Πρόβλημα ποιότητας γλυκού νερού. Σύνοψη του προβλήματος της έλλειψης πόσιμου νερού

Το πρόβλημα του γλυκού νερού στη Γη γίνεται όλο και πιο επείγον κάθε χρόνο. Ο πληθυσμός του πλανήτη αυξάνεται, η βιομηχανική παραγωγή αυξάνεται επίσης και μετά από αυτά αυξάνεται σημαντικά η κατανάλωση γλυκού νερού. Το παγκόσμιο πρόβλημα του γλυκού νερού είναι ότι οι υδατικοί πόροι δεν αναπληρώνονται.

Έτσι, τα αποθέματα γλυκού νερού στον πλανήτη μειώνονται σταδιακά και εάν δεν αλλάξει ο εκτεταμένος τρόπος σπατάλης υδάτινων πόρων, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε έλλειψη γλυκού νερού στις περισσότερες περιοχές και στη συνέχεια σε περιβαλλοντική καταστροφή.

Ποιοι είναι οι τρόποι επίλυσης της έλλειψης γλυκού νερού;

Υπάρχουν πολλές προσεγγίσεις και τεχνολογίες:

1) Διατήρηση αποθεμάτων γλυκού νερού σε ταμιευτήρες.

Αυτό σας επιτρέπει όχι μόνο να προστατεύετε τους υδάτινους πόρους, αλλά και να έχετε παροχή νερού σε περίπτωση απρόβλεπτων καταστροφών.

2) Τεχνολογίες επεξεργασίας νερού.

Τα οικιακά και λύματα πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία και καθαρισμό. Αυτό σας επιτρέπει να εξοικονομήσετε σημαντική ποσότητα γλυκού νερού.

3) Αφαλάτωση αλμυρού νερού.

Οι τεχνολογίες επεξεργασίας αλμυρού νερού σε γλυκό νερό (αφαλάτωση) γίνονται όλο και πιο προηγμένες και απαιτούν μικρότερο κόστος υλικών. Η μετατροπή του αλμυρού νερού σε γλυκό νερό είναι μια εξαιρετική λύση στο πρόβλημα του γλυκού νερού.

4) Τεχνικές εκτροφής για γεωργικές καλλιέργειες.

Με τη βοήθεια των σύγχρονων τεχνολογιών γενετικής επιλογής, κατέστη δυνατή η ανάπτυξη καλλιεργειών που να είναι ανθεκτικές στα αλατούχα εδάφη. Τέτοια φυτά μπορούν να ποτιστούν με αλμυρό νερό και αυτό εξοικονομεί σημαντική ποσότητα γλυκού νερού.

Ένας άλλος ενδιαφέρον τρόπος εξοικονόμησης γλυκού νερού κατά το πότισμα των φυτών είναι η τεχνική του ποτίσματος με σταγόνες. Για να γίνει αυτό, η γεωργική γη τροφοδοτείται με ένα σύστημα διακλαδισμένων σωλήνων μικρής διαμέτρου, μέσω των οποίων το νερό ρέει απευθείας στο φυτό ή στις ρίζες του (εάν το σύστημα είναι υπόγειο) και αυτό μειώνει απότομα την κατανάλωση γλυκού νερού.

6) Λύματα.

Δεδομένου ότι η γεωργία καταναλώνει πολύ σημαντική ποσότητα υδάτινων πόρων, τα λύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το πότισμα φυτών. Αυτή η πρακτική δεν είναι εφαρμόσιμη σε όλες τις περιπτώσεις, αλλά όταν χρησιμοποιείται δίνει αποτελεσματικά αποτελέσματα.

7) Τεχνητό δάσος.

Μια ασυνήθιστη λύση στο πρόβλημα της έλλειψης γλυκού νερού σε ξηρές περιοχές του κόσμου είναι η δημιουργία τεχνητών δασών στις ερήμους. Στην πράξη, τέτοια έργα δεν έχουν ακόμη υλοποιηθεί, αλλά γίνονται εργασίες για αυτά.

8) Πηγάδια και παγετώνες και ούτω καθεξής.

Τεράστια αποθέματα γλυκού νερού συγκεντρώνονται σε παγετώνες. Εάν λιώσετε τεχνικά μερικά από αυτά, μπορείτε να απελευθερώσετε σημαντική ποσότητα νερού. Μια άλλη επιλογή για την εξόρυξη γλυκού νερού είναι η γεώτρηση βαθιάς γεωτρήσεων.

Οι πιο εξωτικές επιλογές περιλαμβάνουν την τεχνολογία επηρεασμού των νεφών βροχής και το σχηματισμό συμπυκνώματος νερού από την ομίχλη.

Έτσι, με τη χρήση σύγχρονων περιβαλλοντικών τεχνολογιών, τα προβλήματα χρήσης του γλυκού νερού μπορούν να λυθούν σε μεγάλο βαθμό στο άμεσο μέλλον.

Περίληψη «Το πρόβλημα της έλλειψης πόσιμου νερού»

Νερό... Είναι πανταχού παρούσα, και έχουμε συνηθίσει εδώ και καιρό να τη βλέπουμε καθημερινά, χωρίς να μας εκπλήσσει καθόλου. Θα άξιζε όμως...

Για χιλιάδες χρόνια, οι άνθρωποι είχαν την ιδέα να πίνουν νερό ως μια ουσία ζωτική, αλλά ποτέ εξαντλημένη, αιώνια. Ωστόσο, με την αύξηση του πληθυσμού του πλανήτη μας, με την ανάπτυξη της βιομηχανίας και της γεωργίας, η ανάγκη για γλυκό νερό έχει αυξηθεί κατακόρυφα, και τώρα λειψυδρία(πλήρης ποιότητα) γίνεται αισθητή σε πολλούς τομείς.

Το γλυκό νερό σήμερα αποτελεί περίπου το 3% του συνολικού νερού στη γη. Κατά προσέγγιση Το 75% του γλυκού νερού στον κόσμονερό βρίσκεται σε παγόβουνα και παγετώνες,Σχεδόν όλο το άλλο γλυκό νερό βρίσκεται υπόγειος. Μόνο το 1% των αποθεμάτων νερού είναι εύκολα προσβάσιμα στον άνθρωπο.

Δομή υδατικών πόρων:

Εάν η κατανάλωση γλυκού νερού συνεχιστεί με τον ίδιο ρυθμό, τότε τα δύο τρίτα του παγκόσμιου πληθυσμού θα αντιμετωπίσουν τεράστια προβλήματα με το νερό. Οι επιστήμονες λένε ότι στα επόμενα 25-30 χρόνια, τα παγκόσμια αποθέματα γλυκού νερού θα μειωθούν στο μισό.

Και αυτές είναι μόνο οι πιο προφανείς συνέπειες. Φανταστείτε τι θα γίνει από ποτάμια που στεγνώνουν, είναι απλά αδύνατο, αφού μοιάζει με το πραγματικό τέλος του κόσμου.

Τι μπορούμε να πούμε για την έρημο Αφρική, όταν το πρόβλημα βρίσκεται στην πιο ανεπτυγμένη και, φαινόταν, ευημερούσες περιοχές.Επιτυχημένος Ευρώπηέχει στο έδαφός της 41 εκατομμύρια άνθρωποι στερούνται πόσιμου νερού. Αν αυτό συμβαίνει στην Ευρώπη, τότε τι μπορούμε να πούμε για τον υπόλοιπο κόσμο; Για παράδειγμα, κατά μέσο όρο κάτοικος ΗΠΑκαταναλώνει φρέσκο ​​νερό σε τέσσερις φορέςπερισσότερο από ευρωπαϊκό.

Σήμερα, η Βόρεια Ασία, η Μέση Ανατολή, μεγάλο μέρος της Αφρικής, το βορειοανατολικό Μεξικό, τα περισσότερα από τα δυτικά κράτη της Αμερικής, η Αργεντινή και η Χιλή, και σχεδόν όλα αυστραλιανή ήπειροέχουν ασταθή παροχή γλυκού νερού.

Είναι ιδιαίτερα δύσκολο για κράτη όπως Αίγυπτος, Κουβέιτ και ΗΑΕ.

