أهمية المياه الجوفية ومصادر تلوثها

تُعتبر المياه الجوفية من المصادر الأساسية لمياه الشرب للكثير من سكان العالم، خاصةً في المناطق الريفية، كما أنها تُستخدم بشكل واسع في ري المحاصيل الزراعية.

المياه الجوفية

المياه الجوفية هي تلك المياه التي توجد تحت سطح الأرض، في مناطق تُعرف بمسام التربة، أو في الفجوات الموجودة في التكوينات الصخرية. تُعرف وحدة الصخور أو الرواسب غير المُجمعة باسم طبقة المياه الجوفية عندما يكون بإمكانها إنتاج كمية كافية من المياه للاستخدام.

العمق الذي يحدث فيه تشبع المسام بالمياه يُعرف باسم منسوب المياه الجوفية. عند سقوط المطر، يتدفق جزء منه على السطح ويتجه نحو الأنهار أو البحيرات، بينما يخترق جزء آخر الأرض ليصل إلى منسوب المياه الجوفية.

تُحتوى المياه الجوفية ضمن ما يُطلق عليه “طبقات المياه الجوفية”، حيث يمثل الخزان الجوفي تكوينًا جيولوجيًا يشتمل على مواد منفذة قادرة على تخزين كميات كبيرة من المياه. يمكن أن تكون هذه الطبقات مكونة من أنواع مختلفة من المواد مثل الرمل والحصى غير المتماسكة، أو الصخور الرسوبية القابلة للاختراق مثل الحجر الرملي والحجر الجيري.

تكوين طبقات المياه الجوفية

تتكون طبقات المياه الجوفية عادة من الحصى والرمل أو الحجر الرملي، بالإضافة إلى الصخور المكشوفة مثل الحجر الجيري. تسهل هذه العناصر حركة المياه بسبب المساحات المتصلة والمتاحة فيها، مما يسمح للمياه بالتدفق بسهولة.

تعتمد سرعة تدفق المياه الجوفية على حجم المساحات في التربة أو الصخور ومدى ارتباطها. يُمكن العثور على المياه الجوفية تقريبًا في كل مكان، وقد يختلف منسوب المياه بين عمق ضحل وآخر عميق، كما يتأثر بمجموعة من العوامل مثل هطول الأمطار وذوبان الثلوج.

تجديد إمدادات المياه الجوفية

تتجدد إمدادات المياه الجوفية، أو تُعاد شحنها، بواسطة المطر وذوبان الجليد، حيث تتسرب إلى الشقوق تحت الأرض. يُعاني بعض الناس حول العالم من نقص حاد في المياه بسبب الاستخدام المفرط للمياه الجوفية، مما يجعلها تتجدد بشكل أبطأ من المعتاد. في مناطق أخرى، قد تتعرض المياه الجوفية للتلوث نتيجة الأنشطة البشرية المختلفة.

تظهر المياه الجوفية إلى السطح بصورة طبيعية من خلال الينابيع، أو يمكن تصريفها في البحيرات والجداول. يمكن أيضًا استخراجها من خلال حفر الآبار، حيث تمتلئ هذه الآبار بالمياه الجوفية ويمكن استخلاصها باستخدام مضخات. تظل الآبار الضحلة جافة إذا انخفض منسوب المياه أسفل قاع البئر.

تكلفة استخدام المياه الجوفية

تُعتبر المياه الجوفية ذات تكلفة اقتصادية منخفضة مقارنةً بالمصادر الأخرى، كما أنها أكثر ملاءمة للاستخدام وأقل عرضة للتلوث. على سبيل المثال، تُعتبر المياه الجوفية أكبر مصدر لتخزين المياه الصالحة للاستعمال في الولايات المتحدة، حيث يتم استخراج كميات كبيرة منها، وتحتوي خزانات المياه الجوفية على كميات تفوق سعة العديد من الخزانات السطحية.

أهمية المياه الجوفية

تشكل المياه الجوفية حوالي 30٪ من مخزون المياه العذبة في العالم، حيث يتم احتجاز 69٪ من الـ 70٪ الأخرى في القمم الجليدية. ويعد متوسط استهلاك البشر من المياه الجوفية الثلث، وفي بعض المناطق يمكن أن تصل هذه النسبة إلى 100٪. هذه المياه تعد فائقة الأهمية للاقتصاد وتُعتبر المصدر الأساسي لمياه الري والصناعات الغذائية.

بشكل عام، تُعتبر المياه الجوفية مصدرًا موثوقًا للمياه للزراعة، حيث يمكن الاستفادة منها بشكل مرن وفقًا لظروف الطقس، حيث يرتفع الطلب عليها أثناء الفترات الجافة، بينما يمكن الاكتفاء بمياه الأمطار عند توفرها.

استخراج المياه الجوفية

تستأثر كميات المياه الجوفية المُستخدمة في الري بأكثر من 70٪ من إجمالي المياه المسحوبة على مستوى العالم. يُعزى استخدام المياه الجوفية في الري إلى حوالي 43٪، وهو أمر ذو أهمية كبيرة للبيئة.

تلعب المياه الجوفية دورًا بارزًا في الحفاظ على مستويات المياه والتدفق إلى الأنهار والبحيرات والأراضي الرطبة، خاصةً خلال الفترات الجافة التي تقل خلالها قيمة هطول الأمطار.

تساعد تلك المياه على تدفق المياه الجوفية عبر قاع المسطحات المائية، مما يُعزز الحياة البرية والنباتات التي تعيش في تلك البيئات. كما أن المياه الجوفية لها تأثير كبير على الملاحة في المياه الداخلية خلال مواسم الجفاف.

تُعتبر جودة المياه الجوفية جيدة جدًا، حيث تساعد تخزينها في طبقات تحت السطح في حمايتها من التلوث، ويُمكن العثور عليها غالبًا بالقرب من المستهلكين، مما يقلل من الحاجة إلى استثمارات ضخمة في البنية التحتية.

مصادر تلوث المياه الجوفية

في المناطق التي تكون فيها المواد فوق الخزان الجوفي منفذة، يمكن للملوثات أن تتسرب بسهولة إلى المياه الجوفية. تتعرض المياه الجوفية للتلوث من مصادر عدة مثل مدافن القمامة وخزانات الصرف الصحي وخزانات الغاز المتسربة، بالإضافة إلى الاستخدام المفرط للأسمدة والمبيدات.

عندما تتعرض المياه الجوفية للتلوث، تصبح غير آمنة للشرب، وعادةً ما تكون هذه المياه الملوثة أقل وضوحًا وأكثر صعوبة في التنظيف مقارنةً بالتلوث في الأنهار والبحيرات. تشمل المصادر الرئيسية للتلوث المواد الكيميائية الصناعية والزراعية والمخلفات التي تنتج من التصنيع.

تشمل مصادر التلوث الأخرى بحيرات النفايات الصناعية، ومياه الصرف المعالجة من المناجم، بالإضافة إلى التكسير المنتجات النفطية. كما قد تساهم الخزانات وخطوط الأنابيب المتسربة تحت الأرض في تفاقم المشكلة.

أخيرًا، تعتبر الكيماويات الزراعية، وحمأة الصرف الصحي، ونفايات أخرى، من المكونات الملوثات التي لها آثار سلبية عديدة على جودة المياه الجوفية.