В мире наблюдается острая нехватка питьевой воды. Именно поэтому Организация Объединенных Наций (ООН) и несколько организаций в области управления водными ресурсами приняли решение: человечеству пора использовать более нетрадиционные ресурсы Земли.
Авторы новой книги «Нетрадиционные водные ресурсы» утверждают, что это поможет каждому четвертому человеку на планете, который сталкивается с серьезной нехваткой воды — для санитарии, питья, сельского хозяйства и экономического развития.
Как решить проблему?
Книга служит как предупреждением, так и руководством для граждан, ученых и политиков, чтобы расширить представление о том, где можно найти воду как ресурс. Книга была написана экспертами Института водных ресурсов, окружающей среды и здоровья Университета ООН (UNI-INWEH), Института комплексного управления материальными потоками и ресурсами и Продовольственной и сельскохозяйственная организации ООН.
«По мере ухудшения климата и роста населения во всем мире нехватка воды представляет собой серьезную угрозу для человеческого развития и безопасности. Авторитетный анализ нетрадиционных водных ресурсов оказался своевременным и важным», — заявил Владимир Смахтин, директор UNI-INWEH, в пресс-релизе.
Авторы работы предлагают собирать воду из воздуха, используя засев облаков и сборщики тумана, поскольку атмосфера содержит примерно 13 000 км³ водяного пара. Для сравнения, один кубический километр воды примерно соответствует объему 400 000 олимпийских бассейнов. А также еще несколько нетрадиционных способов.
Засев облаков
В природе осадки образуются, когда крошечные капельки воды, взвешенные в облаках, увеличиваются в объеме до достаточного размера, чтобы падать, не испаряясь. Они растут, сталкиваясь и соединяясь с соседними, либо замерзая на твердых частицах (ледяные ядра), либо притягиваясь к частичкам пыли или соли (ядра концентрации).
Засев облаков ускоряет этот естественный процесс, добавляя в облака дополнительные ядра, тем самым увеличивая количество капель, которые становятся достаточно большими, чтобы выпадать в виде осадков. Эти синтетические ядра представлены в виде химических веществ, таких как йодид серебра (AgI), хлорид натрия (NaCl) и сухой лед (твердый CO₂). Также их можно заменить, используя электрический заряд, который ионизирует облачные капли, заставляя их прилипать друг к другу и ускоряя их рост.
Насколько это реально?
«Засев облаков может увеличить количество осадков до 15% при правильных условиях, и исследования показывают, что усиление дождя может работать с разумным соотношением затрат и выгод, — сообщается в пресс-релизе ООН. — Все большее число стран планирует увеличить количество осадков в связи с нехваткой воды и другими социальными потребностями».
Конденсирование туманов
Для улавливания туманов применяют волокнистые и сеточные фильтры-туманоуловители и мокрые электрофильтры. Принцип действия волокнистых фильтров-туманоуловителей основан на захвате частиц жидкости волокнами при пропускании туманов через волокнистый слой. При контакте с поверхностью волокна происходит коалесценция уловленных частиц и образование пленки жидкости, которая движется внутри слоя волокон и затем распадается на отдельные капли, которые удаляются с фильтра.
Насколько это реально?
Достижения в области материаловедения помогли разработать высокопроизводительные, относительно недорогие, экологически безопасные конструкции для сбора питьевой воды. При общей стоимости менее $250 за квадратный метр сетки, ее срок службы составляет более десяти лет. Такой фильтр может производить около 75 000 литров на квадратный метр по цене всего $0,3 за литр.
Опреснение воды
Ежедневно в результате опреснения поступает более 100 млн м³, поддерживая примерно 5% населения земного шара. По прогнозам, к 2030 году этот объем удвоится, а затраты снизятся на 50%. Новые разработки в области опреснения воды, скорее всего, сделают его самым дешевым нетрадиционным источником водоснабжения в мире, особенно в странах с низким уровнем доходов, где производство опресненной воды остается далеким от реальности.
Насколько это реально?
В то время как опреснение сегодня является энергоемким, инновационные технологии, такие как мембраны, усиленные наночастицами, и прямой осмос сокращают потребление энергии на 20–35%. Между тем опреснение производит огромное количество рассола, загрязняющего вещества, вызывающего растущую озабоченность там, где он сбрасывается. Новые технологии, которые могут извлекать соли, магний и другие металлы из рассола с получением коммерчески жизнеспособных продуктов, могут компенсировать затраты на производство опресненной воды в следующем десятилетии.
Продажа балластной воды
Суда перевозят около 90% товаров, продаваемых во всем мире, и ежегодно сбрасывают около 10 миллиардов тонн водяного балласта. В соответствии с Международной конвенцией о контроле и управлении судовыми балластными водами и отложениями, все суда валовой вместимостью 400 и более должны иметь на борту средства очистки для опреснения водяного балласта, удаления инвазивных водных организмов и вредных для здоровья химических соединений, а также могут использоваться для других целей, например, полива. Эту воду можно было продавать в портовые города в засушливых регионах.
Насколько это реально?
Согласно одному исследованию, нефтяные танкеры и суда, перевозящие сжиженный природный газ (СПГ), пришвартовавшиеся в портовом городе Абу-Даби в Объединенных Арабских Эмиратах, могут перекачивать балластную воду на береговые водоочистные сооружения. Порты с береговыми опреснительными установками также могут продавать очищенную балластную воду.
Буксировка айсбергов
Более 100 000 арктических и антарктических айсбергов, которые ежегодно тают в океане, содержат больше пресной воды, чем потребляет мир. Их добыча для пресной воды давно обсуждается, но не рассматривается как практическая. Однако айсберги буксируют, чтобы обеспечить водой 700 жителей Каанаака, Гренландия. Также ее используют в Ньюфаундленде и Лабрадоре для предотвращения столкновений с морскими нефтегазовыми платформами и других целей.
Насколько это реально?
Буксировка айсбергов на большие расстояния никогда не предпринималась из-за значительной потери объема воды и потенциального разрушения льда во время буксировки. Однако анализ финансовой осуществимости буксировки айсбергов в Кейптаун, Южная Африка, показывает, что это экономически привлекательный вариант, если буксируемые айсберги достаточно велики (около 125 млн тонн). Исследования показывают, что если завернуть айсберг в огромную сеть, а затем в гигантский мешок, то это, скорее всего, предотвратит их разрушение и уменьшит таяние. Но остается другая проблема — айсберг может превратиться в питьевую воду в месте назначения слишком рано и неизвестно как воздействовать на окружающую среду.
В отчете также описывались такие способы добычи воды, как улавливание дождевой воды и повторное использование воды, которые уже используются.
Читать далее
Гравитации и темной материи не существует: главное о новой работе физиков
Во Вселенной происходит что-то странное: как объяснить нестыковки в постоянной Хаббла
Почему Болонскую систему образования хотят отменять в России на самом деле