Tatlı su kalitesi sorunu. İçme suyu sıkıntısı sorununun özeti

Dünyadaki tatlı su sorunu her geçen yıl daha da acil hale geliyor. Gezegenin nüfusu artıyor, endüstriyel üretim de artıyor ve bunu takiben tatlı su tüketimi de önemli ölçüde artıyor. Küresel tatlı su sorunu, su kaynaklarının yenilenmemesidir.

Dolayısıyla gezegendeki tatlı su rezervleri giderek azalıyor ve su kaynaklarının israf edilmesinin yaygın şekli değiştirilmezse, bu durum çoğu bölgede tatlı su kıtlığına ve ardından çevre felaketine yol açabilir.

Tatlı su sıkıntısını çözmenin yolları nelerdir?

Birçok yaklaşım ve teknoloji vardır:

1) Rezervuarlarda tatlı su rezervlerinin korunması.

Bu, yalnızca su kaynaklarını korumanıza değil, aynı zamanda öngörülemeyen felaketler durumunda su kaynağına sahip olmanıza da olanak tanır.

2) Su işleme teknolojileri.

Evsel ve atık suların işlenip arıtılması gerekmektedir. Bu, önemli miktarda tatlı su tasarrufu yapmanızı sağlar.

3) Tuzlu suyun tuzdan arındırılması.

Tuzlu suyun tatlı suya dönüştürülmesine (tuzdan arındırma) yönelik teknolojiler giderek daha gelişmiş hale geliyor ve daha az malzeme maliyeti gerektiriyor. Tuzlu suyu tatlı suya dönüştürmek, tatlı su sorununa mükemmel bir çözümdür.

4) Tarımsal ürünlerde ıslah teknikleri.

Modern genetik seleksiyon teknolojilerinin yardımıyla tuzlu topraklara dayanıklı mahsuller geliştirmek mümkün hale geldi. Bu tür bitkiler tuzlu su ile sulanabilir ve bu da önemli miktarda tatlı su tasarrufu sağlar.

Bitkileri sularken tatlı sudan tasarruf etmenin bir başka ilginç yolu da damla sulama tekniğidir. Bunu yapmak için tarım arazisine, suyun doğrudan bitkiye veya köklerine (sistem yer altındaysa) aktığı küçük çaplı dallı boru sistemi sağlanır ve bu, tatlı su tüketimini önemli ölçüde azaltır.

6) Atık su.

Tarım çok önemli miktarda su kaynağı tükettiğinden, atık su tesislerin sulanmasında kullanılabilmektedir. Bu uygulama her durumda geçerli değildir ancak kullanıldığında etkili sonuçlar verir.

7) Yapay orman.

Dünyanın kurak bölgelerindeki tatlı su kıtlığı sorununa alışılmadık bir çözüm, çöllerde yapay ormanların oluşturulmasıdır. Uygulamada bu tür projeler henüz hayata geçirilmedi ancak üzerinde çalışmalar sürüyor.

8) Kuyular ve buzullar vb.

Buzullarda büyük tatlı su rezervleri yoğunlaşmıştır. Bunlardan bazılarını teknik olarak erittiğinizde önemli miktarda su açığa çıkabilir. Tatlı su çıkarmak için başka bir seçenek de derin kuyu açmaktır.

Daha egzotik seçenekler arasında yağmur bulutlarını etkileme teknolojisi ve sisten su yoğunlaşması oluşumu yer alıyor.

Böylece modern çevre teknolojilerinin kullanılmasıyla yakın gelecekte tatlı su kullanımı sorunları büyük ölçüde çözülebilecektir.

Özet “İçme suyu sıkıntısı sorunu”

Su... O her yerde mevcuttur ve uzun zamandır onu her gün görmeye, ona hiç şaşırmadan alıştık. Ama buna değecek...

Binlerce yıldır insanların su içme düşüncesi vardı. hayati ama asla tükenmeyen, ebedi bir madde. Ancak gezegenimizin nüfusunun artması, sanayi ve tarımın gelişmesiyle birlikte tatlı su ihtiyacı da keskin bir şekilde arttı ve artık Su kıtlığı(tam kalite) birçok alanda hissedilmektedir.

Günümüzde tatlı su, dünyadaki toplam suyun yaklaşık %3'ünü oluşturmaktadır. Yaklaşık olarak Dünyadaki tatlı suyun %75'i su bulunur buzdağlarında ve buzullarda, Diğer tatlı suların neredeyse tamamı yeraltı. Su rezervlerinin yalnızca %1'ine insanlar rahatlıkla ulaşabilmektedir.

