Доклад на тему опреснение воды. Опреснение воды удастся ли напоить мир?

Траби – генеральный директор компании Toray Mem­brane U.S.A., одного из крупнейших в мире производителей мембран, используемых в процессе обратного осмоса, в ходе которого из морской воды выводятся соли и другие химические вещества. В мире, где запасы пресной воды стремительно сокращаются, опрес­нение через обратный осмос – один из наиболее перспективных и быстро осваиваемых способов ее получения.
Достаточно взглянуть на заголовки печатных изданий, как сразу становится понятно, насколько сильно и уже очень скоро мы ощутим дефицит пресной воды. Вспомним лишь некоторые события, произошедшие за последние 18 месяцев только в США. Губернатор штата Джорджия объявил чрезвычайное положение в связи с нехваткой воды. Муниципальная система водоснабжения штата Ко­лорадо оказалась заражена сальмонеллой. Восемь штатов подписали договор Великих озер, гарантирующий, что вода из них, составляющая около 20% мировых пресных запасов, не будет поставляться за пределы их бассейнов – даже в близлежащие Миннеаполис и Питтсбург.
В других странах дела обстоят еще хуже. По самым грубым подсчетам, потребление воды в мире со времен Второй мировой войны возросло в два раза, и это при том, что 1,1 млрд. человек не имеют доступа к безопасным источникам воды. Вода, не соответствующая санитарным нормам, – причина 80% заболеваний и смертей в развивающихся странах. (А это более 2,2 млн. человек в год, в том числе 3,9 тыс. детей ежедневно). Издержки на лечение болезней, возбудители которых передаются с водой, и, соответственно, снижение производительности труда населения на 2% сокращают годовой ВВП развивающихся стран.
В Китае проектируются огромные акведуки, по которым вода из гималайских ледников будет поступать на тысячемильные территории и обеспечивать стремительно растущие в стране мегаполисы. Массовое переселение людей из сельских районов в городские центры к югу от Сахары, на индийском субконтиненте и в Южной Америке увеличивает нагрузку на изрядно истощенные и без этого пресные водоемы.

Дефицит пресной воды ощущается в регионах, не отличающихся и экономической стабильностью. Последствия дарфурской трагедии усугубляются нехваткой питьевой воды. Тигр и Евфрат, питающие Ирак, берут свое начало в Турции, которая уже сегодня строит на них водохранилища. Северная и Южная Корея не могут поделить реку Ханган. Ганг давно уже является предметом спора между Индией и Бангладеш. Война за водные ресурсы усложняет конфликт между израильтянами и палестинцами.
На глобальное потепление особо рассчитывать не стоит. Ученые считают, что основная часть арктических льдов, состоящих из пресной воды, истаяв, к 2050 году смешается с солеными морскими водами. По прогнозам, уменьшатся объемы осадочных источников (в виде снега), которые питают крупные водные бассейны и важнейшие речные системы (в том числе Колорадо). Департамент водных ресурсов Калифорнии прогнозирует 25-процентное их сокращение к 2050 году. В последнем отчете Министерства сельского хозяйства США отмечено, что объем водных потоков, протекающих по американскому Западу, к середине нынешнего столетия снизится на 20%. Все это значит, что люди, проживающие в плотно заселенных районах (таких городах, как Феникс и Лас-Вегас, а также в Южной Калифорнии) будут обречены на смерть от жажды. И, естественно, это губительным образом скажется на аграрном секторе экономики США (70% потребляемой в мире пресной воды идет на сельское хозяйство).
Но ведь глобальное потепление приведет еще и к подъему уровня моря. За прошлый век Тихий океан в районе моста «Золотые ворота» (Сан-Франциско) поднялся на 8 дюймов. Морская вода сегодня составляет 97,5% всех водных ресурсов планеты, и 60% населения планеты живет в приморской полосе шириной 65 миль. Так почему бы не заняться опреснением воды и не покончить с жаждой, от которой страдают народы Земли?
Рэнди Траби не первый, кому эта идея пришла в голову. Джон Ф. Кеннеди еще 48 лет назад говорил, что опреснение воды изменит мир. В апреле 1961 года, когда Траби еще учился в школе, президент на одной из пресс-конференций в Вашингтоне заявил: «Если бы мы научились дешево опреснять морскую воду, все остальные научные достижения сразу бы померкли». А уже через три года в заливе Гуантанамо была запущена первая американская установка для опреснения морской воды, созданная в Пойнт-Лома (Калифорния). Правда, для этого понадобилось, чтобы кубинское правительство отрезало водоснабжение расположенной там американской военно-морской базы.
В богатых на носители энергии, но отчаянно нуждающихся в пресной воде странах Среднего Востока и Азии этот вопрос требует первоочередного решения. На сегодняшний день в Саудовской Аравии производится около 18% от мирового объема опресняемой воды. Ожидается, что еще до 2015 года на Среднем Востоке в соответствующие технологии будет инвестировано $30 млрд. Такие страны, как Алжир, Дубаи, Ливия и Сингапур, полностью зависят от опреснения – единственного для них способа получения питьевой воды.
По прогнозам, в ближайшие 10 лет инвестиции Китая в опреснительные технологии вырастут с нынешних $60 млн. до $600 млн. А на мировом рынке ожидается рост с сегодняшних $11 млрд. до $126 млрд. к 2015 году.
«В последние три года темпы роста нашего мембранного производства составляют 20–25 % в год», – сообщает Траби. Головной офис его компании расположен в 20 милях от Сан-Диего, в городке Пауэй. Из его окон открывается вид на массу офисных зданий из стекла и бетона, а за ними – высохшие, начисто выметенные знойными ветрами холмы. «Объем наших продаж по всему миру составляет $100 млн. За последние три месяца 2007 года мы запустили три крупных установки для опреснения воды. Впереди – несколько проектов в Индии, Китае, Саудовской Аравии, Перу, Тринидаде и Тобаго».

