Світозберігаючі технології
Чи можемо ми врятувати себе за допомогою технологій, якщо вже не можемо досить ефективно змінювати соціальні та економічні тенденції? Ми представляємо кілька рішень, які намагаються усунути наслідки нашого марнотратного та безвідповідального способу життя. Установки для опріснення або перегонки намагаються витягти прісну воду з океану, морські відходи очищають спеціальними машинами, а в Китаї над містами вже можуть працювати очищувачі повітря.
З досвіду останніх десятиліть стає все зрозумілішим, що людство надто повільно реагує на процеси, що завдають шкоди клімату Землі, водопостачанню та природному середовищу. Все частіше здається, що ми можемо лише частково розраховувати на попередження та ліквідацію шкідливої діяльності. Але вже існують деякі технології, які можуть полегшити наслідки минулого забруднення та вичерпання ресурсів.
Протягом тривалого часу опріснення морської води було змушене подолати дефіцит води, але стає все більш очевидним, що цей дорогий метод не може бути рішенням у довгостроковій перспективі - навіть якщо він був зменшений до однієї п'ятої до однієї десятої частини первісна вартість. До речі, опріснення з зворотним осмосом було розроблене НАСА для очищення та переробки стічних вод, що утворюються на космічній станції: суть полягає в тому, що вода пресується через тонкі пластикові мембрани, які затримують молекули та іони, більші за воду, такі як сіль.
Зовсім недавно поширюється також інша процедура - електродіаліз. Це працює на підставі того, що в сольовому розчині є іони, які рухаються до протилежного зарядженого електрода. У процесі на їх шляху розміщуються мембрани, що вибирають аніони та катіони, які розділяють іони різних зарядів, утворюючи таким чином чисту воду. Крім того, існує старий спосіб перегонки, але він обмежений і дорогий.
В даний час у всьому світі функціонує 18 000 установок для опріснення морської води, і існує десятки десятків з них, які виробляють велику кількість води промисловим способом. Сотні мільйонів людей п'ють питну воду, отриману цим процесом, в Австралії, Південній Африці, Китаї, Гонконгу, Індії, Мексиці, на Близькому Сході, в Каліфорнії, Іспанії, Кіпрі, Мальті, Гібралтарі та навіть зараз в Англії. Ми не думаємо, що це потрібно на дощовій півночі, але Лондон також виробляє 150 мільйонів галонів прісної води на день з морської води, оскільки міська потреба у воді перевищує ресурси прісної води, які можна використати в регіоні. У Сан-Дієго, штат Каліфорнія, щодня виробляється 190 мільйонів галонів питної води, але справді великі заводи знаходяться на Близькому Сході, один у Саудівській Аравії, де щодня переробляється мільйон кубічних метрів морської води, а в Ізраїлі - близько 40 відсотків попит на воду задовольняється за допомогою опрісненої морської води. Вода також використовується для зрошення в цій місцевості.
- Це лише питання, яка ціна. Опреснення морської води найчастіше відбувається там, де енергія дешева, але води недостатньо. У разі зворотного осмосу для створення тиску потрібна велика кількість енергії, у випадку електродіалізу - велика кількість енергії. Міклош Печ, Доцент факультету хімічної та біоінженерії, але, професор предмету. - З часом ціна на виробниче обладнання може дещо знизитися, оскільки для всіх технологій характерно, що воно буде дешевшати і дешевшати зі збільшенням обсягу виробництва, але це стосується лише капітальних вкладень, вартості обладнання в даному випадку.
"Побудова інфраструктури, необхідної для економії грошей, очищення стічних вод та використання сірої води, у довгостроковій перспективі було б дешевшою та екологічнішою альтернативою", - говорить він. Саймон Гергелі, є експертом з хімічних речовин у Грінпіс - оскільки в більшості випадків викопну енергію використовують для опріснення, тобто ми потрапляємо в замкнене коло. З іншого боку, залишок концентрованого розсолу викидається назад у море, близько до берега. Солоність води збільшується, завдаючи шкоди дикій природі, що є значною проблемою як в Перській затоці, так і в Ізраїлі. Крім того, ці рослини також всмоктують багатьох тварин морською водою, а відфільтрована морська вода не містить мінералів, які згодом потрібно поповнювати, оскільки вони потребують людського організму. Тобто за допомогою цієї технології ми збільшуємо проблеми і відкладаємо їх вирішення.
Це також контрпродуктивно, оскільки означає, що країни, які страждають від наслідків кліматичних змін, сприяють збільшенню впливу за допомогою технологій. Можливо, лише Ізраїль характеризується дисциплінованою строгістю та розважливим управлінням водними ресурсами у сільському господарстві, вони витрачають лише половину своїх ресурсів прісної води на рослинництво, яке в інших місцях сягає дев'яноста відсотків.
Незважаючи на вищезазначене, очікується, що все більше і більше установок для опріснення будуть побудовані як швидше рішення, ніж повна реконструкція забудованого середовища, інфраструктури та очищення стічних вод. У Кейптауні в наші дні практично не вистачає води, і відтоді військові розподілятимуть 25-літровий раціон голови на день з лаврового візка, поки не випаде достатньо дощу. Вони вже планують побудувати установку для опріснення.
