كل صيف، أسافر مع عائلتي عبر العالم 3000 ميل إلى دولة مختلفة حضارياً و هي الهند. حالياً، الهند هي دولة غير مشهورة بالحرارة الشديدة و الرطوبة. بالنسبة لي، شرب الكثير من المياه هو الحل. عندما نكون في الهند، دائماً ما يذكرني والداي بشرب مياة مغلية أو معبأة. لأنه على عكس الولايات المتحدة الأمريكية حيث يمكنني فتح الصنبور والحصول على مياه نظيفة صالحة للشرب في الهند، عادةً ما تكون المياه ملوثة. و لذلك على والداي أن يحرصا أن المياه التي نشربها آمنة.
Every summer, my family and I travel across the world, 3,000 miles away to the culturally diverse country of India. Now, India is a country infamous for its scorching heat and humidity. For me, the only relief from this heat is to drink plenty of water. Now, while in India, my parents always remind me to only drink boiled or bottled water, because unlike here in America, where I can just turn on a tap and easily get clean, potable water, in India, the water is often contaminated. So my parents have to make sure that the water we drink is safe.
و لكنني لاحظت بعد ذلك أنه ليس كل الناس محظوظين بما يكفي ليستمتعوا بمياه نظيفة مثلنا. خارج منزل جدي في شارع مزدحم بالهند، رأيت أناساً يقفون في صفوف طويلة تحت الشمس الحارقة يملؤون دلاء بالمياه من صنبور. رأيت أطفالاً يبدون في مثل عمري يملؤون زجاجات المياه الشفافة بمياه قذرة من ينابيع بجانب الطريق. مشاهدة هؤلاء الأطفال المجبرين على شرب مياه أقذر من أن ألمسها غيرت وجهة نظري عن العالم. هذا الظلم الاجتماعي غير المقبول أجبرني على أن أرغب في إيجاد حل لمشكلة المياه النظيفة في كوكبنا. أردت أن أعرف لماذا كانت المياه تنقص هؤلاء الأطفال بالرغم من أنها من ضروريات الحياة. و تعلمت أننا نواجه أزمة مياه عالمية.
However, I soon realized that not everyone is fortunate enough to enjoy the clean water we did. Outside my grandparents' house in the busy streets of India, I saw people standing in long lines under the hot sun filling buckets with water from a tap. I even saw children, who looked the same age as me, filling up these clear plastic bottles with dirty water from streams on the roadside. Watching these kids forced to drink water that I felt was too dirty to touch changed my perspective on the world. This unacceptable social injustice compelled me to want to find a solution to our world's clean water problem. I wanted to know why these kids lacked water, a substance that is essential for life. And I learned that we are facing a global water crisis.
و هذا قد يبدو مفاجئاً لأن 75 % من كوكبنا تغطيه المياه، و لكن 2.5 % فقط من هذه المياه عذبة، و أقل من 1 % من مخزون الأرض من المياه العذبة متاح للاستهلاك البشري. و مع الزيادة السكانية و التطور الصناعي و النمو الإقتصادي، الطلب على المياه النظيفة يزداد، و لكن مصادرنا من المياه العذبة يتم استنفادها سريعاً وفقاً لمنظمة الصحة العالمية، 660 مليون شخص على كوكبنا ينقصهم الحصول على مصدر مياه نظيفة. عدم الحصول علي مياه نظيفة سبب أساسي لموت العديد من الأطفال تحت سن الخامسة في الدول النامية. ووفق تقدير اليونيسيف، 3000 طفل يموتون يومياً بسبب أمراض متعلقة بالمياه غير النظيفة.
Now, this may seem surprising, as 75 percent of our planet is covered in water, but only 2.5 percent of that is freshwater, and less than one percent of Earth's freshwater supply is available for human consumption. With rising populations, industrial development and economic growth, our demand for clean water is increasing, yet our freshwater resources are rapidly depleting. According to the World Health Organization, 660 million people in our world lack access to a clean water source. Lack of access to clean water is a leading cause of death in children under the age of five in developing countries, and UNICEF estimates that 3,000 children die every day from a water-related disease.
