آخر الأخبار

1. آخر الأخبار
2. نتائج بحثية تؤكــد: تكنولوجيا خلية التحلية الميكروبية بديل مناسب في صناعة المياه العمانية

جريدة عمان

• «عمان» تستعرض تفاصيل المشاريع البحثية الممولة بالمنحة السامية 

إعداد – نوال بنت بدر الصمصامية 

تأسست المكرمة السامية للمشاريع البحثية الإستراتيجية منذ عام 2001م، وتعتبر هذه المنح محركا أساسيا للبحوث المبتكرة ذات النتائج الفعالة في جامعة السلطان قابوس.

وقد دعمت المنحة منذ انطلاقها نحو (95) مشروعًا بحثيًا واسع النطاق لمعالجة قضايا متعددة، مما يسهم في تحقيق التنمية الاجتماعية والاقتصادية المستدامة، ويرفد أهداف التنمية الإستراتيجية ويحسن الجوانب الاجتماعية والثقافية والاقتصادية في السلطنة.

ويتم اختيار هذه المشاريع البحثية بناء على قدرتها في المساهمة بأهداف استراتيجية ليس على مدة قصيرة وإنما لأهداف وطموحات بعيدة المدى، مما يعزز البنية التحتية للبحث العلمي والابتكار وبناء القدرات في جامعة السلطان قابوس. وبذلك فهي تحقق نواة لمراكز التميز في الجامعة وتسهم في تطوير برامج البكالوريوس والدراسات العليا.

«عمان» تستعرض ملخصات للمشاريع المقدمة في ملتقى المشاريع البحثية الإستراتيجية والممولة من منحة المكرمة السامية لعام 2019م، والتي تشمل ستة مجالات الطاقة والزراعة والسياحة والتأمين والصحة والبنية الأساسية.

• استغلال الخلايا الشمسية

يبحث «مشروع صناعة مركبات جديدة من العناصر الانتقالية واللانثانات وتطبيقها كمواد ضوئية إلكترونية» للباحث الرئيس الأستاذ الدكتور محمد صلاح الدين خان بكلية العلوم قسم الكيمياء عن بديل للنفط.

ومنذ عام 2015م، بدأ المخزون النفطي للسلطنة بالانخفاض؛ ولذا وجب البحث عن مصدر دائم للطاقة، وتعدُّ الطاقة الشمسية أحد مصادر الطاقة المستدامة، وأصبح هدف الباحثين الرئيسي تصنيع خلايا ضوئية قادرة على تحويل الطاقة الضوئية الشمسية إلى طاقة كهربائية، ولقد وجد بأن الخلايا الشمسية التي تحتوي على مواد عضوية مشعة توفر الكثير من الجهد.

أما في مشروع أجهزة مبتكرة ومصغرة لتحديد الكميات الكلية للبوليفينول في الفواكه والعسل العماني للباحث الرئيس الدكتور حيدر بن أحمد اللواتي بكلية العلوم قسم الكيمياء تمَّ تحديد مضادات الأكسدة في عدد من الفواكه والعسل العماني وبعض المنتجات المرتبطة بهما باستخدام طرق تحليل مبتكرة. وقد تم التوصل إلى عدد من النتائج المهمة التي ستفيد الصناعات العمانية بشكل كبير، إذ تبيَّن أن بعض عينات عسل السمر العماني تحتوي على كميات عالية جدًّا من مضادات الأكسدة بينما تقل تراكيز مضادات الأكسدة في العينات الأخرى التي تُباع تحت المسمى نفسه؛ ولذا فإنه من المقترح أن يتم استخدام تراكيز مضادات الأكسدة في العسل كأحد المعايير لتحديد جودة العسل ومن ثمَّ سعره.

كما يُقترح أن توجه البحوث المستقبلية نحو معرفة المناطق الجغرافية في السلطنة التي يتم فيها إنتاج العسل الذي يحوي تراكيز عالية من مضادات الأكسدة، ودراسة العوامل الطبيعية التي تؤثر فيه.