Не так давно распространение опреснительных установок шло в США ни шатко ни валко, что объяснялось высокими издержками. Однако ряд инновационных открытий в мембранных технологиях и системном проектировании для обратного осмоса, плюс мощнейший прорыв в сфере сбережения энергии в последние годы вывели опреснительную индустрию на рубежи конкурентоспособности. Это привлекло внимание международных корпораций уровня General Electric, которые ухватились за опреснение обеими руками.
В 1968 году Траби, получивший диплом биолога в государственном университете Сан-Диего, об опреснении и слыхом не слыхивал. После демобилизации с флота он, рассылая свои резюме по окрестным предприятиям, натолкнулся на компанию под названием General Atomic. В ее подразделении, специализировавшемся на обратном осмосе, тогда только что изобрели картридж, или, как его называли, «элемент», в который помещалась полупроницаемая мембрана для очищения морской воды. Траби устроился на работу как раз в это подразделение: он числился там кем-то вроде инженера по испытаниям, и одной из его задач было добиться продления срока службы и повышения производительности мембран.
Курс «молодого бойца» по опреснению проходил на предприятии. Принцип действия установки заключался в следующем: морская вода под большим давлением (около 800 фун­тов на квадратный дюйм; для сравнения: из пожарного шланга вода выбрасывается под давлением от 100 до 300 фунтов на квадратный дюйм) подается через спираль из мембранных листов; около 50% поступающей в спираль воды (уже опресненной) собирается по другую сторону мембран и направляется на хозяйственные нужды. Оставшиеся 50% (в которых соли в два раза больше, чем в той, что поступает в установку) выходят из системы как своеобразный бросовый рассол и сливаются обратно в море.
Траби задался целью расширить возможности использования мембран. Он попытался с их помощью очищать от хрома техническую воду, используемую на линии бутылочного розлива в компании Coors (Колорадо), но это оказалось слишком дорого. Попробовал их в обработке кислотных стоков из заброшенных угольных шахт в Аппалачи (и это сработало). Продавал системы обратного осмоса компаниям, которые использовали их в процессе концентрирования яблочного сока и кленового сиропа; производителям сыра, которые применили мембраны на линии выделения сывороточных белков; производителям полупроводников, которые постоянно нуждаются в сверхчистой воде (этот рынок тоже остается экологически чистым и безопасным для здоровья).
Особым спросом мембраны пользовались на Ближнем Востоке, где энергии и денег много, а пресной воды – мало. В 1977 году Траби участвовал в установке первой крупной станции по опреснению морской воды в Джедде (Саудовская Аравия) производительностью более 3,2 млн. галлонов в день.