Suolanpoisto kukoistaa. Mutta entä kaikki tämä myrkyllinen suolaliuos?


Jos vain ihmiset voisimme juoda merivesiä kuolematta, emme olisi löytänyt itseämme vesikriisissä. Jotta et kuolisi, sinun täytyy ensin keittää suolavettä ja kerätä puhdas höyry tai hankkia itsellesi hieno kalvo, joka suodattaa pois kaikki suolat ja kätevästi meren elämää.

Tämä on kiistanalainen ajatus suurten suolanpoistojen takana – suuret, suuret ja kalliit tilat, jotka muuttavat suolaisen veden nesteenä, joka ei tapa sinua. Perinteinen kritiikki on, että meriveden käsittelyyn tarvitaan valtava määrä energiaa, eikä meidän pitäisi todella polttaa fossiilisia polttoaineita enemmän kuin meidän on oltava. Mutta vähemmän chattered-about ongelma on vaikutus paikalliseen ympäristöön: Ensisijainen sivutuote on suolaliuos, jonka tilat pumppaavat takaisin merelle. Tavarat uppoavat merenpohjaan ja tuhoavat ekosysteemejä, happipitoisuuksia ja suolapitoisuutta.

Valitettavasti tiedemiehillä ei ole ollut hyvää käsitystä siitä, kuinka paljon suolavedestä on tuottanut 16 000 käyttötarkoitusta käyttävää laitosta maailmanlaajuisesti. Tähän asti. Tutkijat raportoivat tänään, että maailmanlaajuinen suolaveden tuotanto on 50 prosenttia korkeampi kuin aiemmat arviot, yhteensä 141,5 miljoonaa kuutiometriä päivässä, verrattuna 95 miljoonan kuutiometrin tiloihin. Huonot uutiset ympäristöstä, varmasti, mutta asiat eivät ole täysin hirvittäviä: Desal-tekniikka kehittyy nopeasti, joten kasvit tulevat paljon tehokkaammiksi sekä tuottamassaan suolavedessä että käyttämässään energiassa.

Suolanpoistolaitokset kuuluvat tyypillisesti kahteen ryhmään: lämpö- ja kalvo. Lämpö-, imevät merivesi, lämmitä se saamaan puhdasta höyryä ja pumppaa jäljellä oleva suolaliuos takaisin merelle. Membraanien avulla voit vetää merivettä suurilla paineilla suodattimien avulla, jotka vetävät pois kaikki suolat ja muut epäpuhtaudet.

Lämpö on vanhempi koulu-menetelmä – ennen 1980-luvun 84-prosenttista suolapitoista vettä kävi läpi tämä prosessi. Uuden vuosituhannen alusta lähtien tietynlainen kalvoteknologia, käänteisosmoosi (kutsumme sitä RO: lle lyhyeksi), on lisääntynyt eksponentiaalisesti. RO-laitokset tuottavat nyt 69 prosenttia suolapitoisesta vedestä maailmanlaajuisesti.

Miksi? Koska RO on halvempi ja tehokkaampi. Membraaniteknologian edistyminen merkitsee, että meriveden suodattamiseen tarvitaan vähemmän ja vähemmän energiaa. Lisäetuna RO tuottaa vähemmän suolavettä. Lämpöä käytettäessä 75 prosenttia vedestä, jonka tuodaan, voi jättää suolavedeksi. RO: n kanssa jätevedelle on enemmän 50-50 makeaa vettä.

"Se riippuu myös syöttövedestä" tai syöttövedestä, sanoo Edward Jones, uusi tutkimus ja ympäristötieteilijä Wageningenin yliopistossa Alankomaissa. ”Käänteisosmoosi on vähiten tehokas, kun desalinoidaan erittäin suolaliuosta, kuten merivesiä. Ja se tulee yhä tehokkaammaksi, kun syöttöveden suolapitoisuus putoaa.

Jones et al./Science of the Total Environment

Tämä on tärkeä näkökohta, koska kaikki desal-tilat eivät käsittele merivesiä. Itse asiassa, jos katsot yllä olevaa karttaa, näet suuren osan niistä sisämaahan. Ne käsittelevät suolaisen (eli vain hieman suolaisen) veden pohjavesien tai jokien juomista varten tai teollisuudessa ja maataloudessa. Ne ovat luonteeltaan tehokkaampia kuin meriveden käsittelyssä olevat rannikkolaitokset.

Tämä on osa syy siihen, miksi Lähi-idän ja Pohjois-Afrikan rannikkolaitokset tuottavat hämmästyttävän osan maailman suolaisesta suolavedestä. Yhteensä 173 maata ja aluetta juoksee desaalisia kasveja, mutta vain neljä maata – Saudi-Arabia, Yhdistyneet arabiemiirikunnat, Kuwait ja Qatar – tuottavat 55 prosenttia maailmanlaajuisesta suolavedestä, uuden tutkimuksen mukaan.

Toinen syy ristiriitaan on se, että Lähi-idässä käytetään vanhempia, tehottomia lämpölaitoksia, kun taas muu maailma on siirtynyt RO: iin. ”Nämä kasvit ovat erittäin kalliita rakentaa, joten se ei todennäköisesti ole offline-tilassa”, Jones sanoo. ”Niinpä on vielä olemassa näitä tehtaita, jotka tuottavat suuria määriä suolavedestä, erityisesti Lähi-idässä, jossa heillä on hyvin vakiintunut lämpö- suolanpoistolaitosten verkosto.”

Lähi-idän maat voivat varata jatkossakin käyttää näitä energiaa nälkäisiä asioita, koska ne ovat hämmentyneitä öljyrahasta, mutta niillä on huono vesivaroja. Mutta kun väestö kasvaa muualla maailmassa, ja ilmastonmuutos ajaa kuivuutta, desal on tullut yhä houkuttelevampi vaihtoehto. (Analyytikot ennustavat, että vuotuinen kasvuvauhti teollisuudelle on lähes 9 prosenttia ainakin seuraavien neljän vuoden ajan. Voit nähdä kuinka paljon desal on viime aikoina kukoistanut alla olevassa kaaviossa.) Esimerkiksi viime vuonna Kapkaupunki kiirehti tuoda tilapäistä RO-laitokset verkossa, joten kaupunki ei vääntyisi kierron kuivuuden keskellä.

Jones et al./Science of the Total Environment

”Veden niukkuuden lisääntyminen on tärkein tekijä”, sanoo Manzoor Qadir, YK: n vesi-, ympäristö- ja terveysalan yliopiston instituutin apulaisjohtaja. "Samalla, jos tarkastellaan niitä maita, joissa suolanpoisto on valtavasti lisääntynyt, ne ovat ne maat, jotka voivat varaa siihen."

Aavikon puomi tuo mukanaan suolaveden vuorovesi. Koska tämä aine on tiheämpi kuin tyypillinen merivesi, se uppoaa merenpohjaan ja häiritsee elinvoimaisia ​​yhteisöjä, jotka haluavat paljon vähemmän suolaa ja paljon enemmän happea. Laitokset voivat lieventää ympäristövaikutuksia esimerkiksi sekoittamalla suolavedestä meriveden kanssa ennen sen pumppaamista, jotta se laimennetaan. He saattavat myös huolehtia siitä, että sivutuote, jossa virrat ovat voimakkaimmat, poistuvat, jolloin suolaliuos leviää nopeammin. Sisämaassa, kasvi voi haihduttaa veden altaissa ja korissa pois jäljellä olevan suolan.

Mutta suolavedellä on enemmän kuin pelkkä hypersaliini-vesi – se voidaan ladata raskasmetalleilla ja kemikaaleilla, jotka pitävät rehevettä monimutkaiselta ja kalliilta laitokselta. ”Prosessissa käytetyt antifoulants-aineet, erityisesti lähdeveden esikäsittelyprosessissa, kerääntyvät ja poistuvat ympäristöön pitoisuuksina, joilla voi olla haitallisia vaikutuksia ekosysteemeihin”, Jones sanoo. Laimennus voi auttaa yliherkkyysongelmassa, mutta se ei päästä eroon kemiallisista toksiineista.

Mutta tässä on mahdollisuus: purkaus voi sisältää myös arvokkaita elementtejä, kuten uraania. Tämä voisi olla tarpeeksi kannustin kääntämään suolaisen suolaliuoksen haitallisesta sivutuotteesta tulolähteeksi. Tai voit käyttää höyrystysaltaita sisämaassa tuottamaan kaupallisia tien suolaa jäänpoistoon. Ja se voisi auttaa puhdistamaan teollisuutta, koska kapitalismi.

”On olemassa ehdottomasti taloudellisia mahdollisuuksia”, Jones sanoo. ”Siksi korostamme myös positiivisia uutisia. On myös mahdollisuus ja se on nyt suuri haaste. ”

Desal, kaikki sen viat, ei mene mihinkään. Koska se tulee halvemmaksi, adoptio kasvaa edelleen. Lähi-idän maat, jotka ovat täysin kallistuneet, luottavat siihen, kun taas muut alueet, kuten Etelä-Kalifornia, käyttävät sitä täydentämään perinteisiä ja yhä ennalta arvaamattomia vesilähteitä. Esimerkiksi Poseidon Waterin käyttämä laitos tuottaa 10 prosenttia San Diegon maakunnan vesihuollosta.

”Se on tarpeeksi vettä palvelemaan 400 000 asukasta”, sanoo Poseidonin tiedottaja Jessica Jones. ”Tämä on ainoa Uusi vesihuolto läänissä, joka ei ole riippuvainen Sierrasin lumipakasta tai paikallisista sademääristä – todella ilmasto-joustavasta. ”

Lukuun ottamatta sitä, että merenpinnat nousevat ilmastonmuutoksen takia, mikä uhkaa meren suolanpoistolaitoksia kaikkialla maailmassa. Ja ironista kyllä, nämä tilat imevät suuria määriä energiaa, mikä osaltaan edistää päästöongelmia. "Vaikutusnäkökulmasta energiaintensiteetti on valtava", kertoo UC Berkeleyn Wheeler Water Instituten johtaja Michael Kiparsky, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa. "Vaikka käytätte uusiutuvia energialähteitä, kuten aurinko tai tuuli, käytät yhä valtavasti energiaa, joka periaatteessa voisi mennä muualle fossiilisten polttoaineiden kulutuksen siirtämiseksi."

"Suolanpoisto ei ole ihmelääke", Kiparsky lisää. Kalifornian kaltaisessa paikassa se voi täydentää perinteisiä vesilähteitä, kuten lumikenkiä. Ja vaikka näiden laitosten tehokkuus paranee, tämä on edelleen pohjimmiltaan energiahenkinen tekniikka. "On olemassa teoreettisia rajoja energian intensiteetin alennuksille, jotka ovat mahdollisia meriveden suolanpoistossa", Kiparsky sanoo. "Se ei koskaan ole halpaa."

Tämä on kauhistuttava maailma, jonka olemme rakentaneet itsellemme. Mutta ehkä ei ole liian myöhäistä puhdistaa tekojamme.


Lisää suuria WIRED-tarinoita