لقد تمَّ التحقق من أن تراكيز مضادات الأكسدة في دبس التمر العماني أعلى من عدد من عينات العسل، وأعلى أيضًا من دبس قصب السكر ودبس الرمان والتي تمَّ إنتاجها محليًّا؛ وبناء عليه فإن إنتاج دبس التمر العماني قد يكون مجديًا من الناحية الصحية والاقتصادية، كما أن بيع العسل دون تحويله إلى دبس العسل له فوائد أكبر ويكون مجديًا أكثر من الناحية الاقتصادية أيضًا.

• خزانات نفطية فتاتية

أما «مشروع تقييم التَّحورات اللاحقة وجودة الخزانات النفطية الفتاتية للعمر الكمبري الأوسط حتى الأوردوفيشي المبكر للأحواض الرسوبية الداخلية بسلطنة عمان» للباحث الرئيس الدكتور محمد علي خليفة الغالي بكلية العلوم، قسم علوم الأرض، ومركز أبحاث علوم الأرض بالجامعة يدرس التتابعات الفتاتية للعمر الكمبري الأوسط وحتى الأردوفيشي المبكر بسلطنة عمان من ضمن الخزانات الفتاتية للحقول النفطية والغازية بالحوض الرسوبي جنوب السلطنة وحوض غابا الملحي.

وتعدُّ تكشفات صخور مجموعة هيما ذات العمر الكمبري الأوسط وحتى الأردوفيشي المبكر متضمنة تكاوين أمين ومقراط والبشاير وبارك، نموذجًا مقاربًا لدراسة مثيلاتها من الخزانات التحت سطحية. وتمَّ القيام بالعديد من الأعمال الحقلية ما بين 2015-2017م لدراسة صخور مجموعة هيما بمنطقة الحقف متضمنة مناطق طية خفي وطية بوا ووادي سمينة وقرن محطة حميد بوسط عمان.

وتمكّنت المجموعة البحثية من عمل وصف ترسيبي دقيق لعدد (40) قطاعًا طبقيًّا، وقياس أشعة جاما، وقياس النفاذية، وتجميع قرابة (900) عينة حجر رملي من عدة سحنات صخرية متنوعة، وتجميع (42) عينة من صخور الوحل.

الأحجار الرملية للوحدة الوسطى والعليا لتكوين أمين والوحدة الوسطى لتكوين مقراط وتكوين البشائر وتكوين بارك ذات إمكانيات فعالة كخزانات نفطية جيدة؛ وذلك بسبب انتشارها الأفقي والرأسي، إذ إنها تمتد أفقيًّا لمسافات بالكيلومترات وتغطي مساحات شاسعة، ولها سمك كاف باستثناء الأحجار الرملية بتكوين البشائر، طبقات الحجر الرملي لتكوين البشائر في الغالب رقيقة السماكة نسبيًّا.

تكمن أهمية نتائج هذه الدراسة في استخدامها كبيانات أولية لنمذجة الخزانات النفطية تحت السطحية بدرجة كفاءة أكبر، والتي في النهاية تساعد على تطوير واتخاذ قرارات سليمة ومثلى في عمليات الحفر والإنتاج،وزيادة إنتاجية الخزان والتقليل من درجة المخاطرة جيولوجيًّا واقتصاديًّا.

• دراسة منهجية للسياحة

ويركز «مشروع تحقيق التنمية السياحية المستدامة: الدور الإستراتيجي للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة العاملة في قطاع السياحة بسلطنة عمان» للباحث الرئيس الدكتور خلدون نصير بكلية الاقتصاد والعلوم السياسية، قسم التسويق إلى بحث موضوعين منفصلين ولكنهما مترابطان ترابطًا وثيقًا: الطلب على السياحة، ودور المشاريع الصغيرة والمتوسطة في قطاع الفندقة والسياحة بسلطنة عمان.

وعليه ستقدم دراسة منهجية لتأثيرهما الإستراتيجي والاقتصادي على التنمية المستدامة للسياحة. وستحلل هذه الدراسة السمات الشخصية للسياح، ونمط الإنفاق السياحي من منظور الطلب. كما ستتناول الدراسة من ناحية أخرى تحليل العوامل الإستراتيجية والبيئية للشركات الصغيرة والمتوسطة العاملة في مجال السياحة.