و لذلك بعد أن عدنا إلى المنزل في الصيف في صفي الثامن، قررت أنني أريد دمج شغفي لحل أزمة المياه العالمية مع اهتمامي بالعلم. و لذلك قررت أن أفضل شيء يمكنني فعله هو تحويل المرأب إلى معمل.
So after returning home one summer in eighth grade, I decided that I wanted to combine my passion for solving the global water crisis with my interest in science. So I decided that the best thing to do would be to convert my garage into a laboratory.
( صوت ضحك)
(Laughter)
في الواقع، لقد حوَلت مطبخي إلى معمل، ولكن والداي لم يوافقا و طرداني.
Actually, at first I converted my kitchen into a laboratory, but my parents didn't really approve and kicked me out.
قرأت العديد من الأوراق البحثية المتعلقة بالمياه في الجرائد، و تعلمت أنه في الدول النامية حالياً، يوجد شيء يسمي التنقية الشمسية أو سوديس يستخدم في تنقية المياه. في سوديس، يتم ملء زجاجات المياه الشفافة بمياه ملوثة ثم يتم تعريضها لأشعة الشمس من ست إلى ثمان ساعات. الأشعة فوق البنفسجية من الشمس تدمر الحمض النووي للملوثات و مسببات الأمراض و تنظف المياه. بالرغم من أن سوديس سهلة الاستخدام و موفرة للطاقة لأنها تستخدم الطاقة الشمسية فقط فإنها بطيئة للغاية و قد تستغرق مدة يومين عندما يكون الجو غائماً. لذا من أجل جعل سوديس أسرع، هذه الطريقة الجديدة التي تسمَى التحفيز الضوئي تم استخدامها مؤخراً.
I also read a lot of journal papers on water-related research, and I learned that currently in developing countries, something called solar disinfection, or SODIS, is used to purify water. In SODIS, clear plastic bottles are filled with contaminated water and then exposed to sunlight for six to eight hours. The UV radiation from the sun destroys the DNA of these harmful pathogens and decontaminates the water. Now, while SODIS is really easy to use and energy-efficient, as it only uses solar energy, it's really slow, as it can take up to two days when it's cloudy. So in order to make the SODIS process faster, this new method called photocatalysis has recently been used.
ما هو التحفيز الضوئي؟ لنبسط هذه الكلمة "الضوئي" تعني من الشمس، " الحفاز" هي مادة كيميائية تسرع التفاعل الكيميائي. لذلك ما يفعله التحفيز الضوئي هو تسريع عملية السوديس. عندما تسطع أشعة الشمس على الحفاز الضوئي، مثل TiO2، أو ثاني أوكسيد التيتانيوم فذلك ينتج عنه أنواع أوكسيجين تفاعلية جداً مثل الأكاسيد الفائقة، بيروكسيد الهيدروجين و مجموعة الهيدروكسيل. هذه الأنواع من الأوكسجين تستطيع إزالة البكتيريا و العضويات و العديد من الملوثات من مياه الشرب.
So what exactly is this photocatalysis? Let's break it down: "photo" means from the sun, and a catalyst is something that speeds up a reaction. So what photocatalysis is doing is it's just speeding up this solar disinfection process. When sunlight comes in and strikes a photocatalyst, like TiO2, or titanium dioxide, it creates these really reactive oxygen species, like superoxides, hydrogen peroxide and hydroxyl radicals. These reactive oxygen species are able to remove bacteria and organics and a whole lot of contaminants from drinking water.
و لكن لسوء الحظ، هناك العديد من السلبيات للطريقة التي تنفذ بها السوديس حالياً. ما يفعلونه هو أخذ زجاجات مياه بلاستيكية و تغطيتها من الداخل بحفاز ضوئي. و لكن تلك الحفازات الضوئية مثل ثاني أوكسيد التيتانيوم يتم استخدامها في صنع واقي الشمس لحجب الأشعة فوق البنفسجية. و لذلك عندما نستخدمهم لتغطية الزجاجات من الداخل فإنهم يحجبون بعض الأشعة فوق البنفسجية و يقللون من كفاءة تلك العملية. هذة الحفازات الضوئية أيضاً لا تلتصق بالزجاجة البلاستيكية فتمتزج بالمياة و يشربها الناس. بالرغم من أن الTiO2 آمن و خامد، فإنه عديم الجدوى أن نظل نشرب الحفاز لأنك ستحتاج إلى إعادة دهن الزجاجة حتي بعد استخدامها مرات معدودة.
