کربن‌زدایی از آب دریا و اقیانوس ها ؛ انقلاب آرام در زیست‌بوم و امنیت غذایی جهانی

تحلیل اثرات پروژه‌های نوین DOC بر محیط زیست و زنجیره‌های تولید پروتئین حیوانی و گیاهی

فاخته-افزایش شدید گازهای گلخانه‌ای، به‌ویژه دی‌اکسیدکربن (CO₂)، ساختار حیات بر روی زمین و دریا را دچار اختلال کرده است. این گاز نه‌فقط موجب گرمایش زمین شده، بلکه عامل اصلی اسیدی شدن آب دریاها و کاهش توان فتوسنتز پلانکتون‌ها نیز هست؛ موجوداتی که پایه‌گذار حیات در اقیانوس‌اند. 
در این میان، فناوری نوظهور کربن‌زدایی از آب دریا یا Direct Ocean Capture (DOC) /شکار کربن/، به‌عنوان راهکاری امیدبخش برای جذب CO₂ و احیای اکوسیستم‌های طبیعی معرفی شده است. این مقاله به‌طور خاص، نقش DOC را در حفاظت زیست‌محیطی، افزایش ظرفیت تولید خوراک دام و طیور، توسعه پایدار آبزی‌پروری و ارتقای امنیت غذایی بررسی می‌کند.

کلیدواژه‌ها: کربن‌زدایی از آب دریا، DOC، امنیت غذایی، تکثیر و پرورش آبزیان، خوراک دام،  تولید پروتئین حیوانی، فیتوپلانکتون، زئوپلانکتون، Equatic، SeaCURE، دامداری پایدار، اسیدی شدن اقیانوس، تغییر اقلیم

 فناوری DOC و پروژه‌های شاخص جهانی

سنگاپور Equatic

با ظرفیت جذب سالانه ۳٬۶۵۰ تن CO₂، این پروژه از الکترولیز آب دریا برای رسوب‌دهی دی‌اکسیدکربن و تولید هیدروژن استفاده می‌کند. هم‌زمان پسماند معدنی آن قابل استفاده در کشاورزی و تولید خوراک دام است.

بریتانیا SEACURE

با بهره‌گیری از فناوری الکترودیالیز، CO₂ محلول از آب جدا شده و آب پاک به چرخه اقیانوس بازمی‌گردد. این فناوری ظرفیت جذب پیوسته دارد و اثر مثبت بر زندگی پلانکتون‌ها و ماهیان کوچک نشان داده است.

پروژه‌های دیگر

Captura و Sea در ایالات متحده، Project Vesta با استفاده از اولیوین برای قلیایی‌سازی طبیعی، و همکاری Deep Sky با Equatic در کانادا از دیگر نمونه‌های فعال در این عرصه‌اند

 سازوکار علمی کربن‌زدایی از آب دریا

DOC با دست‌کاری غلظت بیکربنات‌ها و کاتیون‌های معدنی (کلسیم و منیزیم)، دی‌اکسیدکربن محلول را به فرم معدنی 
گاز استخراج‌شده تبدیل می‌کند. 
این روند نه تنها جذب پیوسته کربن را از آب دریا تسریع می کند بلکه دی اکسید موجود در محیط زیست و هوا را کاهش می دهد که انقلاب آرام اما مهمی در این فعالیت جدید می باشد. 

اثرات زیست‌محیطی بر اقیانوس‌ها و اکوسیستم‌های وابسته

 کاهش اسیدی شدن آب دریا

مرجان‌ها، نرم‌تنان، پلانکتون‌ها و صدف‌های خوراکی از اولین قربانیان اسیدی شدن اقیانوس‌اند. کاهش CO₂ محلول، تعادل زیستی و کلسیمی این گونه‌ها را احیا می‌کند.

 افزایش تراکم پلانکتون‌ها

پلانکتون‌ها (فیتو و زئو) تغذیه پایه‌ای برای آبزیان هستند. DOC با ارتقای شرایط فتوسنتز، زیست‌توده (بیومس) آن‌ها را افزایش می‌دهد و در نتیجه، کل زنجیره غذایی دریا تقویت می‌شود.

تأثیر مستقیم بر تولید پروتئین‌های حیوانی (دام، طیور و آبزیان)

 خوراک دام و طیور با منشاء دریایی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای زیستی فناوری DOC، تقویت تولید میکروجلبک‌ها و زئوپلانکتون‌ها به‌عنوان خوراک جایگزین برای دام، طیور و حتی انسان است. میکروجلبک‌هایی مانند اسپیرولینا و کلرلا، غنی از پروتئین، اسیدهای چرب امگا۳  و ویتامین‌ها هستند.

این خوراک‌ها می‌توانند جایگزین بخشی از کنجاله سویا، ذرت و آرد ماهی شوند.