وبناء عليه؛ سوف تكشف هذه الدراسة الاحتياجات الهيكلية، والفرص الإستراتيجية لوضعها كتوصيات عملية لتنمية السياحة بشكل عام، وتحسين الأداء للسياحة في قطاع الشركات الصغيرة والمتوسطة العاملة في مجال السياحة.

ومن المتوقع أن تكشف هذه الدراسة عن أدلة منهجية، فضلا عن أفضل الممارسات في دعم السياحة للشركات الصغيرة والمتوسطة في سلطنة عمان، من خلال استخدام ثلاث طرق للمنهج العلمي: تحليل البيانات الإحصائية الوصفية، وإطار بولي دايكوتماس، ونمذجة المعادلة الهيكلية.

«مشروع كفاءة سوق التأمين العماني» للباحث الرئيس الدكتور خالد بن سعيد العامري كلية الاقتصاد والعلوم السياسية بقسم إدارة العمليات والإحصاء التجاري.

ومسألة الكفاءة تهم أكبر مديري التأمين ومنظمي التأمين وعامة الجمهور بعدِّهم عملاء تأمين. ويرغم استمرار الضغوط التنافسية في السوق مديري شركات التأمين على محاولة أن تكون شركاتهم فعّالة وعلى أكبر قدر ممكن من الكفاءة، وذلك بمراعاة منحنى كفاءة الإنتاج (PFR) واختيار مقياس مناسب للعملية. ويرجع ذلك إلى أنه كلما انخفضت شركة التأمين عن (PFR)، كانت درجة عدم كفايتها أعلى، وزاد احتمال فشلها أو تعرضها للاستحواذ.

• أمراض الإعاقة الذهنية

فيما تهدف «دراسة المسببات الوراثية والجينية لأمراض الإعاقة الذهنية في سلطنة عمان» للباحث الرئيس: الدكتور المنذر بن عبدالله المعولي بكلية الطب والعلوم الصحية، قسم علم الوراثة، إلى إنشاء قاعدة بيانات للمرضى المصابين بمتلازمات الإعاقة الذهنية، وتفصيل الأعراض السريرية بشكل دقيق، إذ إن هذه القاعدة سوف تساعد في تحديد المتلازمات الجديدة غير المعروفة عالميًّا وقد تكون خاصة بمجتمعات الشرق الأوسط.

ثانيًا: استخدام طريقة سريعة لتحديد الطفرات الجينية بتكنولوجيا جديدة اخترعت قبل عدة سنوات وأصبحت الآن متاحة للجميع، حيث يوجد في عمان حاليًّا القدرات البشرية القادرة على التعامل مع هذه التكنولوجيا وتحليل الطفرات الجينية. ثالثًا: تحديد الجينات التي قد تكون مسببة لمرض معين، وذلك لدراستها بشكل مفصل في المختبرات البحثية في الجامعة لتأكيد ارتباطها بهذه الأمراض.

ومن المتوقع أن تتمكن هذه الأبحاث من تحديد جينات جديدة غير معروفة من قبل مسببة لأمراض مختلفة للإنسان، وقد تساعد هذه المعلومات أيضا على فهم الآليات البيولوجية في الخلية وجسم الإنسان التي قد تؤدي إلى تحسين العناية السريرية واكتشاف العلاج المناسب وفوائد أخرى.

• خلايا الوقود الميكروبية

ويكشف «مشروع منظومة ميكروبية كهروكيميائية لتحلية المياه من خلال معالجة المياه العادمة المتزامن مع استعادة الموارد الكيميائية وإنتاج الطاقة الكهربائية» للباحث الرئيس الدكتورمحمد عبدالله المأمون بكلية الهندسة، قسم الهندسة المدنية والمعمارية جدوى استخدام خلايا الوقود الميكروبية.

