Odsoľovanie je vzrušujúce. Ale čo je to všetko Toxické soľanka?


Ak sú len ľudia mohli by piť morskú vodu bez toho, aby zomreli, nenašli by sme sa pri vodnej kríze. Ak nechcete zomrieť, musíte najprv uvariť slanú vodu a zozbierať čistú paru, alebo si nechať vytvoriť efektnú membránu, ktorá odfiltruje všetku soľ a pohodlne morský život.

Toto je kontroverzná myšlienka rozsiahleho odsoľovania – veľké, veľké a drahé zariadenia, ktoré premieňajú slanú vodu na tekutinu, ktorá vás nezabije. Klasická kritika desalovania spočíva v tom, že to vyžaduje obrovské množstvo energie na spracovanie morskej vody a skutočne by sme nemali spaľovať žiadne fosílne palivá, než by sme mali byť. Ale problém, ktorý je menej rozprávaný, je vplyv na miestne prostredie: Primárnym vedľajším produktom krajiny je slaná voda, ktorá sa čerpá späť do mora. Materiál sa potopí do morského dna a spôsobuje zmätok na ekosystémy, krehké hladiny kyslíka a obsah slaniny.

Bohužiaľ, vedci nemali dobrú predstavu o tom, koľko slaného nálevu produkuje 16 000 prevádzkových zariadení na svete. Do teraz. Výskumníci dnes uvádzajú, že produkcia solárnych solárnych celkov v globálnom meradle je o 50 percent vyššia ako predchádzajúce odhady v celkovej výške 141,5 miliónov kubických metrov denne v porovnaní s 95 miliónmi kubických metrov skutočného sladkovodného výkonu zo zariadení. Zlé správy o životnom prostredí, to isté, ale veci nie sú celkom hrozné: Desal tech sa rýchlo vyvíja, takže rastliny sú oveľa efektívnejšie, a to ako v slanom náleve, ktorý produkujú, a energii, ktorú používajú.

Odsádzacie zariadenia zvyčajne spadajú do jednej z dvoch kategórií: tepelná a membránová. Pri tepelnej aplikácii nasávajte morskú vodu, zohrievajte ju, aby ste získali čistú paru, a vyčerpajte zostávajúci soľný roztok späť do mora. S membránami tlačíte morskú vodu pri veľkých tlakoch cez sériu filtrov, ktoré vytiahnu všetku soľ a iné nečistoty.

Tepelná je starodávnejšia metóda – pred osemdesiatymi rokmi prešlo týmto procesom 84% odsolenej vody. Od začiatku nového tisícročia, aj keď ide o určitý druh membránovej technológie, reverzná osmóza (nazývame ju krátko RO) sa exponenciálne rozšírila. Zariadenia RO teraz produkujú celosvetovo 69% odsolenej vody.

Prečo? Pretože RO je lacnejšia a efektívnejšia. Pokrok v membránovej technológii znamená, že zariadenia vyžadujú menej a menej tlaku, a teda aj energiu, na filtrovanie morskej vody. Ako ďalší prínos RO produkuje menej soľného roztoku. Pri tepelných úpravách môže 75% vody, ktoré prinášate, zostať ako soľanka. S RO je to viac 50-50 sladkých vôd do odpadových vôd.

"Závisí to aj na napájacej vode" alebo vstupnej vode, hovorí Edward Jones, spoluautor o novej štúdii a vedúci environmentálnej oblasti na Wageningenskej univerzite v Holandsku. "Reverzná osmóza je najmenej účinná, keď odsoleňujete vysoko slanú vodu, ako je morská voda. A to sa stáva čoraz efektívnejším ako kvapky slanosti privádzanej vody. "

Jones a kol. / Science of the Total Environment

Toto je dôležité, pretože nie všetky zariadenia na spracovanie morskej vody spracovávajú morskú vodu. V skutočnosti, ak sa pozriete na mapu vyššie, uvidíte, že veľa z nich je vo vnútrozemí. Jedná sa o spracovanie brakických (t. J. Iba mierne slaných) vôd z vodonosných vrstiev alebo riek na pitie alebo na použitie v priemysle a poľnohospodárstve. Sú prirodzene účinnejšie ako pobrežné rastliny, ktoré spracovávajú morskú vodu.

To je súčasť toho, prečo pobrežné rastliny na Blízkom východe av severnej Afrike produkujú ohromujúcu časť svetovej soľnej solanky. Celkom 173 krajín a území prevádzkuje rastliny z desiatky, ale podľa štúdie iba štyri krajiny – Saudská Arábia, Spojené arabské emiráty, Kuvajt a Katar – vyrábajú 55 percent svetovej desalovanej solanky.

Druhým dôvodom rozdielu je, že na Blízkom východe používajú staršie, neefektívne termálne elektrárne, zatiaľ čo zvyšok sveta sa presúva na RO. "Tieto rastliny sú veľmi, veľmi drahé na stavbu, takže nie je pravdepodobné, že sa stanú offline," hovorí Jones. "Takže tam budú stále tieto prevádzky, ktoré produkujú obrovské množstvá soľanky, najmä na Strednom východe, kde majú zavedenú sieť tepelných odsoľovacích zariadení."