Su kaynaklarının yapısı:

Tatlı su tüketimi aynı hızla devam ederse dünya nüfusunun üçte ikisi su konusunda çok büyük sorunlar yaşayacak. Bilim insanları önümüzdeki 25-30 yıl içinde küresel tatlı su rezervlerinin yarıya düşeceğini söylüyor.

Ve bunlar sadece en belirgin sonuçlardır. Bundan sonra ne olacağını hayal edin nehirler kuruyor Gerçeğe benzediği için kesinlikle imkansız dünyanın sonu.

Sorun en gelişmiş ve öyle görünüyor ki, çöl Afrika'sı hakkında ne söyleyebiliriz? müreffeh bölgeler. Zengin Avrupa kendi topraklarında var 41 milyon kişi içme suyundan mahrum. Avrupa'da durum böyleyse dünyanın geri kalanı için ne söyleyebiliriz? Örneğin, ortalama olarak bir sakin Amerika Birleşik Devletleri tatlı su tüketiyor dört kere bir Avrupalıdan daha fazlası.

Bugün, Kuzey Asya, Orta Doğu, Afrika'nın büyük bir kısmı, kuzeydoğu Meksika, Amerika'nın batı eyaletlerinin çoğu, Arjantin ve Şili ve hemen hemen hepsi Avustralya kıtası dengesiz bir tatlı su kaynağına sahip olmak.

Bu gibi devletler için özellikle zordur. Mısır, Kuveyt ve BAE.

Temiz içme suyuna sahip olmayan insanların yaşadığı bölgeler (milyon kişi):

Sahra Altı Afrika (330)

Güney Asya (222)

Doğu Asya (151)

Güneydoğu Asya (83)

Latin Amerika ve Karayipler (38)

Batı Asya (21)

Diğerleri (39)

Suyun belki de en yaygın hale gelmesi şaşırtıcı değil. Kârlı iş. Ve bu kâr o kadar hızlı artacak ki önümüzdeki yirmi yıl içinde petrolden elde edilen karı bile aşacaktır.İlaç işi bile geride kaldı. Parasal açıdan su işinden elde edilen yıllık net kâr Yılda 1 trilyon dolar. Yalnızca her yıl yaklaşık 100 milyar şişelenmiş su satılıyor. Durum o kadar radikal ki, sadece 10 yıl içinde su şirketleri en karlı ve 10-20 yıl sonra ne olacağını hayal etmek bile zor.

Üzücü ama su kıtlığı sorununu kendimiz yaratıyoruz. Hepsini suçla Akılcı olmayan kullanım ve giderek artan su talebi. Komik ama bazı küçük tatlı nehirler tamamen tıkalı o sudan plastik şişeler bir zamanlar aynı nehirlerden alınmış. Bu, sorunun özünün tamamen yanlış anlaşıldığını gösterir. Ve gezegenin nüfusu milyarlarca insan olduğundan, felaket bir durumla karşı karşıya kalıyoruz.

Tatlı su kıtlığının nedeni nedir? Bazı bölgelerde bu açıklanıyor doğal ve iklim koşulları(sıcaklık, kuraklık, nadir yağış, büyük su kaynaklarının eksikliği), diğerlerinde - yoğun ve sıklıkla suyun mantıksız kullanımı Endüstriyel amaçlar için ve özellikle vurgulanması gereken nokta, endüstriyel ve tarımsal üretimden kaynaklanan atıklar nedeniyle su kaynaklarının giderek kirlenmesidir.

Bilim adamları yalvarıyor Sulama suyu kullanım verimliliğini en az %10 artırmak tüm tatlı suyun %90'ını tüketir. Gerçek şu ki, bu kadar önemsiz bir faktör bile dünyanın içme kaynaklarını neredeyse iki katına çıkaracak ve bu da medeniyetin önemli bir bölümünü korkunç sorunlardan kurtaracaktır.

Tatlı suyu nasıl kullanırız? Son kırk yılda kişi başına düşen temiz tatlı su miktarı neredeyse %60 oranında azaldı. Suyun ana tüketicisi Tarım. Bugün ekonominin bu sektörü mevcut tatlı suyun %85'inden fazlasını tüketmektedir. Yani eğer kişi Günde yaklaşık 300-400 litre suya içme ve ev ihtiyaçları, ardından üretim için ihtiyaç duyulmaktadır. 1 ton şeker 100 bin litre tüketiliyor; 1 kg bitkisel besin yetiştirmek için ortalama 2000 litre su gerekiyor.