Περιοχές όπου ζουν άνθρωποι που δεν έχουν καθαρό πόσιμο νερό (εκατομμύρια άτομα):

Υποσαχάρια Αφρική (330)

Νότια Ασία (222)

Ανατολική Ασία (151)

Νοτιοανατολική Ασία (83)

Λατινική Αμερική και Καραϊβική (38)

Δυτική Ασία (21)

Άλλα (39)

Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι το νερό έχει γίνει ίσως το περισσότερο προσοδοφόρος επιχείρηση. Και αυτό το κέρδος θα αυξηθεί τόσο γρήγορα που σε άλλα είκοσι χρόνια θα ξεπεράσει τα κέρδη ακόμα και από το πετρέλαιο.Ακόμα και η φαρμακευτική επιχείρηση έμεινε πίσω. Σε νομισματικούς όρους, το ετήσιο καθαρό κέρδος από την επιχείρηση νερού είναι 1 τρισεκατομμύριο δολάρια το χρόνο. Κάθε χρόνο πωλούνται περίπου 100 δισεκατομμύρια εμφιαλωμένο νερό. Η κατάσταση είναι τόσο ριζική που σε μόλις 10 χρόνια οι εταιρείες ύδρευσης θα το κάνουν πιο κερδοφόρα, και τι θα συμβεί σε άλλα 10-20 χρόνια είναι ακόμη και δύσκολο να φανταστεί κανείς.

Είναι λυπηρό, αλλά δημιουργούμε το πρόβλημα της έλλειψης νερού στους εαυτούς μας. Κατηγορήστε τα όλα αλόγιστη χρήση και συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για νερό. Είναι αστείο, αλλά μερικά από τα μικρά φρέσκα ποτάμια είναι εντελώς βουλωμένα πλαστικά μπουκάλια από αυτό το νερό, που κάποτε ελήφθη από αυτά τα ίδια ποτάμια. Αυτό δείχνει μια πλήρη παρανόηση της ουσίας του προβλήματος. Και δεδομένου ότι ο πληθυσμός του πλανήτη είναι δισεκατομμύρια άνθρωποι, καταλήγουμε σε μια καταστροφική κατάσταση.

Ποιος είναι ο λόγος της έλλειψης γλυκού νερού; Σε ορισμένες περιοχές αυτό εξηγείται φυσικές και κλιματολογικές συνθήκες(ζέστη, ξηρασία, σπάνιες βροχοπτώσεις, έλλειψη μεγάλων πηγών νερού), σε άλλες - έντονοςκαι συχνά αλόγιστη χρήση του νερούγια βιομηχανικούς σκοπούς και, αυτό που είναι ιδιαίτερα σημαντικό να τονιστεί, η προοδευτική ρύπανση των υδάτινων πόρων από απόβλητα βιομηχανικής και αγροτικής παραγωγής.

Οι επιστήμονες παρακαλούν αύξηση της αποδοτικότητας της χρήσης του νερού άρδευσης κατά τουλάχιστον 10%, που καταναλώνει το 90% του συνόλου του γλυκού νερού. Γεγονός είναι ότι ακόμη και ένας τόσο ασήμαντος παράγοντας θα διπλασιάσει σχεδόν τους παγκόσμιους πόρους κατανάλωσης, γεγονός που θα σώσει ένα σημαντικό μέρος του πολιτισμού από τρομερά προβλήματα.

Πώς χρησιμοποιούμε το γλυκό νερό; Τα τελευταία σαράντα χρόνια, η ποσότητα καθαρού γλυκού νερού ανά άτομο έχει μειωθεί σχεδόν κατά 60%. Ο κύριος καταναλωτής νερού είναι Γεωργία. Σήμερα, αυτός ο τομέας της οικονομίας καταναλώνει περισσότερο από το 85% του συνόλου του διαθέσιμου γλυκού νερού. Οπότε αν πρόσωποΠερίπου 300-400 λίτρα νερού την ημέρα απαιτούνται για πόσιμο και οικιακές ανάγκες και μετά για παραγωγή 1 t ζάχαρηΚαταναλώνονται 100 χιλιάδες λίτρα για την καλλιέργεια 1 κιλού φυτικής τροφής απαιτούνται κατά μέσο όρο 2000 λίτρα νερού.

Μέχρι σήμερα, περισσότερα 80 χώρες (2 δισεκατομμύρια άνθρωποι 60% της συνολικής έκτασης) αντιμετωπίζετε έλλειψη γλυκού νερού. 884 εκατομμύρια άνθρωποι υποφέρουν από έλλειψη πόσιμου νερού στον κόσμο Το πρόβλημα του γλυκού νερού γίνεται όλο και πιο έντονο κάθε μέρα.Περίπου το 95% του νερού είναι ακατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση στις αναπτυσσόμενες χώρες. Συχνά λόγω έλλειψης νερού μεταξύ των κρατών υπάρχει πολιτική ένταση.

Οι απαιτήσεις αυξάνονται, αλλά η ποσότητα του νερού μειώνεται . Μόνο σε εννέα χώρες η χρήση του γλυκού νερού υπερβαίνει τον φυσικό ρυθμό ανανέωσής του. Μέχρι το 2025, σχεδόν 50 χώρες με συνολικό πληθυσμό 3 δισεκατομμυρίων ανθρώπων θα αντιμετωπίσουν έλλειψη νερού. Μόνο σε Κίναπερισσότερες από 300 πόλεις αντιμετωπίζουν έλλειψη γλυκού νερού. Ακόμη και παρά την άφθονη βροχόπτωση που πέφτει στην Κίνα, ο μισός πληθυσμός της χώρας δεν έχει επαρκή πόσιμο νερό σε τακτική βάση.

Ιδιαίτερη ανησυχία προκαλούν τα γεγονότα επιδείνωση των δεικτών υγιεινής του πόσιμου νερού, που επηρεάζει αρνητικά κατάσταση υγείαςσημαντικές πληθυσμιακές ομάδες σε μια σειρά αναπτυσσόμενων και καπιταλιστικών χωρών και ως εκ τούτου απαιτεί επείγοντα και αποφασιστικά μέτρα για τη διόρθωση της τρέχουσας κατάστασης.

Κοντά 80% όλων των περιπτώσεων ασθένειαςστις αναπτυσσόμενες χώρες συνδέεται με τη χρήση νερού που δεν πληροί τα υγειονομικά πρότυπα. Η παγκόσμια κοινότητα μιλάει εδώ και καιρό "λιμός του νερού"πλανήτες, για το επικείμενο " κρίση νερού».

Ποσοστό πληθυσμού που παρέχεται με πόσιμο νερό επαρκούς ποιότητας:

Καλό νερό έχει γίνει είδος εξαγωγής. Για παράδειγμα, το Χονγκ Κονγκ δέχεται νερό μέσω ειδικών αγωγών από την Κίνα και σε ξηρά χρόνια το νερό παραδίδεται εδώ με βυτιοφόρα. Σε ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες εξετάζονται έργα προμήθειας γλυκού νερού.

Οι ειδικοί προειδοποιούν ότι το νερό θα γίνει το κυρίαρχο παγκόσμιο πρόβλημα τον επόμενο αιώνα,Και οι δυσκολίες με την παροχή νερού μπορεί ακόμη και να γίνουν απειλή για την κοινωνική σταθερότητα στον κόσμο.

ΣΕ Στις αναπτυσσόμενες χώρες, μόνο το 5% των βιομηχανικών και οικιακών απορριμμάτων που παράγονται στις πόλεις υποβάλλονται σε επεξεργασία και επεξεργασία.Τα υπόλοιπα, συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων από τα δύο εκατομμύρια τόνους ανθρώπινων περιττωμάτων που παράγονται καθημερινά και όλα τα τοξικά και επικίνδυνα υποπροϊόντα της βιομηχανικής παραγωγής, απορρίπτονται σε ποτάμια και ρυπαίνουν τους υδροφόρους ορίζοντες.

Πρέπει να τονιστεί ότι οι κυβερνήσεις, οι ειδικοί και το κοινό πολλών πολύ ανεπτυγμένων χωρών κατανοούν τον κίνδυνο εξάντλησης και ρύπανσης των υδάτινων πόρων και λαμβάνουν τα απαραίτητα μέτρα για την προστασία τους.Σημαντική δουλειά προς αυτή την κατεύθυνση γίνεται στο ΗΠΑ, Γερμανία, Αγγλία, Γαλλία, Αυστραλία, Σκανδιναβικές χώρες.Μια αποτελεσματική μέθοδος επεξεργασίας και επαναχρησιμοποίηση λυμάτωνυλοποιείται σε Στοκχόλμη.

