیر ناگهانی چند مرحله‌ای (MSF) و تقطیر چند اثره (MED) همراه با روش‌های نوظهور مانند اسمز مستقیم (FO) و تقطیر غشایی (MD) است. معیارهای اصلی ارزیابی عبارتند از:

• راندمان شیرین‌سازی (خروجی آب در واحد انرژی)
• هزینه‌های عملیاتی (تجهیزات، نگهداری، انرژی)
• اثرات زیست‌محیطی (تخلیه آب شور، استفاده از مواد شیمیایی)
• بلوغ و قابلیت اطمینان فناوری

دفع آب شور یک چالش بزرگ دیگر است. روش‌های سنتی مانند تزریق چاه عمیق، تبخیر سطحی یا تخلیه اقیانوس، خطرات زیست‌محیطی را به همراه دارند. CSIRO در حال بررسی رویکردهای جایگزین است:

• فناوری‌های تخلیه صفر مایع که نمک‌ها را از طریق تبخیر یا الکترودیالیز بازیابی می‌کنند
• روش‌های بازیابی منابع برای استخراج مواد معدنی با ارزش (به عنوان مثال، کلرید سدیم، کلرید منیزیم)
• تصفیه سازگار با محیط زیست با استفاده از تالاب‌های مصنوعی یا سیستم‌های مبتنی بر جلبک

با توجه به تقاضای بالای انرژی شیرین‌سازی، CSIRO در حال بررسی ادغام انرژی تجدیدپذیر برای کاهش هزینه‌ها و انتشار کربن است. این تیم در حال ارزیابی منابع خورشیدی و بادی غرب استرالیا برای تعیین پتانسیل آن‌ها برای تامین انرژی نیروگاه‌های شیرین‌سازی است. راه‌حل‌های ذخیره انرژی مانند باتری‌ها یا هیدرو پمپی نیز برای رسیدگی به قطع و وصل شدن انرژی تجدیدپذیر در حال بررسی است.

برای اطمینان از ارتباط عملی، CSIRO مصاحبه‌های گسترده‌ای را با آژانس‌های دولتی، صنایع و نمایندگان جامعه در غرب استرالیا انجام داده است. این بحث‌ها نیازهای اطلاعاتی خاص را در مورد تقاضای آب، ترجیحات فناوری و انتظارات سیاست روشن کرده‌اند—بینش‌هایی که جهت تحقیقات را هدایت می‌کند.

قرار است این پروژه در سال 2025 تکمیل شود و چندین گزارش کلیدی ارائه خواهد داد:

• نقشه‌های منابع آب زیرزمینی شور برای غرب استرالیا
• ارزیابی‌های جامع فناوری‌های شیرین‌سازی و مدیریت آب شور
• مطالعات امکان‌سنجی در مورد شیرین‌سازی با انرژی تجدیدپذیر
• توصیه‌های استراتژیک برای توسعه آب زیرزمینی شور

این یافته‌ها پشتیبانی فنی و راهنمایی سیاستی مهمی را برای استراتژی امنیت آبی استرالیا ارائه می‌دهد و به‌طور بالقوه یک راه‌حل پایدار برای کمبود آب ناشی از تغییرات آب و هوایی ارائه می‌دهد.

با وجود نویدش، استفاده از آب زیرزمینی شور با چالش‌های مداومی مواجه است:

• محدودیت‌های فناوری در راندمان و هزینه شیرین‌سازی
• هزینه‌های سرمایه‌ای و عملیاتی قابل توجه
• نگرانی‌های زیست‌محیطی در مورد دفع آب شور
• نیاز به چارچوب‌های نظارتی جامع

با پیشرفت فناوری، کاهش هزینه‌ها و بلوغ سیاست‌ها، آب زیرزمینی شور می‌تواند به‌عنوان یک مکمل حیاتی آب شیرین در سطح جهان ظاهر شود. تحقیقات بنیادی CSIRO استرالیا را به‌عنوان یک رهبر در توسعه این منبع کم‌استفاده قرار می‌دهد.