Bugüne kadar daha fazla 80 ülke (2 milyar insan Toplam arazi alanının %60’ı) tatlı su sıkıntısı yaşanır. Dünyada 884 milyon insan içme suyu sıkıntısı çekiyor. Tatlı su sorunu her geçen gün daha da ciddileşiyor. Gelişmekte olan ülkelerde suyun yaklaşık %95'i insan tüketimine uygun değildir. Çoğu zaman eyaletler arasındaki su kıtlığı nedeniyle siyasi gerilim.

Talepler artıyor ama su miktarı azalıyor . Yalnızca dokuz ülkede tatlı su kullanımı doğal yenilenme oranını aşıyor. 2025 yılına gelindiğinde toplam nüfusu 3 milyar olan 50'ye yakın ülke su sıkıntısıyla karşı karşıya kalacak. Sadece Çin 300'den fazla şehirde tatlı su sıkıntısı yaşanıyor. Çin'de bol miktarda yağmur yağmasına rağmen ülke nüfusunun yarısına düzenli olarak içme suyu sağlanamıyor.

Gerçekler özellikle endişe vericidir içme suyunun hijyenik göstergelerinin bozulması olumsuz etkileyen sağlık durumu Bir dizi gelişmekte olan ve kapitalist ülkede önemli nüfus gruplarının varlığı nedeniyle mevcut durumun düzeltilmesi için acil ve kararlı önlemler alınması gerekmektedir.

Yakın Tüm hastalık vakalarının %80'i gelişmekte olan ülkelerde sağlık standartlarına uymayan su kullanımıyla ilişkilidir. Dünya topluluğu uzun zamandır bunu konuşuyor "su kıtlığı" gezegenler, yaklaşan hakkında " su krizi."

Yeterli kalitede içme suyu sağlanan nüfus yüzdesi:

İyi su oldu ihracat kalemi. Örneğin Hong Kong, Çin'den özel boru hatlarıyla su alıyor ve kurak yıllarda su buraya tankerlerle taşınıyor. Bazı Avrupa ülkelerinde tatlı su tedarik projeleri düşünülüyor.

Uzmanlar suyun daha da artacağı konusunda uyarıyor Önümüzdeki yüzyılın en önemli küresel sorunu, ve su teminindeki zorluklar dünyadaki sosyal istikrara yönelik bir tehdit bile haline gelebilir.

İÇİNDE Gelişmekte olan ülkelerde şehirlerde üretilen endüstriyel ve evsel atıkların yalnızca yüzde beşi arıtılıyor ve arıtılıyor. Her gün üretilen iki milyon ton insan dışkısının çoğu ve endüstriyel üretimin tüm zehirli ve tehlikeli yan ürünleri de dahil olmak üzere geri kalanı nehirlere atılıyor ve yeraltı sularını kirletiyor.

Pek çok gelişmiş ülkenin hükümetlerinin, uzmanlarının ve kamuoyunun, su kaynaklarının tükenmesi ve kirlenmesi tehlikesinin bilincinde olduğunun ve onları korumak için gerekli tedbirleri alırız. Bu yönde önemli çalışmalar yapılıyor ABD, Almanya, İngiltere, Fransa, Avustralya, İskandinav ülkeleri.İşleme için etkili bir yöntem ve atık suyun yeniden kullanımı Uygulanan Stokholm.

Dünyadaki toplam su hacmi yaklaşık 1400 milyon metreküptür. km, bunun sadece% 2,5'i, yani yaklaşık 35 milyon metreküp. km, tatlı su anlamına gelir. Tatlı su rezervlerinin çoğu, Antarktika ve Grönland'ın çok yıllık buz ve karlarının yanı sıra derin akiferlerde yoğunlaşmıştır. İnsanlar tarafından tüketilen suyun ana kaynakları göller, nehirler, toprak nemi ve nispeten sığ yeraltı suyu rezervuarlarıdır. Bu kaynakların işletme kısmı ise sadece 200 bin metreküp civarında. km - tüm tatlı su rezervlerinin %1'inden azı ve Dünya üzerindeki tüm suyun yalnızca %0,01'i - ve bunların önemli bir kısmı nüfuslu bölgelerden uzakta bulunuyor ve bu da su tüketimi sorunlarını daha da kötüleştiriyor.