Ο συνολικός όγκος νερού στη Γη είναι περίπου 1400 εκατομμύρια κυβικά μέτρα. χλμ, εκ των οποίων μόνο το 2,5%, δηλαδή περίπου 35 εκατομμύρια κυβικά μέτρα. χλμ., αντιπροσωπεύει γλυκό νερό. Τα περισσότερα από τα αποθέματα γλυκού νερού συγκεντρώνονται στον πολυετή πάγο και το χιόνι της Ανταρκτικής και της Γροιλανδίας, καθώς και σε βαθείς υδροφορείς. Οι κύριες πηγές νερού που καταναλώνεται από τον άνθρωπο είναι οι λίμνες, τα ποτάμια, η υγρασία του εδάφους και οι σχετικά ρηχές δεξαμενές υπόγειων υδάτων. Το λειτουργικό μέρος αυτών των πόρων είναι μόνο περίπου 200 χιλιάδες κυβικά μέτρα. km - λιγότερο από το 1% όλων των αποθεμάτων γλυκού νερού και μόνο το 0,01% του συνόλου του νερού στη Γη - και ένα σημαντικό μερίδιο από αυτά βρίσκεται μακριά από κατοικημένες περιοχές, γεγονός που επιδεινώνει περαιτέρω τα προβλήματα κατανάλωσης νερού.

Όσον αφορά τον συνολικό όγκο των πόρων γλυκού νερού, η Ρωσία κατέχει ηγετική θέση μεταξύ των ευρωπαϊκών χωρών. Σύμφωνα με τον ΟΗΕ, έως το 2025, η Ρωσία, μαζί με τη Σκανδιναβία, τη Νότια Αμερική και τον Καναδά, θα παραμείνουν οι περιοχές που τροφοδοτούνται περισσότερο με γλυκό νερό, άνω των 20 χιλιάδων κυβικών μέτρων. m/έτος κατά κεφαλήν.

Σύμφωνα με το Παγκόσμιο Ινστιτούτο Πόρων τον περασμένο χρόνο, οι πιο επισφαλείς για το νερό χώρες στον κόσμο ήταν 13 κράτη, συμπεριλαμβανομένων 4 δημοκρατιών της πρώην ΕΣΣΔ - Τουρκμενιστάν, Μολδαβία, Ουζμπεκιστάν και Αζερμπαϊτζάν.

Χώρες με έως και 1.000 κυβικά μέτρα. m γλυκού νερού κατά μέσο όρο κατά κεφαλήν: Αίγυπτος - 30 κυβικά μέτρα. m ανά άτομο. Ισραήλ - 150; Τουρκμενιστάν - 206; Μολδαβία - 236; Πακιστάν - 350; Αλγερία - 440; Ουγγαρία - 594; Ουζμπεκιστάν - 625; Ολλανδία - 676; Μπαγκλαντές - 761; Μαρόκο - 963; Αζερμπαϊτζάν - 972; Νότια Αφρική - 982.

Το υλικό ετοιμάστηκε με βάση πληροφορίες από ανοιχτές πηγές

Η παρουσία γλυκού, καθαρού νερού είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την ύπαρξη όλων των ζωντανών οργανισμών στον πλανήτη.

Το μερίδιο του γλυκού νερού που είναι κατάλληλο για κατανάλωση αντιστοιχεί μόλις στο 3% της συνολικής του ποσότητας.

Παρόλα αυτά, οι άνθρωποι το μολύνουν αλύπητα στη διαδικασία των δραστηριοτήτων τους.

Έτσι, ένας πολύ μεγάλος όγκος γλυκού νερού έχει πλέον καταστεί εντελώς άχρηστος. Σημειώθηκε απότομη υποβάθμιση της ποιότητας του γλυκού νερού ως αποτέλεσμα της μόλυνσης του με χημικές και ραδιενεργές ουσίες, φυτοφάρμακα, συνθετικά λιπάσματα και λύματα, και αυτό είναι ήδη.

Τύποι ρύπανσης

Είναι σαφές ότι όλα τα είδη ρύπανσης που υπάρχουν υπάρχουν και στο υδάτινο περιβάλλον.

Αυτή είναι μια αρκετά εκτενής λίστα.

Από πολλές απόψεις, η λύση στο πρόβλημα της ρύπανσης θα είναι .

Βαριά μέταλλα

Κατά τη λειτουργία μεγάλων εργοστασίων, τα βιομηχανικά λύματα απορρίπτονται σε γλυκό νερό, η σύνθεση του οποίου είναι γεμάτη με διάφορους τύπους βαρέων μετάλλων. Πολλά από αυτά, όταν εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα, έχουν επιζήμια επίδραση σε αυτό, οδηγώντας σε σοβαρή δηλητηρίαση και θάνατο. Τέτοιες ουσίες ονομάζονται ξενοβιοτικά, δηλαδή στοιχεία που είναι ξένα σε έναν ζωντανό οργανισμό.Η κατηγορία των ξενοβιοτικών περιλαμβάνει στοιχεία όπως το κάδμιο, το νικέλιο, ο μόλυβδος, ο υδράργυρος και πολλά άλλα.

Υπάρχουν γνωστές πηγές ρύπανσης των υδάτων με αυτές τις ουσίες. Πρόκειται κυρίως για μεταλλουργικές επιχειρήσεις και αυτοκινητοβιομηχανίες.

Οι φυσικές διεργασίες στον πλανήτη μπορούν επίσης να συμβάλουν στη ρύπανση. Για παράδειγμα, βλαβερές ενώσεις βρίσκονται σε μεγάλες ποσότητες σε προϊόντα ηφαιστειακής δραστηριότητας, τα οποία κατά καιρούς πέφτουν σε λίμνες, μολύνοντάς τες.

Αλλά, φυσικά, εδώ είναι καθοριστικός ο ανθρωπογενής παράγοντας.

Ραδιενεργές ουσίες

Η ανάπτυξη της πυρηνικής βιομηχανίας έχει προκαλέσει σημαντική ζημιά σε όλη τη ζωή στον πλανήτη, συμπεριλαμβανομένων των δεξαμενών γλυκού νερού. Κατά τη διάρκεια των δραστηριοτήτων των πυρηνικών επιχειρήσεων, σχηματίζονται ραδιενεργά ισότοπα, ως αποτέλεσμα της διάσπασης των οποίων απελευθερώνονται σωματίδια με διαφορετικές διεισδυτικές ικανότητες (σωματίδια άλφα, βήτα και γάμμα). Όλα αυτά είναι ικανά να προκαλέσουν ανεπανόρθωτη βλάβη στα έμβια όντα, αφού όταν αυτά τα στοιχεία εισέρχονται στο σώμα, καταστρέφουν τα κύτταρά του και συμβάλλουν στην ανάπτυξη καρκίνου.

Πηγές ρύπανσης μπορεί να είναι:

• ατμοσφαιρικές βροχοπτώσεις που πέφτουν σε περιοχές όπου πραγματοποιούνται πυρηνικές δοκιμές·
• λύματα που απορρίπτονται σε δεξαμενή από επιχειρήσεις πυρηνικής βιομηχανίας.
• πλοία που λειτουργούν με πυρηνικούς αντιδραστήρες (σε περίπτωση ατυχήματος).

Ανόργανοι ρύποι

Τα κύρια ανόργανα στοιχεία που επιδεινώνουν την ποιότητα του νερού στις δεξαμενές θεωρούνται ενώσεις τοξικών χημικών στοιχείων. Αυτά περιλαμβάνουν τοξικές μεταλλικές ενώσεις, αλκάλια και άλατα. Ως αποτέλεσμα της εισόδου αυτών των ουσιών στο νερό, η σύνθεσή του αλλάζει για κατανάλωση από τους ζωντανούς οργανισμούς.

Η κύρια πηγή ρύπανσης είναι τα λύματα από μεγάλες επιχειρήσεις, εργοστάσια και ορυχεία. Ορισμένοι ανόργανοι ρύποι αυξάνουν τις αρνητικές τους ιδιότητες όταν βρίσκονται σε όξινο περιβάλλον. Έτσι, τα όξινα λύματα που προέρχονται από ανθρακωρυχείο περιέχουν αλουμίνιο, χαλκό και ψευδάργυρο σε συγκεντρώσεις πολύ επικίνδυνες για τους ζωντανούς οργανισμούς.

Καθημερινά, τεράστιες ποσότητες νερού από τα λύματα ρέουν σε δεξαμενές.

Αυτό το νερό περιέχει πολλούς ρύπους. Αυτά περιλαμβάνουν σωματίδια απορρυπαντικών, μικρά υπολείμματα τροφίμων και οικιακών απορριμμάτων και περιττώματα. Αυτές οι ουσίες κατά τη διαδικασία της αποσύνθεσής τους δίνουν ζωή σε πολυάριθμους παθογόνους μικροοργανισμούς.

Εάν εισέλθουν στο ανθρώπινο σώμα, μπορεί να προκαλέσουν μια σειρά από σοβαρές ασθένειες, όπως η δυσεντερία και ο τυφοειδής πυρετός.