پروتئین‌های تولیدشده پایدار، بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک و مناسب برای دامداری ارگانیک هستند.

استفاده از آن‌ها موجب بهبود ضریب تبدیل خوراک (FCR) در "دام، طیور و آبزیان" می‌شود.

 تحول در پروسه تکثیر و پرورش آبزیان

کیفیت بهتر آب به‌واسطه حذف CO₂ باعث کاهش استرس تنفسی و التهابی در انواع ماهیان پرورشی می‌شود.

افزایش تراکم پلانکتونی در منابع طبیعی، غذای طبیعی ماهی‌ها را تقویت کرده و وابستگی به خوراک خشک کاهش می‌یابد.

پرورش گونه‌هایی مانند میگوی وانامی، تیلاپیا، قزل‌آلا و صدف خوراکی با ریسک کمتر و بازده بیشتر ممکن می‌شود.

حفظ سلامت زنجیره غذایی

با کاهش CO₂ محلول، سطوح ترکیبات سمی مانند فلزات سنگین، آمونیاک و نیتریت در محیط کشت کاهش می‌یابد.

پروتئین نهایی سالم‌تر و ایمن‌تر است، که به سود مصرف‌کننده و صادرات خواهد بود.

 پیوند فناوری DOC با کشاورزی و منابع گیاهی

استفاده از پساب‌های معدنی

پسماند معدنی پروژه‌های DOC، غنی از کلسیم و منیزیم، قابل استفاده در اصلاح خاک‌های شور و قلیایی است. این امر برای تولید محصولات در مناطق خشک و ساحلی (مانند مزارع ترویجی پنبه، ذرت و جو) ارزش بالایی دارد.

تولید پروتئین‌های گیاهی دریایی

مزارع جلبک دریایی که هم‌زمان با پروژه‌های DOC توسعه می‌یابند، منبع جدیدی از پروتئین گیاهی برای انسان، دام و طیور فراهم می‌کنند و به تنوع زیستی کمک می‌کنند.
  
تغییر اقلیم و امنیت غذایی با DOC

کاهش وابستگی غذایی

کشورهایی که خوراک دام، روغن ماهی و کود شیمیایی وارد می‌کنند، می‌توانند با توسعه پروژه‌های DOC به خودکفایی غذایی نزدیک شوند.

 بهبود تاب‌آوری در برابر بحران اقلیمی

افزایش بهره‌وری اکوسیستم‌های دریایی و خاکی، کمک می‌کند تا در برابر خشک‌سالی، موج گرما و نوسانات بازار خوراک جهانی مقاومت بهتری ایجاد شود.

چالش‌ها

مصرف بالای انرژی

هزینه‌بر بودن مراحل تصفیه و نگهداری تجهیزات

نیاز به مقررات زیست‌محیطی بین‌المللی

راهکارها

تلفیق DOC با انرژی خورشیدی یا جزر و مد

بهره‌گیری از پسماندهای نمکی به عنوان ماده اولیه در صنعت ساخت‌وساز

ایجاد مشوق‌های اقتصادی برای تولید خوراک دامی دریایی پایدار

سخن پایانی

کربن‌زدایی از آب دریا، پلی است از بحران اقلیم به شکوفایی زیستی و بهبود روش ها در آینده یک زندگی بهتر.

این فناوری دیگر یک پروژه آزمایشگاهی نیست؛ بلکه به عنوان یک نیروی محرک زیست‌محیطی و اقتصادی وارد مرحله اجرایی شده است. DOC نه‌تنها حجم CO₂
 را کاهش می‌دهد، بلکه بازسازی زنجیره‌های غذایی، بهبود خوراک دام و طیور، سلامت آبزیان و احیای خاک‌های کشاورزی را ممکن می‌سازد.

اگر جهان بخواهد با چالش‌های اقلیمی، گرسنگی و کاهش منابع روبرو شود، باید به اقیانوس ها بازگردد ؛ این‌بار نه برای شکار، بلکه برای بازسازی.

«اکنون نوبت اقیانوس و دریاها است تا "نجاتمان" دهند، مشروط به آن که ما نیز "دریا" را "نجات" دهیم.»/ ۶۸۸

       علیرضا کیهان‌پور 

 منابع علمی برای مطالعه بیشتر 

1. Time Magazine (2024) – Singapore Equatic Ocean Carbon Facility to Become Largest Globally
https://time.com/6836259/singapore-equatic-ocean-carbon-dioxide-removal-facility-largest/

2. World Economic Forum (2023) – Direct Ocean Capture: A new frontier in CO₂ removal
https://www.weforum.org/agenda/2023/10/direct-ocean-capture-carbon-removal-technology/

3. Nature Reviews Earth & Environment (2023) – Ocean alkalinity enhancement for carbon dioxide removal
https://www.nature.com/articles/s43017-023-00436-1

4. Science Advances (2024) – Equatic carbon mineralization through seawater electrolysis