Toplam tatlı su kaynağı hacmi açısından Rusya, Avrupa ülkeleri arasında lider konumdadır. BM'ye göre, 2025 yılına kadar Rusya, İskandinavya, Güney Amerika ve Kanada ile birlikte 20 bin metreküpten fazla tatlı su temin edilen bölgeler olmaya devam edecek. kişi başına m/yıl.

Dünya Kaynakları Enstitüsü'ne göre geçtiğimiz yıl dünyadaki su güvenliği en az olan ülkeler, eski SSCB'nin 4 cumhuriyeti olan Türkmenistan, Moldova, Özbekistan ve Azerbaycan dahil olmak üzere 13 devletti.

1 bin metreküpe kadar olan ülkeler. Kişi başına ortalama m2 tatlı su: Mısır - 30 metreküp. kişi başı m; İsrail - 150; Türkmenistan - 206; Moldova - 236; Pakistan - 350; Cezayir - 440; Macaristan - 594; Özbekistan - 625; Hollanda - 676; Bangladeş - 761; Fas - 963; Azerbaycan - 972; Güney Afrika - 982.

Materyal açık kaynaklardan alınan bilgilere dayanarak hazırlandı

Tatlı, temiz suyun varlığı, gezegendeki tüm canlı organizmaların varlığı için gerekli bir şarttır.

Tüketime uygun tatlı suyun payı toplam miktarının yalnızca %3'ünü oluşturmaktadır.

Buna rağmen insanlar faaliyetleri sırasında onu acımasızca kirletiyorlar.

Böylece çok büyük miktarda tatlı su artık tamamen kullanılamaz hale geldi. Kimyasal ve radyoaktif maddeler, böcek ilaçları, sentetik gübreler ve kanalizasyonla kirlenmesi sonucu tatlı suyun kalitesinde keskin bir bozulma meydana geldi ve bu zaten oldu.

Kirlilik türleri

Var olan her türlü kirliliğin su ortamında da mevcut olduğu açıktır.

Bu oldukça kapsamlı bir liste.

Birçok yönden kirlilik sorununun çözümü olacaktır.

Ağır metaller

Büyük fabrikaların işletilmesi sırasında endüstriyel atık su, bileşimi çeşitli ağır metallerle dolu olan tatlı suya deşarj edilmektedir. Birçoğu insan vücuduna girdiğinde, üzerinde zararlı bir etkiye sahip olup, ciddi zehirlenmelere ve ölüme yol açmaktadır. Bu tür maddelere ksenobiyotikler, yani canlı bir organizmaya yabancı olan elementler denir. Ksenobiyotik sınıfı kadmiyum, nikel, kurşun, cıva ve daha pek çok elementi içerir.

Bu maddelerle su kirliliğinin bilinen kaynakları vardır. Bunlar öncelikle metalurji işletmeleri ve otomobil fabrikalarıdır.

Gezegendeki doğal süreçler de kirliliğe katkıda bulunabilir. Örneğin, zaman zaman göllere düşerek onları kirleten volkanik aktivite ürünlerinde büyük miktarlarda zararlı bileşikler bulunur.

Ancak elbette burada antropojenik faktör belirleyicidir.

Radyoaktif maddeler

Nükleer endüstrinin gelişimi, tatlı su rezervuarları da dahil olmak üzere gezegendeki tüm yaşama ciddi zararlar verdi. Nükleer işletmelerin faaliyetleri sırasında, farklı nüfuz etme yeteneklerine sahip parçacıkların (alfa, beta ve gama parçacıkları) salınması sonucu radyoaktif izotoplar oluşur. Hepsi canlılara onarılamaz zararlar verebilir, çünkü bu elementler vücuda girdiğinde hücrelerine zarar verir ve kanser gelişimine katkıda bulunur.

Kirlilik kaynakları şunlar olabilir:

• nükleer testlerin yapıldığı bölgelerde düşen atmosferik yağışlar;
• nükleer endüstri işletmeleri tarafından bir rezervuara boşaltılan atık su.
• nükleer reaktörler kullanarak çalışan gemiler (kaza durumunda).