Από τις μεγάλες πόλεις, τέτοια λύματα ρέουν σε ποτάμια και στον ωκεανό.

Συνθετικά λιπάσματα

Τα συνθετικά λιπάσματα που χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο περιέχουν πολλές επιβλαβείς ουσίες όπως νιτρικά και φωσφορικά άλατα. Όταν εισέρχονται σε ένα υδάτινο σώμα, προκαλούν υπερβολική ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου γαλαζοπράσινου φυκιού.Μεγαλώνοντας σε τεράστια μεγέθη, εμποδίζει την ανάπτυξη άλλων φυτών στη δεξαμενή, ενώ τα ίδια τα φύκια δεν μπορούν να χρησιμεύσουν ως τροφή για τους ζωντανούς οργανισμούς που ζουν στο νερό. Όλα αυτά οδηγούν στην εξαφάνιση της ζωής στη δεξαμενή και στην υπερχείλισή της.

Πώς να λύσετε το πρόβλημα της ρύπανσης των υδάτων

Φυσικά, υπάρχουν τρόποι για να λυθεί αυτό το πρόβλημα.

Είναι γνωστό ότι οι περισσότεροι από τους ρύπους εισέρχονται στα υδατικά συστήματα μαζί με τα λύματα μεγάλων επιχειρήσεων. Ο καθαρισμός του νερού είναι ένας από τους τρόπους επίλυσης του προβλήματος της ρύπανσης των υδάτων.Οι ιδιοκτήτες επιχειρήσεων θα πρέπει να ανησυχούν για την εγκατάσταση εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων υψηλής ποιότητας. Η παρουσία τέτοιων συσκευών, φυσικά, δεν είναι σε θέση να σταματήσει εντελώς την απελευθέρωση τοξικών ουσιών, αλλά είναι αρκετά ικανές να μειώσουν σημαντικά τη συγκέντρωσή τους.

Τα οικιακά φίλτρα θα βοηθήσουν επίσης στην καταπολέμηση των ρύπων στο πόσιμο νερό και στον καθαρισμό του στο σπίτι.

Οι ίδιοι οι άνθρωποι πρέπει να φροντίζουν για την καθαρότητα του γλυκού νερού. Η τήρηση μερικών απλών κανόνων θα βοηθήσει σημαντικά στη μείωση του επιπέδου της ρύπανσης των υδάτων:

• Το νερό της βρύσης πρέπει να χρησιμοποιείται με φειδώ.
• Αποφύγετε την απόρριψη οικιακών απορριμμάτων στο αποχετευτικό δίκτυο.
• Εάν είναι δυνατόν, καθαρίστε τα συντρίμμια από τα κοντινά υδάτινα σώματα και τις παραλίες.
• Μην χρησιμοποιείτε συνθετικά λιπάσματα. Τα καλύτερα λιπάσματα είναι τα οργανικά οικιακά απορρίμματα, τα αποκόμματα χόρτου, τα πεσμένα φύλλα ή το λίπασμα.
• Απορρίψτε τα απορριπτόμενα σκουπίδια.

Παρά το γεγονός ότι το πρόβλημα της ρύπανσης των υδάτων λαμβάνει αυτή τη στιγμή ανησυχητικές διαστάσεις, είναι αρκετά εφικτή η επίλυσή του. Για να γίνει αυτό, κάθε άτομο πρέπει να κάνει κάποιες προσπάθειες και να συμπεριφέρεται πιο προσεκτικά στη φύση.

2015-12-15

Σήμερα, η ανθρωπότητα ζει σε μια περίοδο που υπάρχει μια καταστροφική έλλειψη γλυκού νερού στη Γη. Η έλλειψη γλυκού νερού γίνεται ένας από τους κύριους παράγοντες που εμποδίζουν την ανάπτυξη του πολιτισμού σε πολλές περιοχές του κόσμου...

Περιγραφή του προβλήματος

Μόνο μεταξύ 1950 και 1980, η ετήσια κατανάλωση γλυκού νερού τετραπλασιάστηκε στα 4.000 km 3 και συνεχίζει να αυξάνεται. Η κατανάλωση νερού ανά κάτοικο μιας σύγχρονης πόλης κυμαίνεται από 100 έως 900 λίτρα την ημέρα. Και αυτό είναι μόνο για οικιακές ανάγκες. Ωστόσο, σε πολλές χώρες ο αριθμός αυτός είναι μικρότερος από 10 λίτρα, με αποτέλεσμα περισσότεροι από δύο δισεκατομμύρια άνθρωποι στη γη να μην έχουν καν επαρκή πόσιμο νερό.

Τα τελευταία 30 χρόνια, η μέση κατανάλωση καυσίμου ανά 100 km από επιβατικά αυτοκίνητα έχει μειωθεί περισσότερο από το μισό, αλλά ένα άτομο χρειάζεται ακόμα τουλάχιστον δύο λίτρα πόσιμου νερού την ημέρα. Ζούμε στο λεγόμενο τέλος της εποχής του πετρελαίου, αρχή της εποχής των ανανεώσιμων πόρων. Σύμφωνα με ειδικούς του ΟΗΕ, τον 21ο αιώνα, το νερό θα γίνει πιο σημαντικός στρατηγικός πόρος από το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, καθώς ένας τόνος καθαρού νερού είναι ήδη πιο ακριβός από το πετρέλαιο (Βόρεια Αφρική, Αυστραλία, Νότια Αφρική, Αραβική Χερσόνησος, Κεντρική Ασία , ΗΠΑ (ορισμένες πολιτείες Σύμφωνα με ορισμένες πολιτείες Υπολογίζεται ότι κάθε δολάριο που επενδύεται στη βελτίωση της παροχής νερού και της αποχέτευσης παράγει μια εντυπωσιακή απόδοση μεταξύ 25 και 84 $).

Οι κύριες πηγές γλυκού νερού είναι το νερό από τα ποτάμια, τις λίμνες, τα αρτεσιανά πηγάδια και η αφαλάτωση του θαλασσινού νερού. Η ποσότητα του νερού που υπάρχει στην ατμόσφαιρα ανά πάσα στιγμή κυμαίνεται από 10 έως 14 χιλιάδες km 3, ενώ συνολικά όλα τα κανάλια ποταμών και οι λίμνες περιέχουν 1,2 χιλιάδες km 3. Περίπου 600 χιλιάδες km 3 εξατμίζονται ετησίως από την επιφάνεια της γης και του ωκεανού, η ίδια ποσότητα στη συνέχεια πέφτει με τη μορφή βροχοπτώσεων και μόνο 7 % το συνολικό ποσό της βροχόπτωσης είναι η ετήσια ροή του ποταμού. Από μια σύγκριση της συνολικής ποσότητας εξατμισόμενης υγρασίας και της ποσότητας νερού στην ατμόσφαιρα, είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι ανανεώνεται στην ατμόσφαιρα 45 φορές κατά τη διάρκεια του έτους. Έτσι, η κύρια πηγή γλυκού νερού - το νερό στην ατμόσφαιρα - αποδεικνύεται ότι δεν χρησιμοποιείται.

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται κυρίως δύο μέθοδοι αφαλάτωσης του νερού: απόσταξη με εξάτμιση (70%) και διήθηση μέσω μεμβρανών (30%).

Και οι δύο μέθοδοι είναι αρκετά ακριβές, καθώς απαιτούν σημαντική κατανάλωση ενέργειας. Η μέθοδος μεμβράνης είναι αρκετά ευαίσθητη στη μηχανική μόλυνση του νερού, επιπλέον, καθώς η θερμοκρασία του αφαλατωμένου νερού αυξάνεται, η παραγωγικότητα των φυτών μεμβράνης μειώνεται. Και οι δύο τύποι συστημάτων έχουν ως αποτέλεσμα σημαντικές ποσότητες αλατιού που πρέπει να αφαιρεθούν, με αποτέλεσμα τη ρύπανση από μεγάλες μονάδες αφαλάτωσης. Επιπλέον, η καύση πετρελαίου για την παραγωγή της ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία αυτών των μονάδων οδηγεί σε ατμοσφαιρική ρύπανση. Η χρήση φυσικών διεργασιών καθιστά δυνατή την απόκτηση τεράστιων ποσοτήτων γλυκού νερού στις νότιες περιοχές, χωρίς ουσιαστικά καμία επίπτωση στο περιβάλλον.