Krajiny na Blízkom východe si môžu dovoliť pokračovať v prevádzke týchto energeticky hladných vecí, pretože sú zaplavené ropnými peniazmi, ale chudobnými vo vodných zdrojoch. Keďže populácia rastie na celom svete a klimatické zmeny spôsobujú suchá, desal sa stáva čoraz atraktívnejšou možnosťou. (Analytici predpovedajú, že priemerná ročná miera rastu priemyslu dosahuje takmer 9% aspoň v nasledujúcich štyroch rokoch. Môžete vidieť, koľko desalovania v poslednom grafe nedávno vzrástlo.) Napríklad v minulom roku sa Kapské Mesto ponáhľalo priviesť dočasné RO rastliny on-line, takže mesto by nedošlo v horúčavom suchu.

Jones a kol. / Science of the Total Environment

"Rastúci nedostatok vody je hlavným hnacím motorom," hovorí Manzoor Qadir, spoluautor o novej štúdii a zástupca riaditeľa Univerzitného inštitútu OSN pre vodu, životné prostredie a zdravie. "V rovnakej dobe, ak sa pozriete na krajiny, kde sa odsolovanie obrovsky zvýšilo, to sú krajiny, ktoré si to môžu dovoliť."

Boom v pustatine prináša prílivová vlna soľanky. Vzhľadom na to, že táto látka je hustšia ako typická morská voda, klesá do morského dna a narúša živé komunity života, ktoré sa nachádzajú v tom, že chcú oveľa menej soli a oveľa viac kyslíka. Zariadenia môžu zmierniť vplyv na životné prostredie napríklad zmiešaním soľanky s morskou vodou pred čerpaním, aby sa zriedil. Môžu sa tiež postarať o vylúčenie vedľajšieho produktu, kde sú najsilnejšie prúdy, a tým rýchlejšie rozptýliť soľanku. Vnútrozemie by rastlina mohla odparovať vodu v bazénoch a odviezť zvyšnú soľ.

Ale soľanka je viac než len hypersalínová voda – môže to byť zaťažená ťažkými kovmi a chemikáliami, ktoré udržujú napájanú vodu z popravenia komplikovaného a drahého zariadenia. "Antifumanty používané v procese, najmä v procese predbežného spracovania zdrojovej vody, sa hromadia a vypúšťajú do prostredia v koncentráciách, ktoré môžu mať potenciálne škodlivé účinky na ekosystémy," hovorí Jones. Riedenie môže pomôcť s problémom hypersalinity, ale nezbavuje sa chemických toxínov.

Ale tu leží príležitosť: Vypúšťanie môže obsahovať aj drahé prvky ako urán. To môže byť dostatočným podnetom k tomu, aby sa solárna soľná soľ z škodlivého vedľajšieho produktu stala zdrojom príjmov. Alebo môžete používať vonné bazény vo vnútrozemí na výrobu komerčnej cestnej soli na rozmrazovanie ciest. A to by mohlo pomôcť vyčistiť priemysel, pretože kapitalizmus.

"Je tu určite ekonomické príležitosti," hovorí Jones. "Preto zdôrazňujeme, že tu sú pozitívne správy. Je tu aj príležitosť, ale v súčasnosti je to veľká výzva. "

Desal, za všetky jeho chyby, nikam nechodí. Keďže to bude lacnejšie, adopcia bude naďalej rásť. Krajiny stredného východu sa na ňom spoliehajú, zatiaľ čo iné oblasti ako južná Kalifornia používajú na doplnenie tradičných a čoraz nepredvídateľnejších zdrojov vody. Zariadenie, ktoré prevádzkuje spoločnosť Poseidon Water, napríklad vyrába 10 percent dodávky vody v štáte San Diego.

"To je dostatok vody pre 400 000 obyvateľov," hovorí Jessica Jonesová, hovorkyňa Poseidona. "Toto je jediné Nový zásobovanie vodou v kraji, ktoré nie je závislé od snežného snehu v Sierrách alebo z miestnych zrážok – skutočne odolné voči klíme. "

S výnimkou skutočnosti, že hladina morí stúpa kvôli zmene klímy, ktorá ohrozuje pobrežné zariadenia na odsoľovanie po celom svete. A tak ironicky, že tieto zariadenia sutia masívne množstvo energie, a tým prispievajú k emisnému problému. "Z hľadiska dopadov je energetická náročnosť obrovská," hovorí Michael Kiparsky, riaditeľ ústavu Wheeler Water at UC Berkeley, ktorý sa do tejto štúdie nezúčastnil. "Aj keď sú napájané z obnoviteľných zdrojov energie, ako je slnečná energia alebo veterná energia, stále používate obrovské množstvo energie, ktoré by mohlo v zásade ísť inde, aby vytlačilo spotrebu fosílnych palív."

"Odsoľovanie nie je všeliek," dodáva Kiparský. Na mieste ako Kalifornia, môže to byť doplnok k tradičnejším zdrojom vody, ako je snehová pokrývka. A zatiaľ čo účinnosť týchto elektrární sa zlepší, je to stále zásadne energeticky nešikovná technológia. "Existujú teoretické limity pre zníženie energetickej náročnosti, ktoré je možné pri odsoľovaní morskej vody," hovorí Kiparsky. "Nikdy to nebude lacné."

Je to strašný svet, ktorý sme si pre seba vybudovali. Ale možno nie je príliš neskoro na vyčistenie nášho činu.


Ďalšie skvelé príbehy WIRED