Технология, призванная помочь решить растущий дефицит воды в мире, порождает соленую экологическую дилемму.
По данным исследования, опреснительные установки, которые добывают питьевую воду из океана, ежедневно сбрасывают в окружающую среду около 142 миллиардов литров чрезвычайно соленой воды, называемой рассолом. Эти отходы процесса опреснения могут убить морскую флору и фауну и нанести вред океанам планеты, сообщают исследователи 14 января в журнале Science of the Total Environment .
«С одной стороны, мы пытаемся обеспечить население, особенно в засушливых районах, необходимым количеством воды хорошего качества. Но в то же время мы также добавляем экологическую заботу в этот процесс », — говорит соавтор исследования Манзур Кадир, ученый-эколог из Института воды, окружающей среды и здоровья Университета Организации Объединенных Наций в Гамильтоне, Канада.
Между ростом численности населения и изменением климата вода становится все более дефицитной ( СН: 8/18/18, стр. 14 ). Технология опреснения стала жизнеспособным решением этой проблемы, и ее популярность растет с 1980-х годов. В настоящее время во всем мире работает почти 16 000 заводов.
Опреснение основано на испарении или использовании специальных мембран для химического или электрического отделения чистой воды от потока соленой воды. Но из системы всегда вытекают два потока: один становится водой, которую могут использовать люди, а другой — с остаточным, очень соленым рассолом, который снова попадает в окружающую среду.
Предыдущие оценки не оценивали, сколько рассола производилось на этих установках, говорит Кадир. Ученые предположили, что в опреснительных установках в среднем одинаково производится рассол и чистая вода — один литр рассола на каждый литр чистой воды. Это оказалось неправильно.
Используя данные об источниках воды и технологиях, используемых на водопреснительных установках по всему земному шару, Кадир и его коллеги впервые оценили, сколько рассола ежедневно сбрасывается. Они обнаружили, что на каждый литр чистой воды в среднем 1,5 литра высококонцентрированного рассола попадают обратно в окружающую среду. В день это значение соответствует более чем половине дневного объема воды, льющейся через Ниагарский водопад, причем 70 процентов этого объема приходится на опреснительные установки в засушливой Северной Африке и на Ближнем Востоке.
Неравные игроки
Опреснительные установки разбросаны по всему земному шару, но некоторые регионы — особенно сухие — вносят больше рассола, чем другие. По оценкам, только четыре страны на Ближнем Востоке обеспечивают 55 процентов мирового расхода соленой воды.
Количество опреснительного рассола, выпущенного в день по регионам
Как рассол вернулся в море, «он создает своего рода местную среду», говорит Кадир. Высококонцентрированные выбросы, которые также могут содержать металлы и химические вещества против обрастания, более плотные, чем морская вода, поэтому они текут как соленый шлейф на морское дно и могут отравлять живущие поблизости морские организмы. Некоторый рассол также может быть горячим в результате процессов испарения во время опреснения. Поскольку горячая вода не удерживает кислород так же, как холодная вода, в районах океана, куда попадает рассол, может не хватать кислорода.
По словам Йорама Коэна, инженера-химика из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, существует международный стандарт, требующий очистки сточных вод и использования экологически чистых химических веществ при опреснении. «Но все ли люди следуют этому, я не знаю».
За исключением некоторых научных исследований, мало что делается для решения этой проблемы, говорит Кадир. «На правительственном уровне я не вижу, чтобы была предпринята серьезная попытка».
Были выдвинуты предложения относительно повторного использования рассола, в том числе для полива солеустойчивых сельскохозяйственных полей, добычи металлов, таких как магний или уран, или сбора соли вместо добычи для нее. С точки зрения технологии, вы можете взять рассол «и выпарить его для извлечения соли», говорит Коэн. «Но цена огромна».
В зависимости от местоположения и типа технологии одно опреснение может стоить от 0,50 до более 2 долларов на производство 1000 литров питьевой воды — примерно то, что два человека в Соединенных Штатах используют в день. Дальнейшее испарение рассола только увеличивает стоимость.
Современные технологии опреснения, такие как оксиды графена, становятся все более экономически эффективными и выделяют меньше солевого раствора ( SN: 8/20/16, стр. 22 ). Но они распространены не повсеместно и нечасто встречаются на Ближнем Востоке, где опреснение используется наиболее широко. «Мы должны быть уверены, что благодаря нашим усилиям мы сможем использовать больше тех типов технологий, которые производят больше опресненной воды, чем рассола», — говорит Кадир.