Розподіл водних ресурсів на Землі в будь-якому випадку нерівномірний, але через потепління воно буде посилюватися: всупереч думкам, зміна клімату не зменшить, а переставить запаси там, де води мало, там буде ще менше, де багато, там бути більш. Крім того, людство зростає, зростає і попит на питну воду та воду для виробництва їжі, а вибух населення часто відбувається в районах з невеликим запасом води. В даний час мільярд людей на Землі не вирішено забезпечити здоровою питною водою, за словами ООН, до 2025 року 14 відсотків населення світу зіткнеться з нестачею води.
Океани без відходів
Сподіваємось, що перша в світі машина для очищення океану в Тихому океані, яка вже будується люб'язно від некомерційної організації Ocean Cleanup, розпочне роботу цього літа. Його розмістили біля величезного сміттєвого острова, що плавав між Гаваями та Каліфорнією. Дві зони відходів у Франції, в основному виготовлені з пластику та рибальських снастей, були виявлені ще в 1997 році і з тих пір зростають.
Ocean Cleanup був заснований голландцями п’ять років тому у віці 18 років Боян Слат, система очищення заснована на його ідеї. У віці шістнадцяти років, після занурення в Грецію, вирішивши побачити у воді більше сміття, ніж риби, він вирішив присвятити своє життя очищенню океану. Потім машина, яку він винайшов, розроблялася дуже довго, шляхом випробувань декількох зразків. Але у 2015 році на постраждалому острові відходів було проведено пошук за допомогою тридцяти кораблів і сотень сіток, а в 2016 році також було проведено аерофотозйомку. Боян Слат отримує одне з найвищих екологічних визнань ООН - титул Чемпіона Землі.
Команда з шістдесяти людей працює над монтажем конструкції, яка зараз будується і експлуатується з середини року, а проект також підтримується виробником екскаваторів Boskalis та хімічною групою Akzo Nobel. Сорок шматочків, кожен 12 метрів труби, буде всмоктуватися за допомогою океанічних течій. Відходи збиратимуться 60 цистернами, вміст яких транспортуватиметься наземними суднами кожні 6-8 тижнів. В принципі, також подбали про те, щоб риба та інші організми не потрапляли в систему. Згідно з розрахунками, постраждалий острів відходів можна буде ліквідувати через п’ять років, а продаж та переробка відходів, вироблених із води, пластикових матеріалів, охоплюватиме встановлення додаткових систем. Є ще чотири великі відходи: Південний Тихий океан, Північна Атлантика, Південна Атлантика та Індійський океан.
Щороку в океан викидається близько восьми мільйонів тонн пластику, що, за оцінками, щороку спричиняє загибель більше ста тисяч китів, дельфінів, тюленів та водоплавних птахів. Це явище також завдає економічної шкоди, збитки водній екосистемі, очищення берегової лінії та втрата риболовлі поки що завдають збитків на 13 млрд доларів, згідно з доповіддю ООН.
Очищення повітря
У Сіані на північному заході Китаю минулого року запрацювала вежа для очищення повітря, яка зменшила вміст пилу в повітрі на 15 відсотків на площі 10 квадратних кілометрів. Дно приміщення - теплиця, де машини всмоктують забруднене повітря, воно нагрівається, тому піднімається у вежу, проходить через безліч фільтрів, завдяки чому повертається у повітря більш чітко. Вежа здатна очищати п’ять мільйонів кубічних метрів забрудненого повітря на день. Його будівництво заздалегідь було оточене багатьма сумнівами, а сам Інститут досліджень довкілля Китайської академії наук очікував гірших результатів, ніж ті, що були отримані після випробувального періоду. А як повідомляє South China Morning Post, жителі району також помітили покращення якості повітря. Очікується, що тоді в Китаї побудують додаткові вежі для очищення повітря, наприклад, для очищення повітря тисячі квадратних кілометрів Сіану знадобиться сотня веж.
У Китаї, до речі, вже була смог-вежа, яка в Нідерландах Даан Рузгаарде побудований, він виробляв близько восьми кубічних метрів чистого повітря в секунду, але живився від електроенергії, виробленої вугільними електростанціями в Китаї, тому це також була двадцять дві пастки. Нова вежа вимагає мало енергії.
У 2014 році китайський уряд оголосив боротьбу із забрудненням повітря, яке в деяких районах є таким, що люди носять маски на вулицях, обладнують свої будинки очисниками повітря, а смог часто настільки сильний, що його не можна побачити навіть у містах. За офіційними даними, забруднення повітря спричинило 17 відсотків смертей за останні роки. Міністерство охорони навколишнього середовища запровадило жорсткіші вказівки щодо зменшення забруднення атмосферного повітря, наказало перетворити три мільйони будинків з вугілля на газ чи електроенергію, і, як результат, якість повітря вже значно покращилась у 2017 році.
Дослідження Чиказького університету минулого року повідомило, що забруднення повітря на півночі Китаю скорочує життя тих, хто живе там, на три роки порівняно з південним. Але ця проблема горіє не лише в Китаї, в недавньому звіті Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ) зазначається, що щороку від забрудненого повітря гине сім мільйонів людей. За їхніми підрахунками, 9 із 10 людей у світі змушені дихати сильно забрудненим повітрям, що спричиняє низку захворювань: 24 відсотки проблем із серцем, чверть інсультів, 43 відсотки проблем із легенями та 29 відсотків раку легенів .