إن خلية الوقود الميكروبية هي تكنولوجيا صديقة للبيئة الناشئة، إذ تنمو البكتيريا اللاهوائية على القطب الموجب. وتقوم هذه الأغشية الحيوية البكتيرية على سطح القطب الموجب بأكسدة المواد العضوية مثل الغذاء وإنتاج الإلكترونات والبروتونات، ويتم نقل الإلكترونات الناتجة من دورة التمثيل الغذائي الميكروبي إلى القطب الموجب من إنزيماتها، أو من خلال النانو بروتين على سطح الخلية (السيتوكروم ج) أو البكتيريا النانو خيطية.

ومن ثمَّ تنتقل البروتونات التي تم إنشاؤها في الأنود من خلال المحلول إلى الكاثود حيث تتحد مع الأكسجين والإلكترونات لتكوين الماء.

يقوم هذا البحث على دراسة جدوى دمج وتكامل تحلية المياه في خلية تحلية ميكروبية ذات تكلفة منخفضة ومتزامنة مع إزالة المواد العضوية من المياه العادمة وتقليل الأملاح من مياه البحر واستعادة مواد كيميائية (حمضية وقاعدية)، وإنتاج طاقة كهربائية. وسيتم تحقيق أهداف المقترح البحثي عن طريق تحسين كفاءة خلية التحلية الميكروبية من النواحي التصميمية والتشغيلية، من أجل الوصول لأداء أمثل لإزالة المواد العضوية وتحلية المياه وإنتاج الكهرباء للوصول لمنتج أكثر استدامة وأقل تأثيرًا على البيئة.

ويمكن أن تكون تكنولوجيا خلية التحلية الميكروبية المحسنة بديلًا مناسبًا في صناعة المياه العمانية للتوصل إلى حلّ مستدام لتحلية مياه البحر ومعالجة مياه الصرف الصحي، إضافة إلى استعادة الموارد «الأحماض والقواعد» والطاقة، إضافة إلى استخدامه في العمليات الزراعية في محافظة الباطنة لإزالة ملوحة المياه الجوفية قبل استخدامها في تقنيات الري.

• سلالات فيروسية للطماطم

فيما يبحث «مشروع إدارة مرض اصفرار والتفاف أوراق الطماطم المعقد في سلطنة عمان» للباحث الرئيس الدكتور محمد شفيق شاهد بكلية العلوم الزراعية والبحرية قسم علوم المحاصيل، علاج لمرض اصفرار والتفاف أوراق الطماطم الذي تسببه الذبابة البيضاء ، والذي ينتقل عن طريق الجمني فيروس المعقد من العوامل التي تحدُّ من زراعة محصول الطماطم في سلطنة عمان والدول الزراعية الأخرى، ومنذ صدور أول تقرير لإصابة الطماطم بهذا الفيروس مازال هذا المرض في انتشار بشكل متسارع جدا ويسبب خسائر كبيرة على مستوى العالم. وقد كانت الإدارة المناسبة لهذا المرض محدودة وذلك بسبب استمرار استقدام أنواع جديدة من السلالات الفيروسية.

كما أن الافتقار لتقنيات الكشف المناسبة والسريعة والموثوقة عن السلالات الفيروسية في محصول الطماطم يمثل تحدّيًا كبيرًا. وعليه؛ فقد تمثلت الأهداف العامة لهذا المشروع البحثي في دراسة سلالات فيروسية غير معروفة، وقياس حجم المشكلة في مناطق مختلفة. وتمثل الهدف الثاني في تطوير بادئات كشف عالمية لفحص وتقييم أصناف الطماطم ضد إضافة إلى هدف آخر تمثل في اختبار الطماطم المعدلة وراثيًّا ضد فيروسات تصيب أنواع مختلفة للطماطم.

وأوضحت نتائج الهدف الأول اكتشاف وجود اثنين أو أكثر من سلالات الفيروسات، وهي فيروس التفاف أوراق القطن (Gezira) (CLCuGeV) وفيروس (MYMIV). ويصيب فيروس (CLCuGeV) عائلة (الملافيسي)- الملوخية بشكل طبيعي، ويصيب فيروس (MYMIV) محاصيل الفصيلة القرنية، وقد سجلت إصابة الطماطم به لأول مرة في عمان.

