Людям придется пить морскую воду

ВодаПрежде чем попасть в водопровод, морская вода должна будет пройти через нанотрубки. Специалисты Всемирного фонда дикой природы (WWF) говорят, что за последнее столетие человечество стало потреблять в шесть раз больше пресной воды, а в 2050 году будет потреблять еще в два раза больше, чем сейчас. С такой «жаждой» запасов пресной воды на планете скоро не останется — и без того 98% из 1400 млн м3 водных ресурсов Земли это непригодная для питья соленая вода. Эксперты, как обычно, образно описывают ужасы гуманитарных катастроф, которые постигнут землян в случае острой нехватки пресной воды. Британские аналитики, работающие с Shell, Coca-Cola, Procter & Gamble и другими компаниями, деятельность которых связана с использованием большого количества воды, пророчат, что к 2015 году в Лондон вернется холера, Европа захлебнется в потоках иммигрантов из стран третьего мира, а экономике Китая грозит коллапс.

Темза, сэр!

Лондон уже потребляет пресной воды больше, чем имеет в распоряжении. Пополнять ресурс нечем — несмотря на репутацию дождливого города, дождей в Лондоне выпадает меньше, чем в Риме, Далласе или Стамбуле. Эксперты пытаются убедить лондонцев, что без строительства станции по опреснению морской воды городу не выжить. Ежедневно она будет производить 140 млн л пресной воды, обеспечивая ею 400 тыс. домашних хозяйств. Забор воды для станции будет производиться из Темзы во время отлива, когда соленость воды в ней на две трети ниже, чем в море. Приверженцы проекта убеждают, что тратить на сооружение объекта 200 млн евро совершенно необходимо, пусть даже он станет лакомой целью для террористов и выбрасывает в атмосферу 25 тыс. т углекислого газа ежегодно. Дескать, другие страны только этими установками и живы — в мире установлено 12 тыс. подобных станций, они на 60% обеспечивают пресной водой страны Персидского залива. Обходится им это, конечно, в копеечку, благо источник нефтедолларов еще не иссяк.

Ученые не забывают и о необходимости очистки воздуха. Уже сейчас можно купить мойку воздуха, которая очищает и увлажняет воздух через водяной фильтр (можно применять как морскую, так и пресную воду).

Существующие технологии опреснения морской воды слишком дорогие из-за большой энергозатратности. Первая технология проста — это способ опреснения воды испарением. Термические установки, производящие питьевую воду «методом чайника», заодно производят огромные количества рапы, которую надо отдельно утилизировать. Альтернативой к дистилляции является технология так называемого реверсивного осмоса — то есть пропускания жидкостей через полупроницаемую мембрану. Эту технологию можно сравнить с кофеваркой — морскую воду под высоким давлением пропускают через пластиковую перегородку. Последняя проницаема только для воды, но не для растворенных в ней веществ, поскольку ее молекула значительно меньше размером. Таким образом, на выходе получается совершенно чистая вода, не содержащая солей, извести, микроорганизмов и ядовитых веществ. В Лондоне планируют построить именно осмотическую установку. Энергозатратность — это ее слабое место. Технологический процесс требует высокого давления — 70–80 бар, а это съедает много электроэнергии, в среднем 4 кВт/ч на тысячу литров питьевой воды. К тому же, срок эксплуатации современных фильтрационных мембран — максимум шесть лет.

Нано-Золушка

Если каким-то образом улучшить эту мембрану, опреснение воды будет куда более эффективным. Ученым из Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора в Калифорнии удалось сконструировать такой фильтр из углеродных нанотрубок, которые повысят эффективность опреснения методом реверсивного осмоса на 75%. Миллиарды нанотрубок выкладываются в несколько слоев, каждый из которых в 50 тыс. раз тоньше человеческого волоса. Плотность слоев такова, что между трубками могут проскользнуть только шесть молекул воды — такое сито превосходно отделяет воду от растворенных в ней солей. Исследователей удивили феноменальные свойства этого сита — вода проходит сквозь него в до 10 тыс. раз быстрее, чем через классические мембраны. «Это если бы тонкий садовый шланг мог передавать столько же воды, сколько пожарный рукав», — объясняет Ольжица Бакаин, руководитель исследовательской группы. Ученые предполагают, что причина такого феномена — в особой гладкости трубок.

Впрочем, это уже тонкости. Главное — есть надежда, что для эксплуатации осмотических установок с наномембраной достаточно будет подключиться к обычной электрической розетке, а не к целой электростанции. В рынок этих установок до 2015 года будет инвестировано около 80 млрд евро. Эксперты полагают, что через 10–15 лет «наноосмос» будет производить 80% опресненной воды в мире.