Ένας μεγάλος αριθμός χωρών που βρίσκονται σε ξηρές και θερμές περιοχές του πλανήτη υποφέρουν από έλλειψη γλυκού νερού, αν και η περιεκτικότητά του στην ατμόσφαιρα είναι σημαντική. Το νερό στην ατμόσφαιρα κατανέμεται άνισα, περισσότερο από το ήμισυ του συνόλου των υδρατμών εμφανίζεται στα κατώτερα στρώματα (έως 1,5 km) και περίπου το 50% στην τροπόσφαιρα. Στην επιφάνεια της Γης, η μέση απόλυτη υγρασία σε όλη την υδρόγειο είναι περίπου 10-12 g/m3 στις τροπικές ζώνες είναι μεγαλύτερη από 25 g/m3. Στις ερήμους και τις στέπες, όπου πρακτικά δεν υπάρχουν πηγές γλυκού νερού, η απόλυτη υγρασία στο εδαφικό στρώμα του αέρα κυμαίνεται από 15 έως 35 g/m3 και ποικίλλει σημαντικά κατά τη διάρκεια της ημέρας στην επιφάνεια της γης, φτάνοντας τις μέγιστες τιμές σε Νύχτα. Αυτός ο πόρος γλυκού νερού ανανεώνεται συνεχώς, τα χαρακτηριστικά του συμπυκνώματος, τα οποία μπορούν να ληφθούν στις περισσότερες περιοχές της Γης, είναι πολύ υψηλά: το συμπύκνωμα περιέχει δύο έως τρεις τάξεις μεγέθους λιγότερο τοξικά μέταλλα σε σύγκριση με τις απαιτήσεις των υπηρεσιών υγιεινής, πρακτικά δεν περιέχει μικροοργανισμούς και αερίζεται καλά. Η χρήση της υγρασίας που περιέχεται στην ατμόσφαιρα της Γης, με ελάχιστες επιπτώσεις στο περιβάλλον, θα λύσει όλα τα προβλήματα που σχετίζονται με την έλλειψη γλυκού νερού και, όπως θα παρουσιαστεί παρακάτω, είναι δυνατή η δημιουργία τέτοιων εγκαταστάσεων που δεν απαιτούν σχεδόν καθόλου ενέργεια κατανάλωση, που μας επιτρέπει να πούμε ότι αυτό το νερό θα είναι το φθηνότερο από όλα, τα οποία λαμβάνονται με άλλους τρόπους.

Υπάρχουν πολλά μέρη στον πλανήτη μας με σχεδόν ιδανικές συνθήκες για την απόκτηση γλυκού νερού από τον ατμοσφαιρικό αέρα, για παράδειγμα, στο Βασίλειο της Σαουδικής Αραβίας, ένα κράτος με πληθυσμό άνω των 25 εκατομμυρίων ανθρώπων, που καταλαμβάνει σχεδόν το 80% της επικράτειας της. Αραβική χερσόνησος και αρκετά παράκτια νησιά στην Ερυθρά Θάλασσα και στον Περσικό Κόλπο, Όσον αφορά την επιφανειακή δομή, το μεγαλύτερο μέρος της χώρας είναι ένα απέραντο οροπέδιο της ερήμου (υψόμετρο από 300-600 m στα ανατολικά έως 1520 m στα δυτικά), ασθενώς τεμαχισμένο από ξηρές κοίτες ποταμών (wadis). Κατά μήκος της ακτής του Περσικού Κόλπου εκτείνεται η πεδιάδα Ελ-Χάσα (πλάτους έως 150 χλμ.) κατά τόπους ελώδεις ή καλυμμένες με αλυκές. Το κλίμα στα βόρεια είναι υποτροπικό, στο νότο είναι τροπικό, έντονα ηπειρωτικό και ξηρό. Το καλοκαίρι είναι πολύ ζεστό, ο χειμώνας είναι ζεστός. Η μέση ετήσια βροχόπτωση είναι περίπου 70-100 mm (στις κεντρικές περιοχές το μέγιστο είναι την άνοιξη, στο βορρά - το χειμώνα, στο νότο - το καλοκαίρι). στα βουνά έως 400 mm ετησίως. Σε ερημικές περιοχές και σε άλλες, σε κάποια χρόνια δεν υπάρχει καθόλου βροχή.

Σχεδόν όλη η Σαουδική Αραβία δεν έχει μόνιμα ποτάμια ή πηγές νερού που σχηματίζονται μόνο μετά από έντονες βροχοπτώσεις. Το πρόβλημα της ύδρευσης (που είναι περίπου 1520 km 3) λύνεται με την ανάπτυξη επιχειρήσεων αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, τη δημιουργία βαθέων γεωτρήσεων και αρτεσιανών πηγαδιών.

Η μέση θερμοκρασία Ιουλίου στο Ριάντ κυμαίνεται από 26 έως 42 °C, τον Ιανουάριο από 8 έως 21 °C, η απόλυτη μέγιστη είναι 48 °C, στα νότια της χώρας έως 54 °C με σχετική υγρασία 40-70 % (η σχετική υγρασία μπορεί να οριστεί ως ο λόγος της πυκνότητας των υδρατμών προς την πυκνότητα των υδρατμών κορεσμού στην ίδια θερμοκρασία, εκφρασμένη ως ποσοστό) και κάθε κυβικό μέτρο αέρα περιέχει έως και 24 g νερού. Όταν η θερμοκρασία πέσει κατά 10-15 °C, μπορούν να εξαχθούν έως και 12 g νερού από κάθε κυβικό μέτρο. Αν σκεφτείτε ότι η ημερήσια διαφορά θερμοκρασίας μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 20 °C, γίνεται σαφές γιατί πέφτει βαριά δροσιά στη Σαχάρα.

Για να ληφθούν σημαντικές ποσότητες συμπυκνώματος από τον ατμοσφαιρικό αέρα, πρέπει να πληρούνται δύο προϋποθέσεις: θερμοκρασίες κάτω από το «σημείο δρόσου» και παρουσία κέντρων συμπύκνωσης. Εάν μια πτώση με ακτίνα μεγαλύτερη από την κρίσιμη εισαχθεί σε υπερκορεσμένους ατμούς, τότε η αύξηση της πτώσης θα οδηγήσει σε μείωση του θερμοδυναμικού δυναμικού και, κατά συνέπεια, θα συμβεί συμπύκνωση. Εάν η ακτίνα της σταγόνας είναι μικρότερη από την κρίσιμη ακτίνα, τότε θα συμβεί εξάτμιση της σταγόνας, αφού όσο μεγαλώνει η πτώση, στην περίπτωση αυτή αυξάνεται το θερμοδυναμικό δυναμικό. Όταν πέφτει η θερμοκρασία, που συμβαίνει στη Σαχάρα τη νύχτα, πολύ συχνά ο ατμός βρίσκεται σε μετασταθερή κατάσταση και για την εμφάνιση της δεύτερης φάσης στην ατμόσφαιρα, δηλαδή για το σχηματισμό σταγονιδίων, η παρουσία «σπόρων ” ενός μεγέθους που υπερβαίνει το κρίσιμο είναι απαραίτητο. Αυτές μπορεί να είναι μικρές σταγόνες νερού ή κηλίδες σκόνης ή η επιφάνεια της γης. Για παράδειγμα, για να αναπτυχθεί ένα σταγονίδιο 0,1 μm σε θερμοκρασία 10 °C, απαιτείται υπερκορεσμός άνω του 200%. Οι μικροί πυρήνες συμπύκνωσης στην ατμόσφαιρα ζουν αρκετά, αλλά είναι μικροί για να συμβεί συμπύκνωση, ενώ μεγάλοι πυρήνες απομακρύνονται γρήγορα ως αποτέλεσμα της καθίζησης Stokes. Στο κλίμα της Μέσης Ανατολής, τη νύχτα, οι συνθήκες θερμοκρασίας σε πολλές περιπτώσεις είναι ευνοϊκές για το σχηματισμό βροχοπτώσεων, αλλά η απουσία πυρήνων συμπύκνωσης στην κατώτερη ατμόσφαιρα δεν επιτρέπει στα σταγονίδια να αναπτυχθούν επαρκώς. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα σύστημα υψηλής διακλάδωσης μιας επιφάνειας συμπύκνωσης και συνθηκών αερισμού με συναγωγή για να φυσήξει με υγρό ατμοσφαιρικό αέρα.

