كشف باحثون في معهد ستيفنز للتكنولوجيا عن منهجية مبتكرة تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتسريع اكتشاف محفزات كيميائية جديدة وفعالة لإزالة النيترات الضارة من مياه الشرب. ونشر الفريق هذه النتائج في مجلة علوم وتكنولوجيا البيئة، في خطوة تعد نقلة نوعية في معالجة التلوث الكيميائي الذي يشكل خطراً متصاعداً على الصحة العامة والنظم البيئية. تُعد النيترات من أكثر الملوثات شيوعاً في مصادر المياه الجوفية، خاصة في المناطق الزراعية التي تعتمد على الأسمدة والسماد العضوي وأنظمة الصرف الصحي. وتواجه العائلات التي تعتمد على الآبار الخاصة خطر التعرض لهذه المواد دون علمها، مما قد يسبب متلازمة الأطفال الزرقاء لدى الرضع، ويرتبط التعرض طويل الأمد بمخاطر صحية أخرى مثل اضطرابات الغدة الدرقية وبعض أنواع السرطان. كما يؤدي تدفق النيترات إلى المسطحات المائية إلى تكاثر الطحالب واستنزاف الأكسجين، مما يخلق مناطق ميتة تفتقر إلى الحياة المائية. تواجه الطرق التقليدية لمعالجة النيترات، مثل تبادل الأيونات، قيوداً كبيرة. فهي لا تحلل الملوثات بل تنقله إلى محلول ملحي مركز يتطلب التخلص منه بتكلفة عالية وتدابير صارمة. وفي المقابل، تُظهر المحفزات القائمة على البالاديوم إمكانات كبيرة في تحويل النيترات إلى ماء ونيتروجين غازي غير ضار، لكن الاستخدام الفردي ينتج أمونيماً كمادة ثانوية غير مرغوب فيها. وتجنباً لذلك، يُستخدم عادةً مزيج من معادن إضافية مثل الإنديوم أو القصدير أو النحاس، لكن تحديد التركيب الأمثل كان يعتمد تقليدياً على التجربة والخطأ، مما يستغرق سنوات من البحث المختبري المكلف. للتغلب على هذا العائق، طور الأستاذ المساعد تاو يي والطالب الدكتوراه محجيب حسن إطار عمل قائماً على الذكاء الاصطناعي، قام بتحليل بيانات من مائة وست دراسة نشرتها ثلاثون عاماً، واكتشف الخصائص الكيميائية المشتركة التي تحكم نشاط المحفزات وانتقائيتها. وساهم هذا النموذج في التنبؤ الدقيق بأكثر التركيبات المعدنية كفاءة في إزالة النيترات مع تقليل النواتج الثانوية الضارة، مع مراعاة عوامل حاسمة مثل درجة الحموضة وتكوين السبيكة المعدنية. يؤكد الباحثون أن هذه المنهجية تمثل تحولاً جذرياً من البحث التجريبي العشوائي إلى إطار عمل استراتيجي يسرع عملية اكتشاف مواد المعالجة المائية. وفي ظل استمرار التحديات البيئية الناجمة عن الاستخدام الزراعي المكثف للنيتروجين، يوفر هذا النهج المعتمد على الذكاء الاصطناعي حلاً مستداماً وعالي الكفاءة، يهدف إلى حماية إمدادات مياه الشرب وتعزيز كفاءة تقنيات المعالجة على نطاق واسع.