Соль воды

22 січня 2010 о 10:33 - 2615

Растущий спрос на пресную воду заставляет людей искать всё новые и новые ресурсы для её получения. Одним из таких источников может стать опреснение морской воды.

Как известно, около 98% всей воды на планете Земля представлено именно солёными водами морей и океанов. Поэтому было бы удивительно, если бы данный источник не привлёк к себе внимание научных кругов, государственных и бизнес-структур. Сейчас вопросы опреснения воды курируют специальные ведомства при ООН. В первую очередь опреснение океанских вод актуально для тех засушливых и пустынных территорий, которые непосредственно примыкают к морским побережьям. Но сложность данной проблемы заключается в том, что огромные объёмы опреснённой воды необходимы не только для бытовых, но и промышленных нужд.

 

СПРАВКА

В настоящее время разработано около 30 методов опреснения солёной воды. В мире уже сейчас работают более 11 тыс. заводов по опреснению.

 

Каковы же наиболее распространённые технологии? Самым простым способом издавна считается дистилляция или, попросту говоря, выпаривание, при котором пресная вода улетучивается в виде пара, а соли остаются. На первый взгляд, всё просто, был бы источник энергии, который позволял бы перегонять такие огромные количества морской воды. Но помимо высокой энергоёмкости, которая нередко составляет более половины себестоимости этого процесса, существует ещё ряд проблем. Так, по мере выпаривания концентрация солей в сосуде с морской водой постоянно возрастает, а это означает, что каждый следующий грамм пресной воды получать сложнее и дороже предыдущего. Происходит постоянное образование накипи, что влияет на теплопроводность, изнашиваемость и ремонт оборудования. Простой сброс недовыпаренной солёной воды и замена на новую порцию «морского рассола» приводит к увеличению энергозатрат.

Последние разработки позволяют получать опреснённую воду с помощью солнечных батарей. А реализация этого процесса в условиях создания низкого атмосферного давления уменьшает энергозатраты — при пониженном давлении для закипания воды требуется температура менее 1000С.

Другой метод полностью противоположен предыдущему и основан на вымораживании. Так как первой замерзает пресная вода, то она и выделяется в виде льда из «рассола». Но этот метод также весьма энерго- и трудоёмок. Кроме этого, многие исследователи утверждают, что в процессе замерзания океанской воды в кристаллы льда, в первую очередь, переходят молекулы «тяжёлой» воды (т.е. содержащей радиоактивный изотоп водорода). Поэтому самые первые порции такого льда желательно удалять, иначе такая вода может быть опасной для здоровья. Это мероприятие ещё больше усложняет данную технологию.

Для опреснения также применяется способ, при котором соли, находящиеся в морской воде, осаждают при помощи специальных химических веществ и удаляются из неё. Но так как морская вода содержит различные растворы солей, то необходимо задействовать большое разнообразие химических соединений, которые будут переводить их в осадок. По причине высокой стоимости специальных химических реактивов, а также сложностей, связанных с их дальнейшим обезвреживанием, данный способ малоперспективен и применяется только в экстренных ситуациях.

Одним из наиболее перспективных методов считается электроосмос, хотя при его применении основная масса затрат ложится на электроэнергию. Сущность этого способа заключается в том, что из специальной электролитической ёмкости отрицательно и положительно заряженные ионы солей «уходят» сквозь полупроницаемые мембраны по направлению к электродам с противоположными зарядами. В результате этого в ёмкости остаётся практически пресная вода. Но данная методика требует предварительной подготовки воды к электроосмосу и систематической смены мембран.

Ещё одним способом опреснения воды является фильтрация. Для этой цели применяется целый комплекс фильтров в зависимости от того, какую именно соль приходится отфильтровывать. При относительно небольших энергозатратах для работы подобной схемы очевидным является высокая энергозатратность и высокая технологичность производства самих фильтров и монтаж данной системы, тем более что фильтры также требуют систематической замены.

Последние технические разработки позволяют снизить энергозатраты на получение 1 куб. м опреснённой воды до 13-14 кВт. Несложно спрогнозировать, что при массовом применении таких технологий потребность в энергоресурсах ещё больше возрастёт, и себестоимость опреснения воды резко подскочит. Уже сейчас на данную технологию Саудовская Аравия, например, тратит миллиарды долларов и сжигает тысячи тонн углеводородного топлива.

Другой проблемой становится огромная масса солей, которые остаются после опреснения. Возникает вопрос: куда их девать? Если сбрасывать обратно в океан непосредственно возле заводов по опреснению, то это приведёт к повышенной концентрации соли в местах водозабора. Тем самым это ухудшит сырьё, т.е. воду, и усложнит технологический процесс, не говоря уже о влиянии на местную экосистему. Если же соль вывозить куда-то подальше, то это приведёт к значительным дополнительным энергозатратам. А любое повышение энергозатрат означает снижение экологичности производства.

Как отмечает один из лидеров общественного движения «Вода для всех» Майкл Кейн, чистая вода в настоящее время перестала быть возобновляемым ресурсом. Фактически своей де­ятельностью человечество преобразовало естественный круговорот воды в природе в круговорот грязной воды в окружающей среде. На землю падают уже загрязнённые в атмосфере дожди, пропитывают загрязнённую почву и попадают в загрязнённые водоёмы. С растительного покрова, почвы и водной поверхности вода испаряется в атмосферу также вместе с целым «букетом» промышленных вы­бросов. Поэтому неудивительно, что опреснённая вода далеко не всегда соответствует санитарным требованиям. Если так по­йдёт дальше, то океанскую воду придётся очищать не столько от соли, сколько от ядов. А эта технологическая цепочка связана с очередным увеличением энергозатрат и всеми вытекающими отсюда экологическими последствиями.  

Безусловно, не стоит ставить под сомнение актуальность таких технологий, когда в этом есть ост­рая необходимость для удовлетворения элементарных биологических потребностей в пресной воде. Но если процесс опреснения солёных вод примет массовый характер в попытке удовлетворить непомерные промышленные и агропромышленные аппетиты, то вряд ли из этого выйдет что-то хорошее. Трудно вообще спрогнозировать, как повлияет на биосферу массовый процесс опреснения воды. Даже все самые экологически безопасные инновации являются таковыми до тех пор, покуда носят экспериментальный характер. Но как только они переходят в сферу массового производства и применения, то вскоре становятся очередной экологической проблемой. Подобные иллюзии развенчиваются в нынешнее время в считанные годы. Достаточно вспомнить, какое безоблачное экологическое будущее предрекали биодизелю, и чем это обернулось в реальности.

Подобные усилия будут представлять собой очередной полёт человеческой фантазии и изобретательности, чтобы как-то перехитрить природу, не изменяя самого себя. Чтобы ничего не делать ради её благополучия, но получать всё, что необходимо для собственного комфорта. Но подобный подход рано или поздно приводит к тому, что человек пытается перехитрить самого себя.

Отзывы на статью можно прислать на ecologist@ukr.net

Алексей Бурковский

Поділитися: