Як опріснюють воду?

На фотографіях, зроблених з космосу видно, що на нашій планеті більше води, ніж суші. При цьому абсолютно несподівано і кілька незбагненно, що менше трьох відсотків земної води - це прісна вода. За даними Геологічної служби США, великачастина цих трьох відсотків недоступна. Більше 68% прісної води на Землі знаходиться в крижаних шапках і льодовиках, а трохи більше 30% в грунтових водах. Всього близько 0,3% всієї прісної води знаходиться в поверхневих водах озер, річок і боліт. З усієї води на планеті більше 99% земної води непридатне для використання людьми і багатьма іншими живими істотами! Здається неймовірним, що води, яка підтримує всю земну і водну життя, насправді так мало. Разом з цим приголомшливим усвідомленням приходить розуміння того, що ми повинні використовувати цей ресурс дуже мудро.

Вода покриває близько 70% поверхні нашої планети

зміст

• 1 Скільки прісної води на Землі
• 2 Чи можна зробити воду прісної?
• 3 Що таке дистиляція
• 4 Що таке зворотний осмос

Скільки прісної води на Землі

Вода складається з двох атомів водню, пов'язаних з атомом кисню. Ви, мабуть, чули про атомах - найбільш крихітних будівельних блоках всієї матерії у Всесвіті. Насправді ми всі зроблені з атомів, склеєних разом (або, як сказали б учені, "пов'язаних").

Атоми, пов'язані разом, утворюють молекули. Вчені вважають, що вода на Землі могла з'явитися в результаті танення багатих водою мінералів під час формування планети і крижаних комет, які мільярди років тому врізалися в Землю і розплавилися. У той час як створення невеликих обсягів чистої води в лабораторії можливо, недоцільно «робити» великі обсяги води, змішуючи водень і кисень разом, так як це вивільняє багато енергії і може стати причиною потужного вибуху. Так як загальний обсяг води на Землі залишається приблизно однаковим, вода постійно змінює своє місце розташування і стан. Це означає, що іноді вона приймає рідку форму (наприклад, вода, яку ми п'ємо), тверду (лід) або газову (водяна пара).

Вчені називають цей процес зміни гідрологічним (водним) циклом, Який полягає в тому, що вода постійно рухається по планеті, здійснюючи кругообіг між повітрям, землею і океаном.

Ми п'ємо прісну воду, але більша частина води наЗемлі солона. І переважна більшість доступної прісної води фактично приховано під землею у вигляді підземних вод. Насправді, якщо ви уявите собі, що вся вода на Землі може поміститися в один літровий пакет молока, то все це буде океанська вода, за винятком тільки двох столових ложок прісної води. З цих столових ложок прісної води трохи менше чверті перетвориться на лід, а більша частина - в грунтові води. Прісна вода в річках, болотах і озерах становить всього лише дві краплі води в світі.

Щоб завжди бути в курсі новин зі світу популярної науки і високих технологій, підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram

Чи можна зробити воду прісної?

Зміна клімату, ймовірно, змінить багатоаспекти життя на Землі, в тому числі зробить доступ до чистої води проблемою. Підвищення температури, посуха і природні катаклізми потенційно можуть мати негативний вплив на водні ресурси в деяких регіонах і посуха - лише один з можливих варіантів розвитку подій. Підвищення рівня моря також загрожує прибережнимводних ресурсів, які часто черпають прісну воду з підземних ґрунтових вод. У зв'язку з численними погрозами для джерел прісної води все більше занепокоєння викликає пошук нових і більш досконалих способів виробництва питної води.

Це цікаво: Астероїд Ітокава підтвердив, що вода на Землі має космічне походження

Океан - найбільший джерело води на планеті,але воду з нього не можна пити з-за високого вмісту в ній солі. На щастя, вчені придумали кілька способів, щоб витягти сіль з води і зробити її придатною для пиття. Більш того, ведеться розробка ще одного. На жаль, опріснення будь-яким методом є дорогим і в даний час непрактичним для будь-якого суспільства, що зазнає нестачу води. Але, як пише National Geographic, вчені працюють над удосконаленням існуючих методів, щоб зробити їх більш ефективними і менш дорогими. Раніше мій колега Раміс Ганієв в своїй статті розповів про один з найбільших запасів прісної води в США.

Що таке дистиляція

Дистильована вода є найстарішим інайбільш поширеним методом, використовуваним для очищення води від солі. Простіше кажучи, дистиляція включає в себе випаровування води, а потім її конденсацію назад в рідину. Сіль не випаровується і залишається на дні посудини. Коли вода випарується, то вона може бути зібрана в окремий контейнер.

Дистиляція (лат. Stillare - «стікання краплями» від лат. Stilla - «крапля» і приставки «de-», яка означає «прибирання»)

Насправді воду дистильованої можна вдомашніх умовах, природно, провівши спрощену версію процесу. Для цього потрібно натягнути лист прозорого пластика на чашу або отвір, в якому знаходиться забруднена вода. Сонце буде світити крізь пластик, нагріваючи воду внизу і змушуючи її повільно випаровуватися, залишаючи сіль і інші забруднення внизу. Випарена вода буде конденсуватися на нижньому боці пластикового листа, де ви зможете потім зібрати її в окремий контейнер. Дистиляційні установки виконують цей основний науковий процес в набагато більшому масштабі, але для прискорення процесу вони працюють на електриці. Крім того, існують електричні побутові дистилятори, які можна придбати за суму від 100 $ до тисячі доларів, в залежності від розміру та ефективності пристрою. Однак більшість з них може виробляти тільки близько 10 літрів чистої води за раз, і в цілому процес дистиляції вимагає багато енергії.

На нашому каналі Яндекс.Дзен можна знайти статті, яких немає на сайті. Підписуйтесь, щоб не пропустити нічого цікавого!

Що таке зворотний осмос

Це один з найпоширеніших методів,використовуваних сьогодні на опріснювальних установках. Цей метод використовує насоси високого тиску для витіснення солоної або забрудненої води через спеціальну мембрану, яка відсіває шкідливі речовини і пропускає чисту воду. Нещодавно вчені досліджували новий тип мембрани, яка дозволить легше проштовхувати воду через неї. Експериментальний метод використовує графен, І дослідники з Массачусетськоготехнологічного інституту зуміли створити надтонку графенових мембрану товщиною всього в один атом, яка, як вони кажуть, зробить зворотний осмос простіше, менш енергоємним і дешевим.

Вода, солоність якої не перевищує 0,5%, вважається прісної.

Графен - це найтонший і міцний матеріал, відомий людині. Графен використовується для створення електронних чіпів, сенсорів для газів, мембран для очищення води.

У той час як зворотний осмос рекламується якдешевша, енергетично низько затратна альтернатива великомасштабної дистиляції, проте вартість будівництва одного такого водоочисного споруди може досягати мільярда доларів. Також це є нагадуванням про те, що такі установки все ще можуть бути непрактичні для спільнот, що зіткнулися з нестачею питної води. Наприклад, в доповіді Тихоокеанського інституту кажуть, що опреснительная установка Kwinana в Перті, Австралія, вимагає приблизно 17 мільйонів доларів на рік, а обслуговування опріснювальної установки Gold Coast в Тугун, Австралія, вимагає 30 мільйонів доларів на рік. Про те, які ще існують способи очищення води, читайте в нашому матеріалі.