نظمت واحة قطر للعلوم والتكنولوجيا، بالتعاون مع شريكها الرئيسي، مركز «إكسون موبيل» للأبحاث قطر، ورشة عمل خُصصت لتسليط الضوء على المبادرات البحثية التي تركز على الفحم الحيوي ومناقشة إمكانية استخدامه في تحقيق مكاسب زراعية وبيئية متنوعة. ويمكن أن ينتج الفحم الحيوي الغني بالكربون من مصادر النفايات المختلفة، مثل النفايات الصلبة، أو نفايات الطعام، أو النفايات الصناعية. وعند إضافة هذه العناصر إلى التربة، نحصل على مادة صلبة قادرة على تحسين إنتاجية التربة وتشجيع الحياة النباتية وزراعة المحاصيل، علاوة على فوائدها الأخرى. وفي هذا الصدد، أفادت الدكتورة زهور سعيد، رئيس برنامج إدارة المياه في مركز «إكسون موبيل» للأبحاث قطر، أن الهدف من وراء تنظيم هذه الورشة يكمن بالأساس في عرض مبادرة المركز المتعلقة بتطوير الفحم الحيوي واستخدامه لمعالجة مياه الصرف الصناعي وإبراز قدرته على تحسين جودة التربة وعزل الكربون. جودة التربة وأوضح الدكتور بيكيلي قائلًا: «درست بعض أبحاثنا إمكانية استخدام الفحم الحيوي لتحسين جودة التربة وزراعة المحاصيل، لا سيما في الأراضي الزراعية. وبالنسبة لبلدان، مثل قطر التي يوجد بها تربة قاحلة ورملية وتعاني من هطول أمطار أقل نسبيًا، يحمل الفحم الحيوي إمكانات هائلة للقطاع الزراعي. وفيما يتعلق بالأمن الغذائي، على وجه الخصوص، يعزز الفحم الحيوي الإمكانات الغذائية للتربة، وهو ما يوفر مكانًا أكثر صحة وتغذية لنمو النباتات.» الاكتفاء الذاتي من جانبه، سلط الدكتور محمد جمال الدين، الأستاذ بقسم الهندسة المدنية والبيئية بجامعة ألبرتا الكندية، الضوء على أهمية الفحم الحيوي في تعزيز جهود الاكتفاء الذاتي بدولة قطر، وكذا على استخداماته في معالجة المياه العادمة الناتجة عن صناعة النفط والغاز ومساهمته في دعم الاقتصاد الدائري، وهو نموذج مستدام يركز على إصلاح المواد وإعادة استخدامها لأطول فترة ممكنة بهدف الحد من استهلاك الموارد الطبيعية. تحسين جودة التربة كما شهدت الورشة تقديم الدكتور محمد الحرباوي، زميل ما بعد الدكتوراه في قسم التنمية المستدامة بجامعة حمد بن خليفة، عرضًا عامًا عن الأبحاث التي تجريها الجامعة حول إنتاج الفحم الحيوي واستخدامه. وقال في هذا السياق: «تعاني قطر من تدهور التربة لأسباب متنوعة، منها الملوحة وضعف قدرتها على الاحتفاظ بالمياه. ويساهم إنتاج الفحم الحيوي محليًا من مصادر النفايات المختلفة في توفير حل طويل الأمد لتحسين جودة التربة هنا.» وأوضح: ساهم الفحم الحيوي، الذي جرى إنتاجه في إطار الجهود التي بذلتها الجامعة، في توفير أكثر من 20 % من مياه الري وساعد على تعزيز محاصيل الخضروات بأكثر من 30 %،.»

