ثورة خضراء من قشور الروبيان

كيف حوّل العلماء نفايات الروبيان إلى حل سحري للاحتباس الحراري؟

شبكة بيئة ابوظبي، د. طارق قابيل (*)، القاهرة، جمهورية مصر العربية، 30 أغسطس 2025
في عالم يواجه تحديات بيئية متزايدة، يبرز الابتكار العلمي كمنارة أمل. وفي خطوة غير مسبوقة، تمكن باحثون من جامعة الشارقة بدولة الإمارات العربية المتحدة من تحويل نفايات الروبيان، التي تُلقى عادة بكميات هائلة في مكبات النفايات وتسبب تلوثاً بيئياً، إلى مادة كربونية ثمينة قادرة على امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، الغاز الرئيسي المسبب للاحتباس الحراري. هذا الاكتشاف الرائد لا يمثل حلاً مستداماً لإدارة النفايات فحسب، بل يفتح آفاقاً جديدة في مكافحة تغير المناخ، مؤكداً على أن النفايات ليست مجرد مشكلة، بل هي مورد غير مستغل ينتظر من يكتشف قيمته.

نفايات الروبيان: كنز خفي لمكافحة تغير المناخ
تُشكل النفايات الناتجة عن صناعة المأكولات البحرية، وخاصة قشور الروبيان والكركند وسرطان البحر، تحدياً بيئياً ضخماً. تُقدّر هذه النفايات بنحو 8 ملايين طن سنوياً على مستوى العالم، وتتسبب في أضرار بيئية بالغة عند التخلص منها بشكل عشوائي، بدءاً من تلوث التربة والمياه وانتهاءً بانبعاث غازات ضارة.

في مواجهة هذه الأزمة، جاءت دراسة رائدة من جامعة الشارقة لتقدم حلاً مبتكراً ومستداماً. قاد فريق من الباحثين، برئاسة الدكتورة هيف الجومرد (Dr. Haif Al-Jomard)، عملية تحويل نفايات الروبيان إلى “كربون مُنشّط” (Activated Carbon) عالي الأداء. هذه المادة، المعروفة بقدرتها الفائقة على الامتزاز (Adsorption) – وهي عملية جذب الجزيئات وتثبيتها على السطح – أثبتت فعاليتها في التقاط ثاني أكسيد الكربون.

تقول الدكتورة هيف الجومرد: “تحوّل دراستنا نفايات الروبيان إلى منتج كربوني عالي الأداء. هذا لا يعالج فقط التحديات البيئية التي تفرضها نفايات المأكولات البحرية، بل يساهم أيضاً في الجهود العالمية للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة وتخفيف آثار تغير المناخ.”

آلية العمل والنتائج العلمية
نُشرت تفاصيل هذه الدراسة المبتكرة في مجلة “نانوسكيل” (Nanoscale) المرموقة. تتضمن العملية، التي يمكن وصفها بأنها مزيج من الكيمياء والفيزياء، عدة خطوات رئيسية:

1. الانحلال الحراري (Pyrolysis): يتم تعريض نفايات الروبيان (القشور والرؤوس) لدرجات حرارة عالية جداً في بيئة خالية من الأكسجين، مما يؤدي إلى تحويلها إلى مادة كربونية مسامية تُعرف باسم “الفحم الحيوي” (Biochar).

2. المعالجة الكيميائية (Chemical Activation): يتم بعد ذلك معالجة الفحم الحيوي بأحماض ومواد كيميائية لتحسين مساميته وزيادة مساحة سطحه الداخلية.

3. الطحن الميكانيكي (Ball Milling): تتم إضافة خطوة مبتكرة باستخدام تقنية الطحن بالكرات، والتي تعمل على تكسير الجزيئات الكربونية وزيادة فعاليتها في الامتزاز.

النتيجة النهائية هي كربون مُنشّط يتمتع بخصائص استثنائية في التقاط ثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى قدرته على الثبات على المدى الطويل عبر دورات متعددة من الامتزاز والتحرر (Adsorption-Desorption cycles).
تم الحصول على نفايات الروبيان المستخدمة في الدراسة من سوق الجبيل في الشارقة بالإمارات العربية المتحدة، مع العلم أن الروبيان كان قد تم حصاده في سلطنة عُمان، مما يؤكد على أن هذه النفايات هي مشكلة إقليمية وعالمية.

الفوائد الاقتصادية والتطبيقات المستقبلية
أكد البروفيسور شوقي غناي (Chaouki Ghenai)، الخبير في مجال الطاقة المتجددة والمستدامة والمشارك في الدراسة، على المزايا الاقتصادية والبيئية لهذه الطريقة. يقول غناي: “هذه الطريقة توفر وسيلة فعالة من حيث التكلفة لإنتاج الكربون المنشّط، وتحوّل تياراً من النفايات التي كانت تُعتبر مشكلة إلى منتج عالي الأداء وفعال وصديق للبيئة مع تطبيقات واسعة النطاق.”