وتهدف الدراسة أيضا إلى وضع ظروف مثالية لجهاز البلمرة المتسلسلة لكشف السلالات الفيروسية لنباتات الطماطم، حيث تمَّ هندسة وتقييم عدة بادئات عالمية، وتمَّ اختيار أفضل بادئات عالمية لكشف السلالات الفيروسية التي تصيب الطماطم ومحاصيل خضروات أخرى والتي أثبتت أفضليتها من سابقاتها من البادئات العالمية المهندسة، بالإضافة إلى تطوير أصناف طماطم معدلة وراثيًّا والمقاومة للفيروسات المسببة لاصفرار والتفاف أوراق الطماطم أحد الأهداف الضرورية لبرامج زراعة الطماطم في العالم.

• حلول للزراعة المستدامة

ويتناول «مشروع البيت المحمي الذي يعمل بماء البحر كحل للزراعة المستدامة في المناطق المتأثرة بتداخل مياه البحر في سلطنة عمان» للباحث الرئيس الدكتور عبد الرحيم بن محمد الإسماعيلي بكلية العلوم الزراعية والبحرية، قسم التربة والمياه والهندسة الزراعية، حلول للزراعة المستدامة.

يُعدّ نظام البيت المحمي الذي يعمل بماء البحر من الحلول الواعدة لزيادة الإنتاج الزراعي في المناطق المتأثرة بظاهرة تداخل مياه البحر بالمياه الجوفية في سلطنة عمان والمناطق المشابهة لها، وهذا النوع من البيوت هو من التقنيات الهندسية الزراعية التي تجمع بين زراعة المحاصيل وتحلية المياه المالحة في نفس المكان وداخل نفس البيت، ولقد تم بناء أول بيت محمي من هذا النوع في سلطنة عمان في عام 2004م في محطة التحلية التابعة لجامعة السلطان قابوس بالحيل وبتمويل من منح المكرمة السامية للمشاريع البحثية الإستراتيجية، وفي عام 2007م تأثر هذا البيت بإعصار جونو مما جعل البيت المحمي لا يعمل بكامل طاقته وفاعليته. ويعتمد نجاح هذا النوع من البيوت الزراعية بشكل كبير على مدى كفاءة وحدة التكثيف والتي للأسف ما تزال عالية التكلفة وقليلة الكفاءة، ولذلك فإن هذه الدراسة تهدف إلى العمل على زيادة كفاءة هذا النوع من البيوت المحمية لكي تقوم بإنتاج مياه صالحة لري المزروعات الموجودة داخل البيت باستخدام المياه الجوفية المتملحة بكلفة أقل وكفاءة أعلى.

سيقوم الفريق البحثي الذي ينتمي إلى ثلاث جامعات خليجية بعمل تصاميم ومحاكات رياضية وتصنيع وفحص لثلاثة أنواع من المكثفات وذلك من أجل تقييم كفاءتها الفنية وتكلفتها الاقتصادية، اثنان من هذه المكثفات ستكون من نوع الالتقاء المباشر والثالث سيكون من النوع غير المباشر بطرقة الأنابيب المصفوفة، وسيتم دراسة جميع الجوانب الفنية والاقتصادية لهذه المكثفات الثلاثة من قبل طلبة الماجستير تحت إشراف الفريق البحثي.

ومن المؤمل من هذه الدراسة أن توجد أفضل تصاميم وأفضل نوع من بين هذه المكثفات من حيث قدرته على جعل تقنية البيوت المحمية التي تعمل بماء البحر حلًا ذا كفاءة عالية للزراعة المحمية في المناطق الجافة التي تعاني من تداخل مياه البحر بالمياه الجوفية، كما سيتمكن الفريق البحثي من خلال هذه الدراسة من إعادة تشغيل البيت المحمي التابع لجامعة السلطان قابوس في محطة الحيل بكامل كفاءته وطاقته الاستيعابية من أجل إجراء المزيد من الأبحاث الهادفة إلى رفع كفاءته، وعلى المدى البعيد فإن هذه التقنية يُرجى لها أن تعيد الغطاء الأخضر للمناطق التي تعاني من تداخل مياه البحر بالمياه الجوفية والذي بدوره سيساهم في الأمن الغذائي للبلد.