يبحث فريق من الباحثين بجامعة حمد بن خليفة عضو مؤسسة قطر إمكانية استخدام مخلّفات الطعام والمواد العضوية الأخرى لإنتاج الفحم الحيوي، المعروف أيضاً باسم زراعة الذهب الأسود بسبب شكله الذي يشبه الفحم والقيمة الكبيرة التي يضيفها إلى التربة في محاولة لإيجاد حل أكثر كفاءة للتخلّص من مخلفات الطعام. ويقول الباحثون إنه مع تنامي الإنتاج الزراعي والمنتجات الغذائية في قطر تنتج مخلفات الطعام عبر جميع مراحل سلسلة التوريد، بداية من المزارع، ووصولا إلى الأسواق والمطاعم والمنازل، والجميع قد يغفل عن العواقب البيئية الخطيرة لهذه المخلفات، فإنّ دراسة أجرتها منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (فاو) تشير إلى أنه لو قُدّر للطعام المهدور أن يكون بحجم دولة، فإنها ستكون ثالث أكبر مصدر للغازات الدفيئة، بعد الصين والولايات المتحدة الأمريكية. ويرى الباحثون إن معظم مخلفات الطعام ينتهي بها الأمر في القمامة، وهذا يُمثّل مشكلة لأن تعفن الطعام، يطلق غازا يسمى الميثان، وهو أحد الغازات الدفيئة القوية، ذو قدرة على إحداث احترار عالمي لمدة 100 عام، أي ما يفوق قدرة ثاني أكسيد الكربون بحوالي 25 ضعفا.. ويجري الفريق بقيادة الدكتور جوردون مكاي، أستاذ التنمية المستدامة في جامعة حمد بن خليفة، أبحاثه في هذا الإطار والممولة من الصندوق القطري لرعاية البحث العلمي، عضو مؤسسة قطر. كيفية إنتاج الفحم الحيوي وقال الدكتور هميش ماكاي، الأستاذ المشارك في كلية العلوم والهندسة في جامعة حمد بن خليفة: الفحم الحيوي هو مادة شبيهة بالفحم، يتم إنتاجها عند تسخين المخلفات الزراعية وبقايا النباتات، مثل الأوراق والجذوع والجذور، أو تسخين السماد الطبيعي أو أي مادة عضوية أخرى، في بيئة خالية من الأكسجين أو منخفضة الأكسجين، وهي عملية تعرف باسم التحلل الحراري. يعتبر إنتاج الفحم الحيوي عن طريق التحلل الحراري عملية إزالة لثنائي أكسيد الكربون، مما يعني أنها تقلل من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل فعّال، حيث يحول التحلل الحراري الكربون الموجود في المخلفات والمواد العضوية إلى تركيبات مستقرة لا تتفاعل مع الأكسجين اللازم لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون، بينما يؤدي تحللها بشكل طبيعي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. فوائد الفحم الحيوي ومن جانبه قال الدكتور طارق الأنصاري، الأستاذ المساعد في كلية العلوم والهندسة في جامعة حمد بن خليفة: تُعتبر المغذيات واحتباس الماء من أهم فوائد الفحم الحيوي لنمو النبات، إذ يمنع تسرب الماء والعناصر الغذائية منها عند إضافته إلى التربة، مما يجعله تعديلا فعالا للتربة. يمكن التفكير في الفحم الحيوي على أنه إسفنجة غنية بالكربون، نظرا لطبيعته المسامية، يمكن للفحم الحيوي تحسين قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه، مما يسمح للنباتات بامتصاص المزيد من المياه لفترة أطول. ويظهر الفحم الحيوي فعالية قصوى عند إضافته إلى تربة ضعيفة الخصوبة، مما يجعله مفيدا بشكل خاص للنباتات في البيئات القاحلة وشبه القاحلة، والمناطق المعرضة للجفاف، والمناطق ذات قدرات ريّ محدودة. وأضاف: تتمثل الخطوة التالية في إجراء اختبارات نتح تبخري طويلة الأجل لتقدير المياه المفقودة من التربة ومن النباتات نفسها بعد إضافة الفحم الحيوي، وسيكون أمرا أساسيا في تحديد المقدار الفعلي لما يمكن توفيره من المياه، ويتوقع الفريق بناء مصنع تجريبي كبير في المدينة التعليمية هذا العام، مما سيسمح لهم بزيادة القدرة الإنتاجية للفحم الحيوي، والمضي نحو الاختبار الميداني، وهي خطوة حاسمة قبل طرح المنتج تجارياً في الأسواق. تُعتبر مخلفات الطعام مشكلة رئيسية في قطر والعالم، وختم الدكتور الأنصاري حديثه إنه من خلال هذا المشروع، نضع الأساس لنظام اقتصادي دائري في الزراعة، حيث نستخدم مخلفات الطعام لتجديد النظم الطبيعية وتعزيز الإنتاجية الزراعية. مخلفات الملفوف وقد أجرى الفريق دراساته الأولية باستخدام الفحم الحيوي المنتج من مخلفات الملفوف المحلية، وكانت النتائج واعدة جدا، حيث أجريت الاختبارات على أصص أُضيف إلى تربتها الرملية الفحم الحيوي للتحقق من تأثيره على نمو نباتات الريحان، وأدّت إضافة 2 في المائة فقط من الفحم الحيوي إلى مضاعفة ارتفاع جذوع النباتات وأعداد أوراقها. كما قلل من امتصاص الألومنيوم، وهو عنصر غير مرغوب فيه، وزاد امتصاص المعادن والأملاح المرغوبة. وذلك إلى جانب تضاعف قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه، ومن المحتمل أن يؤثر هذا جذريا على معدل الري المطلوب للنباتات.