بالإضافة إلى دوره في احتجاز الكربون، يمتلك الكربون المنشّط المشتق من نفايات الروبيان تطبيقات محتملة أخرى في مجالات حيوية، منها:
• تنقية الهواء والماء: يُستخدم الكربون المنشّط على نطاق واسع في أنظمة ترشيح المياه والمصانع لتنقية الهواء.
• استخراج الذهب: له دور في عمليات استخلاص الذهب من الخامات.
• التطبيقات الطبية: يُستخدم في بعض الأحيان في حالات التسمم لامتصاص السموم من الجسم.
• استعادة المذيبات: يلعب دوراً في استعادة المذيبات من الغازات.

في سياق تقنيات احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS)، يمكن لهذه المادة أن تُعتمد من قبل صناعات ثقيلة مثل توليد الطاقة، وصناعة الأسمنت، وإنتاج الصلب، والبتروكيماويات، مما يساهم بشكل فعال في تقليل بصمتها الكربونية.

التوافق مع الاقتصاد الدائري
يؤكد الباحثون أن طريقتهم تتوافق تماماً مع مبادئ الاقتصاد الدائري (Circular Economy)، وهو نموذج اقتصادي يهدف إلى التخلص من النفايات والتلوث عن طريق إعادة تدوير الموارد وتحويل المنتجات الثانوية إلى مصادر قيمة. بدلاً من التخلص من النفايات، يتم تحويلها إلى مورد ثمين وفعال، مما يقلل من الاستهلاك الإجمالي للموارد ويساهم في تحقيق استدامة بيئية حقيقية.

يقول الباحثون: “نتائجنا تؤكد على وجود استراتيجية قابلة للتطوير ومستدامة لاستغلال نفايات الروبيان. المعالجات الحرارية والكيميائية والميكانيكية المدمجة تعزز الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة النهائية من الكربون المنشّط، مما يجعلها حلاً قابلاً للتطبيق في التخفيف من آثار تغير المناخ.”

هذا العمل الرائد يمثل نموذجاً ملهماً لكيفية تحويل التحديات البيئية إلى فرص للابتكار. من خلال تحويل نفايات صناعية شائعة إلى مادة متقدمة لمكافحة تغير المناخ، يثبت باحثو جامعة الشارقة أن الحلول المستدامة تكمن أحياناً في أبسط الموارد. لا يقتصر تأثير هذا البحث على تقديم حل لمشكلة النفايات أو الاحتباس الحراري، بل يضع أيضاً حجر الأساس لابتكارات مستقبلية في تقنيات احتجاز الكربون المستدامة.

إن هذه الدراسة ليست مجرد ورقة بحثية، بل هي رسالة قوية تؤكد أن الالتزام بالعلم والابتكار يمكن أن يساهم في بناء مستقبل أكثر اخضراراً واستدامة، حيث لا وجود للنفايات، بل لموارد ثمينة لم يتم اكتشافها بعد.
***
رابط البحث:
• Haif Aljomard et al, (2025). Activated carbon derived from shrimp waste enhanced by ball milling: a green solution for CO2 capture and waste valorization Nanoscale. DOI: 10.1039/D5NR00725A

الكاتب: د. طارق قابيل
– أكاديمي، خبير التقنية الحيوية، كاتب ومحرر ومترجم علمي، ومستشار في الصحافة العلمية والتواصل العلمي.
– أستاذ جامعي متفرغ، وعضو هيئة التدريس بقسم التقنية الحيوية – كلية العلوم – جامعة القاهرة.
– مقرر لجنة الآداب والفنون والعلوم الاجتماعية والثقافة العلمية والدراسات الاستراتيجية ومؤشرات العلوم والتكنولوجي، وزميل أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا، وزارة التعليم العالي – مصر.
– أمين مجلس بحوث الثقافة والمعرفة، أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا، وزارة التعليم العالي – مصر.
– الباحث الرئيسي لمشروع خارطة طريق “مستقبل التواصل العلمي في مصر ودوره في الاعلام العلمي”، أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا، وزارة التعليم العالي والبحث العلمي، مصر.
– السفير الإقليمي للاقتصاد الدائري والمواد المستدامة لمنظمة “سستينابلتي جلوبال” (Sustainability Global)، فينا، النمسا.
– عضو المجموعة الاستشارية العربية للعلوم والتكنولوجيا، التابعة للمكتب الإقليمي للأمم المتحدة للحد من مخاطر الكوارث للدول العربية.
https://orcid.org/0000-0002-2213-8911
http://scholar.cu.edu.eg/tkapiel
tkapiel@sci.cu.edu.eg