Εάν οι υδρατμοί έχουν συμπυκνωθεί και βρίσκονται στον αέρα με τη μορφή μικρών σταγόνων, τότε η λήψη νερού καταλήγει στη μηχανική εξαγωγή του από υγρό αέρα. Πειράματα για την απόκτηση νερού χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο πραγματοποιήθηκαν σε πολλές περιοχές του κόσμου. Αυτή η μέθοδος απόκτησης νερού εμφανίζεται στα φυσικά οικοσυστήματα. Είναι γνωστό ότι τα βουνά και τα δάση «ξεμυρίζουν» τις ομίχλες. Ακόμα κι αν δεν βρέχει, αλλά αν ένα σύννεφο περάσει μέσα από ένα δάσος στα βουνά, η υγρασία συμπυκνώνεται στα κλαδιά και τα φύλλα των δέντρων και μετά πέφτει στο έδαφος. Η παραγωγή συμπυκνωμένης υγρασίας σε θάμνους, δέντρα ή τεχνητές παγίδες νερού έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά σε 47 μέρη σε 22 χώρες. Σε περιοχές της πόλης Feodosia, στη Δημοκρατία της Τούβα, στους αρχαίους τύμβους του Αλτάι και στην Υπερκαυκασία, ανακαλύφθηκαν σωροί ερειπίων (gabions), στοιβαγμένοι από ανθρώπους για να συμπυκνώσουν την ατμοσφαιρική υγρασία.

Τα πιο ενδιαφέροντα ήταν τα κτίρια της Φεοδοσίας, τα οποία, δυστυχώς, έχουν πλέον αποσυναρμολογηθεί.

Στην πόλη Feodosia στη Ρωσία, μέχρι τη δεκαετία του '80 του 19ου αιώνα, δεν υπήρχε ύδρευση από καμία ισχυρή πηγή, αλλά υπήρχαν αστικά «συντριβάνια» σε αρκετά μεγάλες ποσότητες. Το νερό τους τροφοδοτούνταν με τη βαρύτητα μέσω αγωγών κεραμικής προς την κατεύθυνση από τα βουνά που περιβάλλουν την πόλη. Σε αυτά τα βουνά δεν υπήρχαν σημάδια από πηγές ή δομές ύδρευσης. Γεγονός ήταν ότι συλλέχτηκε συμπύκνωση από ένα βράχο στον οποίο είχαν τοποθετηθεί ειδικοί σωροί από θρυμματισμένη πέτρα. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιήθηκε η επίδραση της τριχοειδούς συμπύκνωσης. Κατά τη διάρκεια της ακμής της Feodosia τον 15ο-14ο αιώνα, ο πληθυσμός της έφτασε τους 80 χιλιάδες ανθρώπους, αλλά όλη η παροχή νερού γινόταν με τη χρήση τέτοιων συρματοκιβωτίων συμπύκνωσης.

Λύσεις

Πρόσφατα, έγιναν προσπάθειες να δημιουργηθούν παρόμοιες τεχνητές εγκαταστάσεις στη Ρωσία. Έτσι, στο Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας της Γεωγραφικής Σχολής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας με το όνομα M.V. Ο καθηγητής Lomonosov Alekseev V.V. και οι συνάδελφοι ανέπτυξαν το σχεδιασμό μιας σταθερής εγκατάστασης «Rosa-1» με χωρητικότητα σχεδιασμού 20-40 m 3 γλυκού νερού την ημέρα στην περιοχή της Μεσογείου. Είναι σχεδιασμένο να παράγει γλυκό νερό συμπυκνώνοντας ατμοσφαιρική υγρασία σε συστήματα αναπτυγμένων επιφανειών συμπύκνωσης που εμφυσούνται από υγρό ατμοσφαιρικό αέρα.

Η συμπύκνωση των υδρατμών που περιέχονται στον αέρα όταν κρυώνει το βράδυ και τη νύχτα είναι μια φυσική διαδικασία. Χρησιμοποιείται ενεργά από φυσικά οικοσυστήματα, αλλά η χρήση του για οικονομικούς σκοπούς είναι ένα δύσκολο πρόβλημα λόγω της μικρής ειδικής (ανά μονάδα επιφάνειας) ποσότητας συμπυκνώματος που σχηματίζεται. Οι συντάκτες της εγκατάστασης Rosa-1 έθεσαν ως καθήκον τους να εντοπίζουν και να εντείνουν τη διαδικασία συμπύκνωσης της ατμοσφαιρικής υγρασίας στις συσκευές που πρότειναν, προκειμένου να λάβουν αποτελέσματα που, από τεχνική και οικονομική πλευρά, θα παρείχαν τη δυνατότητα οικονομικής χρήσης του αυτές οι συσκευές, κυρίως σε άνυδρες ζώνες χωρίς πηγές νερού. Ταυτόχρονα, βασίζονται στην ιστορική εμπειρία της χρήσης αναλόγων αυτών των συσκευών, που είναι «σωρούς» από βότσαλο (χαλίκι), για την απόκτηση γλυκού νερού.

Με αυτήν την αναλογία, οι συγγραφείς προτείνουν επίσης τη χρήση πλήρωσης με βότσαλο συγκεκριμένου όγκου στον οποίο εντοπίζεται η διαδικασία συμπύκνωσης της ατμοσφαιρικής υγρασίας, καθώς απαραίτητη προϋπόθεση για έναν τέτοιο εντοπισμό είναι η μέγιστη ανάπτυξη της επιφάνειας συμπύκνωσης, δηλαδή προτείνουν ορισμένες δομές για τη συμπύκνωση της ατμοσφαιρικής υγρασίας, η βάση των οποίων, με διάφορα γενικά γεωμετρικά σχήματα, είναι ως εξής που ονομάζονται συρματοπλέγματα, τα οποία είναι ένα δικτυωτό δοχείο από σύρμα γεμάτο με κομμάτια θρυμματισμένης πέτρας ονομαστικής διαμέτρου 10 cm ανταλλαγή στον όγκο αυτής της δομής, προσφέρονται συσκευές εξάτμισης διαφόρων σχεδίων με θερμαινόμενο αέρα για ενίσχυση του φυσικού ρεύματος, καθώς και σωλήνες θερμότητας για την απομάκρυνση της θερμότητας από τον όγκο της συσκευής στην ατμόσφαιρα.

Ο κύριος δείκτης της λειτουργίας της εν λόγω συσκευής είναι η παραγωγικότητά της, η οποία, σε σύγκριση με τις επενδύσεις κεφαλαίου και το λειτουργικό κόστος, καθορίζει το κόστος ανά μονάδα παραγωγής (γλυκό νερό), το οποίο, με τη σειρά του, απαντά στο ερώτημα σχετικά με τη δυνατότητα οικονομική χρήση της συσκευής. Ένα πρωτότυπο μιας τέτοιας εγκατάστασης εγκαταστάθηκε στην πόλη Obninsk, στην περιοχή της Μόσχας, αλλά η απόδοσή του αποδείχθηκε εξαιρετικά χαμηλή, κυρίως λόγω της κακής απόδοσης των συρματοκιβωτίων, η αποτελεσματική ψύξη των οποίων ήταν αδύνατη. Ωστόσο, η δουλειά δεν σταμάτησε εκεί και η ομάδα του καθηγητή V.V έχει αναπτύξει πολλά άλλα σχήματα εγκατάστασης τύπου “Source” και άλλα. Ωστόσο, η υπολογισμένη παραγωγικότητα, που θα επέτρεπε τη δημιουργία βιομηχανικής εγκατάστασης, δεν επιτεύχθηκε ποτέ.

Καθήκον μας ήταν να αναπτύξουμε ένα διάγραμμα εγκατάστασης για τη λήψη γλυκού νερού από τον ατμοσφαιρικό αέρα (το διάγραμμα εγκατάστασης φαίνεται στα Σχ. 1 και 2), χρησιμοποιώντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αυξάνοντας την απόδοση της επιφάνειας συμπύκνωσης και διασφαλίζοντας πλήρη αυτονομία κατά τη λειτουργία. Για να γίνει αυτό, σε μια εγκατάσταση για τη συμπύκνωση γλυκού νερού από τον ατμοσφαιρικό αέρα, που περιέχει ηλιακούς συλλέκτες, ηλιακούς συλλέκτες,

Ο κύριος δείκτης της λειτουργίας της εν λόγω συσκευής είναι η απόδοσή της, η οποία, σε σύγκριση με τις επενδύσεις κεφαλαίου και το κόστος λειτουργίας, καθορίζει το κόστος ανά μονάδα παραγωγής του συστήματος ψύξης, συλλέκτη νερού, αεραγωγού και συστήματος εξαερισμού, ενός εξαιρετικά αποδοτικού Το σύστημα ειδικά σχεδιασμένων πάνελ συμπύκνωσης εισάγεται ως συμπυκνωτής και οι επιφανειακοί ψύκτες χρησιμοποιούνται ως πηγή ψυχρών στρωμάτων γης σε κάποιο βάθος. Το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό σύστημα συμπύκνωσης επίπεδων πάνελ με λεπτό τοίχωμα χρησιμοποιείται ως συμπυκνωτής και φυσικές πηγές κρύου χρησιμοποιούνται ως πηγή κρύου - τα επιφανειακά στρώματα της γης σε κάποιο βάθος.

