Нужна пресная вода!

Пресная вода

На производство одной тонны стали расходуется 350 м3 во­ды, на один кирпич — и то уходит 250 литров. В жилых кварталах города каждый день на одного человека нужно больше 400 лит­ров воды… Современный океан­ский корабль берет с собой в пла­ванье несколько сот тонн пресной воды…

К сожалению, запасы пресных вод, пригодных для использова­ния человеком, не настолько велики, чтобы подобные подсчеты были бессмысленны. На нашей Земле 97,57% воды находится в океане, 2,14% — в горных ледни­ках и полярных льдах, 0,29% со­ставляют воды суши, 0,0005% — вода в атмосфере. Для снабже­ния водой мы используем те са­мые 0,29% — в основном реки и озера. А расход воды увеличи­вается с каждым годом. Только в Советском Союзе, например, в 1928 году водопроводы подавали 811 000 м3 воды в сутки. А в 1958 году1 через 30 лет — уже 21 000 000 м3. в 25 раз больше. Таковы законы развития городов, промышленности, культуры — они непосредственно связаны с уве­личением потребности в воде. А освоение новых районов! Как часто тормозится оно отсутствием или нехваткой пресной воды!

Все острее становится проб­лема изыскания новых источни­ков. В поисках воды мы обра­щаемся к недрам Земли, но и там часто встречаем засолоненные воды. Да и вообще количество подземных вод не так уж велико.

…Более 1000 миллионов куби­ческих километров воды содер­жат моря и океаны. Но практи­чески использовать эту воду можно только после превраще­ния ее в пресную. Почти на каж­дом морском судне есть опрес­нитель — постоянный источник пресной воды для котлов, а в слу­чае необходимости — и для питья. Но судовые опреснители дают всего несколько тонн воды в сут­ки. А энергии расходуют много. Для опреснения вод на суше нужны в сотни тысяч раз более мощные установки, и притом го­раздо более экономичные.

Нужно сказать, что способов опреснения морской воды уже предложено много. Их можно разделить на две группы. Пер­вая — это изменение агрегатного состояния воды (жидкость, лед, пар). Вторая — действие химиче­ских, электрохимических и даже биологических факторов без из­менения агрегатного состояния воды.

Выпаривание соленой воды, ее перегонка — самый неэконо­мичный метод. Существуют, прав­да, некоторые усовершенствования. Если выпаривать воду под вакуумом, то она кипит уже ‘при 30—50° С. Если нагретую до 50 — 70° С соленую воду тонким слоем подавать на вращающийся с боль­шой скоростью барабан, то под действием центробежных сил ис­парение и отделение воды от рас­творенных в ней солей пойдет быстрее. Это так называемые ро­торные испарители. Для южных районов, где можно использовать солнечную энергию, спроектиро­ваны гелиоопреснители. Парабо­лическим зеркалом концентри­руют лучи, нагревая небольшой объем воды до температуры ис­парения. Производительность такой установки — до 70 000 м3 воды в год.

Опреснять воду можно и вы­мораживанием. При медленном замерзании соленой воды снача­ла образуются кристаллы прес­ного льда игольчатой формы. Они располагаются вертикально, и рассол, замерзающий при бо­лее низкой температуре, стекает между ними, образуя отдельный слой. Чтобы добыть пресную во­ду, лед послойно оттаивают в по­рядке, обратном замерзанию. Способ этот, казалось бы про­стой, тоже неэкономичен и сло­жен. Много энергии необходимо для получения холода, сложны и дороги устройства для отделения рассола.

Пресная водаОчень интересна вторая груп­па методов опреснения. В элек­трохимическом обессоливании во­ды использовано явление направ­ленного движения ионов раство­ренных солей в электрическом поле. Положительно заряженные катионы, как известно, движутся к катоду, отрицательно заряжен­ные анионы — к аноду. На пути движения ионов устанавливают полупроницаемые мембраны, ко­торые делят установку на отдель­ные камеры. С одной стороны каждая камера ограничена поло­жительно заряженной анионопро­ницаемой диафрагмой, с другой — такой же, но отрицательно заря­женной, т. е. катионопроницаемой диафрагмой.

В одной из крайних камер находится анод, в другой — катод. Под действием постоянного тока ионы «расходятся» в противопо­ложные стороны. Обратный путь им отрезан заряженными диа­фрагмами — и вода в камерах постепенно освобождается от со­лей, становится пресной.

К числу химических методов опреснения относится ионообмен­ный: соленую воду пропускают через фильтры с ионообменными смолами. Энергию расходуют только насосы. Можно даже регулировать степень опреснения. Но опреснять этим способом морскую воду не удается — в ней слиш­ком много солей.

Интересны попытки применить для опреснения воды биологиче­ские процессы. Оказалось, напри­мер, что некоторые морские во­доросли на свету поглощают рас­творенные соли, а в темноте вы­деляют их. В каскаде освещенных бассейнов такие водоросли будут частично опреснять проточную со­леную воду. А «восстанавливать» их можно в темных бассейнах.

Огромные перспективы от­крывает использование атомной энергии. Идея способа связана с совмещением в одном комплек­се атомной электростанции и ис­парительных устройств. При мощ­ности станции в 200 000 киловатт можно вырабатывать одновременно 200 000 м3 пресной годы в сутки.

Мы знаем, что полностью ли­шенная солей «совершенно прес­ная» вода для питья непригодна. Но природная вода проходит дли­тельный процесс формирования солевого состава, в нем участвуют многие химические элементы и некоторые газы. В результате в природной воде оказываются рас­творенными вещества, в обычном состоянии малорастворимые (на­пример, бикарбонат кальция).

Не придется ли человеку мо­делировать процесс «формирова­ния» воды в природе? Или идти в обход? Естественно, сразу же возникает мысль о частичном опреснении морской воды. Испа­рительные установки таких воз­можностей не дают. А, например, электродиализ {электрохимиче­ское обессоливание) уже не так бесперспективен.

Морская вода содержит около 35 г различных солей в литре. А в литре обычной воды солей около 1,5 г. Но есть соли, кото­рых в морской воде даже мень­ше, чем в питьевой пресной.

Может быть, наука найдет пути частичного опреснения соле­ных вод и «исправления» их со­става. Может быть, когда-нибудь мы научимся «изготовлять» воду для питья лучше, чем это делает природа. Для научной фантазии врача здесь большой простор. Опресненная вода не обязательно будет просто питьевой. В субтро­пиках и тропиках, где человеку почти все время хочется пить, а воды не хватает, может появить­ся задача централизованного снабжения водой целебного со­става, облегчающей тяготы жар­кого климата. И можно думать, что эти решения не столь отдаленны. Тем более, что использо­вание атомной энергии открывает перспективы опреснения больших количеств морской воды.

Кандидат медицинских наук Л. И. ЭЛЬПИНЕР

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>