But unfortunately, there are several disadvantages to the way photocatalytic SODIS is currently deployed. See, what they do is they take the clear plastic bottles and they coat the inside with this photocatalytic coating. But photocatalysts like titanium dioxide are actually commonly used in sunscreens to block UV radiation. So when they're coated on the inside of these bottles, they're actually blocking some of the UV radiation and diminishing the efficiency of the process. Also, these photocatalytic coatings are not tightly bound to the plastic bottle, which means they wash off, and people end up drinking the catalyst. While TiO2 is safe and inert, it's really inefficient if you keep drinking the catalyst, because then you have to continue to replenish it, even after a few uses.
و لذلك هدفي كان التغلب على سلبيات طرق معالجة المياه الحالية وإنشاء طريقة آمنة، مستدامة، غير مكلفة و صديقة للبيئة لتنقية المياه. ما بدأته كمشروع لمعرض العلوم في الصف الثامن هو الآن مركب التحفيز الضوئي لتنقية المياه. هذا المركب يدمج ثاني أوكسيد التيتانيوم مع الأسمنت. هذا المركب الشبيه بالأسمنت يمكن تشكيله لأشكال عديدة، مما يؤدي إلى طرق استخدام عديدة و متنوعة. على سبيل المثال، يمكنك تشكيل قضيب يمكن وضعه بداخل زجاجات المياه بسهولة للاستخدام الشخصي أو يمكننا صنع مرشح مياه لتنقية المياه للعائلات. يمكننا أيضاً دهن خزان مياة من الداخل لتنقية كميات أكبر من المياه للمجتمعات لفترة طويلة.
So my goal was to overcome the disadvantages of these current treatment methods and create a safe, sustainable, cost-effective and eco-friendly method of purifying water. What started off as an eighth grade science fair project is now my photocatalytic composite for water purification. The composite combines titanium dioxide with cement. The cement-like composite can be formed into several different shapes, which results in an extremely versatile range of deployment methods. For example, you could create a rod that can easily be placed inside water bottles for individual use or you could create a porous filter that can filter water for families. You can even coat the inside of an existing water tank to purify larger amounts of water for communities over a longer period of time.
الآن على مر هذه الاكتشافات لم تكن رحلتي سهلة. لم يكن لدي إمكانية الوصول لمعمل متطور. بدأت حينما كان عمري أربع عشر عاماً، و لم أسمح لعمري بإعاقتي في اهتمامي بالبحث العلمي و إرادتي لحل أزمة المياة العالمية.
Now, over the course of this, my journey hasn't really been easy. You know, I didn't have access to a sophisticated laboratory. I was 14 years old when I started, but I didn't let my age deter me in my interest in pursuing scientific research and wanting to solve the global water crisis.
المياه ليست فقط المذيب الشامل، إنها حقٌ عالمي من حقوق الإنسان. و لهذا السبب، سأظل أعمل علي هذا المشروع من معرض العلوم عام 2012 لأنقله من المعمل إلى الواقع. الصيف السابق، أسست مشروع "حافز للمياه العالمية" مشروع إجتماعي يهدف إلى تحفيز الحلول لأزمة المياه العالمية.
See, water isn't just the universal solvent. Water is a universal human right. And for that reason, I'm continuing to work on this science fair project from 2012 to bring it from the laboratory into the real world. And this summer, I founded Catalyst for World Water, a social enterprise aimed at catalyzing solutions to the global water crisis.
( تصفيق)
(Applause)
قطرة مياه وحدها ليس بإمكانها فعل الكثير ولكن عندما تتجمع العديد من قطرات المياه فبإمكاننا الحفاظ على الحياة على كوكبنا. مثلما تتجمع قطرات المياه لتكوين المحيطات، أؤمن أننا يجب أن نتجمع سوياً لنواجه تلك المشكلة العالمية.
Alone, a single drop of water can't do much, but when many drops come together, they can sustain life on our planet. Just as water drops come together to form oceans, I believe that we all must come together when tackling this global problem.
شكراً لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)
شكراً لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)