Περιλαμβάνει ένα περίβλημα 1, πάνελ ανταλλαγής θερμότητας 2, δεξαμενές ψύξης 3, αντλιοστάσιο 4, στήλη ανταλλαγής θερμότητας 5, δεξαμενή νερού 6, σταθμό μπαταρίας 7, επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες 8, ηλιακούς συλλέκτες 9 και σύστημα αυτόματου ελέγχου 10 Τα πάνελ ανταλλαγής θερμότητας 2 είναι εγκατεστημένα κάθετα επίπεδοι εναλλάκτες θερμότητας, συγκολλημένοι από δύο φύλλα λεπτού τοιχώματος (πάχους 0,1-0,5 mm) με εσωτερικά κανάλια μέσω των οποίων διέρχεται ψυκτικό (νερό) που προέρχεται από το ψυγείο. Το ψυγείο κατασκευάζεται με τη μορφή πολλών δεξαμενών ψύξης 3, οι οποίες είναι δεξαμενές μεγάλης χωρητικότητας (πάνω από 20-60 χιλιάδες λίτρα), γεμάτες με νερό και θαμμένες στο έδαφος σε βάθος 5-10 m είναι μια κατακόρυφα τοποθετημένη κυλινδρική δεξαμενή με όγκο έως 2000 l, γεμάτη με νερό, η οποία θερμαίνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας από επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες (SC) 8 (συσκευές που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε θερμική ενέργεια ψυκτικού υγρού).

Η εγκατάσταση λειτουργεί ως εξής. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η θερμική ενέργεια συσσωρεύεται στη στήλη ανταλλαγής θερμότητας λόγω της λειτουργίας επίπεδων ηλιακών συλλεκτών (SC) και ηλεκτρική ενέργεια στις μπαταρίες του σταθμού μπαταρίας λόγω της λειτουργίας των ηλιακών συλλεκτών (SB). Τη νύχτα, η θερμοκρασία της επιφάνειας της γης και του αέρα αρχίζει να μειώνεται λόγω της ακτινοβολίας. Λόγω μιας στήλης ανταλλαγής θερμότητας γεμάτη με ζεστό νερό, η οποία θερμαίνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας από επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες (SC), δημιουργείται ροή θερμού αέρα στον σωλήνα εξαγωγής του σώματος εγκατάστασης.

Ως αποτέλεσμα της διαφοράς πίεσης, ο ατμοσφαιρικός αέρας εισέρχεται μέσω του ανοιχτού κάτω τμήματος στο περίβλημα και έρχεται σε επαφή πρώτα με την κάτω βαθμίδα και στη συνέχεια με τις ανώτερες βαθμίδες των πάνελ ανταλλαγής θερμότητας και διαφεύγει στην ατμόσφαιρα μέσω του σωλήνα εξάτμισης .

Εάν η σχετική υγρασία του αέρα είναι κοντά στο 100%, τότε οι υδρατμοί που περιέχονται σε αυτό συμπυκνώνονται στις επιφάνειες των πάνελ ανταλλαγής θερμότητας και το νερό που προκύπτει ρέει στη δεξαμενή. Εάν η σχετική υγρασία του αέρα είναι μικρότερη από 100% αλλά μεγαλύτερη από 50%, ο αέρας αρχικά ψύχεται στην επιφάνεια των πλαισίων ανταλλαγής θερμότητας σε μια θερμοκρασία όπου ο ατμός κορεσθεί και στη συνέχεια εμφανίζεται συμπύκνωση. Η διαδικασία συμπύκνωσης θα συνεχιστεί και κατά τη διάρκεια της ημέρας, μόνο που στην αρχή ο ζεστός ατμοσφαιρικός αέρας θα ψύχεται από τις επιφάνειες των πλαισίων ανταλλαγής θερμότητας, αφού μέσα στα πάνελ ανταλλαγής θερμότητας ρέει κρύο νερό, το οποίο τροφοδοτείται από αντλίες από μεγάλες δεξαμενές γεμάτες νερό και θάβεται στο έδαφος σε βάθος μεγαλύτερο από 5 m, σε θερμοκρασία μέχρι να κορεστεί ο ατμός σε αυτό. Όταν το νερό στη δεξαμενή του ψυγείου θερμαίνεται πάνω από την καθορισμένη θερμοκρασία, το αυτόματο σύστημα ελέγχου συνδέει μια άλλη δεξαμενή σε λειτουργία και στην αποσυνδεδεμένη δεξαμενή το νερό ψύχεται μέσω φυσικής ανταλλαγής θερμότητας με το κρύο χώμα της γης. Στη συνέχεια η διαδικασία επαναλαμβάνεται με την ίδια σειρά. Εφόσον η εγκατάσταση λειτουργεί για 10 ώρες την ημέρα, ο ημερήσιος ρυθμός παραγωγής νερού για μια εγκατάσταση με εξωτερική διάμετρο 15 m με επιφάνεια συμπύκνωσης περίπου 2500 m 2 θα πρέπει να είναι από 15 έως 25 τόνους.

Προκειμένου να επιβεβαιωθεί η δυνατότητα λήψης γλυκού νερού χρησιμοποιώντας μια αυτόνομη εγκατάσταση για την απόκτηση νερού από τον ατμοσφαιρικό αέρα, πραγματοποιήθηκαν πειραματικές μελέτες. Πειραματικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν στο έδαφος της πιλοτικής παραγωγής του Κεντρικού Αεροϋδροδυναμικού Ινστιτούτου με το όνομα N.E. Zhukovsky (πόλη Zhukovsky, περιοχή της Μόσχας) τον Ιούλιο του 2005 από τις 17:30 έως τις 18:30 ώρες σε μερικώς συννεφιασμένες συνθήκες με μέση θερμοκρασία περιβάλλοντος 25 ° C και σχετική υγρασία περίπου 70 % . Ως επιφάνεια συμπύκνωσης χρησιμοποιήθηκε ένα επίπεδο πάνελ ανταλλαγής θερμότητας από ανθεκτικό στη διάβρωση χάλυβα πάχους 0,3 mm με συνολική επιφάνεια 0,5 m2. Ο πίνακας συνδέθηκε με το δίκτυο ύδρευσης χρησιμοποιώντας εύκαμπτους σωλήνες και έναν σωλήνα και το νερό αποστραγγιζόταν από έναν άλλο σωλήνα του πίνακα στην αποχέτευση. Για τη διεξαγωγή του πειράματος χρησιμοποιήθηκε νερό από το σύστημα παροχής νερού, η θερμοκρασία του οποίου στην είσοδο του πίνακα δεν ξεπερνούσε τους 12-13 °C. Ο ρυθμός παροχής νερού στον πίνακα ήταν 5-6 l/min. Για τη δημιουργία ροής αέρα, χρησιμοποιήθηκε οικιακός ανεμιστήρας για να φυσήξει το πάνελ με ταχύτητα 2-3 m/s. Το πείραμα διήρκεσε μία ώρα. Το νερό που προέκυψε ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης συλλέχθηκε με ένα σφουγγάρι (λόγω του μικρού χρόνου του πειράματος) από την επιφάνεια σε ένα δοχείο μέτρησης. Ως αποτέλεσμα, ελήφθησαν 0,28 λίτρα νερού σε μία ώρα. Δηλαδή, η παραγωγικότητα της εγκατάστασης για τις συνθήκες της Μόσχας (πολύ δυσμενής από την άποψη της απόκτησης μέγιστης παραγωγικότητας) είναι περίπου 0,56 l/h. Έτσι, από ένα τετραγωνικό μέτρο σε 10 ώρες μπορείτε να πάρετε 10-12 λίτρα γλυκού νερού και η παραγωγικότητα μιας βιομηχανικής εγκατάστασης με περιοχή συμπύκνωσης 2500-3000 m2 μπορεί να φτάσει τους 32 τόνους νερού την ημέρα. Η εγκατάσταση αυτή δεν απαιτεί άλλη ενέργεια εκτός από την ηλιακή ενέργεια, λειτουργεί αυτόματα και είναι απολύτως φιλική προς το περιβάλλον.

Τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν επιβεβαίωσαν όχι μόνο τη δυνατότητα απόκτησης γλυκού νερού χρησιμοποιώντας μια αυτόνομη εγκατάσταση για την απόκτηση γλυκού νερού από ατμοσφαιρικό αέρα, αλλά και την αρκετά υψηλή απόδοση του, αλλά, δυστυχώς, σήμερα δεν υπάρχει ούτε μία βιομηχανική εγκατάσταση για συμπύκνωση νερού από την ατμόσφαιρα , αν και υπάρχουν αρκετές οικιακές λύσεις για την απόκτηση 10-100 λίτρων νερού την ημέρα.

Οι κύριες αγορές για τέτοιες βιομηχανικές εγκαταστάσεις θα είναι οι χώρες του Περσικού Κόλπου, οι ΗΠΑ (Καλιφόρνια κ.λπ.), η Αυστραλία, η Κεντρική Ασία, η Νότια Ευρώπη, η Βόρεια Αφρική, η Ινδία, η Κίνα.

Το νερό που συμπυκνώνεται από την ατμόσφαιρα είναι ένας πλήρως ανανεώσιμος φυσικός πόρος, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας χρησιμοποιούνται για παραγωγή, το κόστος του νερού θα είναι σημαντικά χαμηλότερο από το νερό από τις μονάδες αφαλάτωσης, την ίδια στιγμή, το κόστος του αφαλατωμένου νερού θα αυξηθεί αρκετές φορές μέχρι το 2030 .

Επενδυτική ελκυστικότητα του έργου.Για επενδυτές και κεφάλαια που αποφασίζουν να επενδύσουν σε ένα έργο σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, ανοίγονται προοπτικές απόκτησης εσόδων από επενδύσεις, συγκρίσιμες με επενδύσεις στα αρχικά στάδια σε εταιρείες όπως το Facebook, το WhatsApp, το Skype, το Instagram και άλλες. Την επόμενη δεκαετία, νέες εταιρείες θα εισέλθουν στην αγορά με τεχνολογίες που σήμερα βρίσκονται στο επίπεδο της πρώιμης Ε&Α. Αυτό θα συνεπάγεται τη δημιουργία μιας νέας διεθνούς βιομηχανίας και την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών σε διάφορες ηπείρους.

Βιομηχανικές εγκαταστάσεις για την παραγωγή τουλάχιστον 20 χιλιάδων λίτρων νερού την ημέρα σχεδιάζεται να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας τεχνολογίες που δεν έχουν ανάλογες στον κόσμο.

Αυτές οι εγκαταστάσεις θα είναι εντελώς ανεξάρτητες από την ενέργεια από φωτοβολταϊκά πάνελ ή ανεμογεννήτριες θα χρησιμοποιείται ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία όλων των εξαρτημάτων και συγκροτημάτων (αυτό εξαρτάται από τις περιφερειακές ιδιαιτερότητες).

Για την επίτευξη μέγιστης ενεργειακής απόδοσης και οικονομικής απόδοσης, σχεδιάζουμε να εγκαταστήσουμε όχι μεμονωμένες εγκαταστάσεις, αλλά να εγκαταστήσουμε AWG Farms^ εκ των οποίων 15-30 εγκαταστάσεις θα λειτουργούν ταυτόχρονα, αυτό θα μας επιτρέψει να λαμβάνουμε από 300 χιλιάδες έως 600 χιλιάδες λίτρα νερού την ημέρα , ή από 90 χιλιάδες έως 200 χιλιάδες τόνους νερού ετησίως.

Διπλώματα ευρεσιτεχνίας και τεχνογνωσία.Σήμερα, τα υλικά και τα έγγραφα είναι έτοιμα για πολλά διπλώματα ευρεσιτεχνίας που απαιτούν διεθνή προστασία διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας. Κατά τη διαδικασία εγκατάστασης παραγωγής βιομηχανικών εγκαταστάσεων, θα δημιουργηθούν και θα κατατεθούν τουλάχιστον αρκετές εκατοντάδες διπλώματα ευρεσιτεχνίας για την προστασία των εφευρέσεων και της τεχνογνωσίας.

Παραγωγή.Για να δημιουργηθεί η παραγωγή βιομηχανικών εγκαταστάσεων, είναι απαραίτητο να έχουμε μια εξαιρετικά ανεπτυγμένη υποδομή, σύγχρονο εξοπλισμό συμπίεσης και συγκόλλησης, τις τελευταίες εξελίξεις στον τομέα των ανοξείδωτων χάλυβων, της επιστήμης υλικών, της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών, επιστήμονες υλικών, σχεδιαστές, μηχανικοί, μηχανικοί θέρμανσης, τεχνολόγοι, logistics, ειδικοί ΑΠΕ (ανανεώσιμες πηγές ενέργειας) και ούτω καθεξής. Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών με το MVP, σχεδιάζουμε να δημιουργήσουμε μια παραγωγή βιομηχανικών σχεδίων εντός ενός έτους.

Βιομηχανικές εγκαταστάσεις για την παραγωγή τουλάχιστον 20 χιλιάδων λίτρων νερού την ημέρα σχεδιάζεται να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας τεχνολογίες που δεν έχουν ανάλογες στον κόσμο. Οι εγκαταστάσεις αυτές θα είναι πλήρως ενεργειακά ανεξάρτητες (θα χρησιμοποιείται ηλεκτρική ενέργεια από Φ/Β πάνελ ή ανεμογεννήτριες).

Προώθηση και πωλήσεις.Οι κύριες περιοχές του κόσμου όπου υπάρχει τεράστιο ενδιαφέρον για βιομηχανικές μονάδες συμπύκνωσης νερού είναι: χώρες ΜΕΝΑ, Κεντρική Ασία, Νότια Ευρώπη, Ινδία, Αυστραλία, ΗΠΑ, Κίνα, Βόρεια και Νότια Αμερική.

Θεωρούμε τους ακόλουθους τύπους οργανισμών ως πελάτες και συνεργάτες: ιδιωτικές και δημόσιες εταιρείες υπεύθυνες για την ύδρευση και τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας. ιδιωτικές και δημόσιες εταιρείες που συμμετέχουν στην ανάπτυξη εναλλακτικής ενέργειας και ανανεώσιμων φυσικών πόρων· ιδιωτικά και δημόσια ταμεία και φορείς· διεθνείς οργανισμούς και ιδρύματα· διάφορες φιλανθρωπικές και άλλες κοινωνικά προσανατολισμένες οργανώσεις.

Μέχρι το 2025, η συνολική επένδυση όλων των χωρών σε εναλλακτικές τεχνολογίες παραγωγής νερού υπολογίζεται σε 150-400 δισεκατομμύρια δολάρια.

Επενδύσεις, ανάγκη για χρηματοδότηση.Για να ολοκληρώσετε τις δοκιμές και να δημιουργήσετε ένα MVP, χρειάζονται 15-20 εκατομμύρια ρούβλια. Για τη δημιουργία της παραγωγής βιομηχανικών μονάδων χρειάζονται 2.224 εκατομμύρια δολάρια.

1. Zakharov I.A. Οικολογική γενετική και προβλήματα της βιόσφαιρας. - Λ.: Γνώση, 1984.
2. Kuznetsova V.N. Οικολογία της Ρωσίας: Αναγνώστης. - Μ.: AOMDS, 1995.
3. Nebel B. Environmental Science: How the World Works. Ανά. από τα Αγγλικά - Μ.: Μιρ, 1993.
4. δίπλωμα ευρεσιτεχνίας RF. No. 20564479 «Εγκατάσταση για συμπύκνωση γλυκού νερού από ατμοσφαιρικό αέρα».
5. δίπλωμα ευρεσιτεχνίας RF. No. 2131001 «Εγκατάσταση για λήψη γλυκού νερού από ατμοσφαιρικό αέρα».
6. Ευρεσιτεχνία Ηνωμένων Πολιτειών Νο. 6,116,034 System for Fresh Water From Atmospheric. AIR/Σεπτ/2000.
7. RF δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αρ. 2256036. Αυτόνομη εγκατάσταση για συμπύκνωση γλυκού νερού από ατμοσφαιρικό αέρα.
8. Semenov I.E. Αυτόνομη εγκατάσταση για συμπύκνωση γλυκού νερού από ατμοσφαιρικό αέρα. Das int. Συμπόσιο «Okologiche, technologiche und rechtlihe Aspekte der Lebensversorging». «ERO-EGO. Ανόβερο. 2012.
9. Semenov I.E. Αυτόνομη εγκατάσταση για συμπύκνωση γλυκού νερού από ατμοσφαιρικό αέρα // ViST, No. 12/2007.
10. Semenov I.E. Νερό από τον αέρα // Νερό και οικολογία, Αρ. 4/2014.