İnorganik kirleticiler

Rezervuarlardaki suyun kalitesini bozan ana inorganik elementlerin toksik kimyasal elementlerin bileşikleri olduğu düşünülmektedir. Bunlar arasında toksik metal bileşikleri, alkaliler ve tuzlar bulunur. Bu maddelerin suya karışması sonucu canlı organizmaların tüketimi için suyun bileşimi değişir.

Kirliliğin ana kaynağı büyük işletmelerden, fabrikalardan ve madenlerden kaynaklanan atık sulardır. Bazı inorganik kirleticiler asidik ortamda bulunduklarında olumsuz özelliklerini artırırlar. Bu nedenle kömür madeninden gelen asidik atık su, canlı organizmalar için çok tehlikeli konsantrasyonlarda alüminyum, bakır ve çinko içerir.

Her gün kanalizasyondan büyük miktarlarda su rezervuarlara akıyor.

Bu su çok fazla kirletici madde içeriyor. Bunlara deterjan parçacıkları, küçük yiyecek kalıntıları, evsel atıklar ve dışkı dahildir. Bu maddeler ayrışma sürecinde çok sayıda patojenik mikroorganizmaya hayat verir.

İnsan vücuduna girerlerse dizanteri ve tifo gibi bir dizi ciddi hastalığa neden olabilirler.

Büyük şehirlerden bu tür atık sular nehirlere ve okyanuslara akıyor.

Sentetik gübreler

İnsanların kullandığı sentetik gübreler nitrat ve fosfat gibi pek çok zararlı madde içermektedir. Bir su kütlesine girdiklerinde belirli bir mavi-yeşil alglerin aşırı büyümesine neden olurlar. Muazzam boyutlara ulaşarak rezervuardaki diğer bitkilerin gelişimine müdahale eder, alglerin kendisi ise suda yaşayan canlı organizmalar için besin görevi göremez. Bütün bunlar rezervuardaki yaşamın kaybolmasına ve su basmasına yol açmaktadır.

Su kirliliği sorunu nasıl çözülür?

Elbette bu sorunu çözmenin yolları var.

Kirleticilerin çoğunun büyük işletmelerin atık sularıyla birlikte su kütlelerine karıştığı bilinmektedir. Su arıtma, su kirliliği sorununu çözmenin yollarından biridir.İşletme sahipleri, yüksek kaliteli atık su arıtma tesisleri kurma konusunda endişe duymalıdır. Bu tür cihazların varlığı elbette toksik maddelerin salınımını tamamen durduramaz, ancak konsantrasyonlarını önemli ölçüde azaltma konusunda oldukça yeteneklidirler.

Ev filtreleri aynı zamanda içme suyundaki kirletici maddelerle mücadeleye ve suyun evde arıtılmasına da yardımcı olacaktır.

İnsanların kendileri tatlı suyun saflığına dikkat etmelidir. Birkaç basit kurala uymak, su kirliliği düzeyini önemli ölçüde azaltmaya yardımcı olacaktır:

• Musluk suyu idareli kullanılmalıdır.
• Evsel atıkların kanalizasyon sistemine atılmasından kaçının.
• Mümkünse yakındaki su birikintilerinden ve plajlardan kalıntıları temizleyin.
• Sentetik gübre kullanmayın. En iyi gübreler organik ev atıkları, çim kırpıntıları, düşen yapraklar veya komposttur.
• Atılan çöpleri atın.

Su kirliliği sorunu şu anda endişe verici boyutlara ulaşmış olsa da sorunu çözmek oldukça mümkün. Bunun için her insanın biraz çaba sarf etmesi ve doğaya daha dikkatli davranması gerekir.

2015-12-15

Bugün insanlık, Dünya'da felaket niteliğinde bir tatlı su kıtlığının yaşandığı bir dönemde yaşıyor. Tatlı su kıtlığı, dünyanın birçok bölgesinde medeniyetin gelişmesini engelleyen temel faktörlerden biri haline geliyor...

problemin tanımı

Yalnızca 1950 ile 1980 yılları arasında yıllık tatlı su tüketimi dört kat artarak 4.000 km3'e çıktı ve artmaya devam ediyor. Modern bir şehrin kişi başına su tüketimi günde 100 ila 900 litre arasında değişmektedir. Ve bu sadece ev ihtiyaçları içindir. Ancak birçok ülkede bu rakam 10 litrenin altında kalıyor ve bunun sonucunda dünya üzerinde iki milyardan fazla insana yeterli içme suyu bile sağlanamıyor.

Son 30 yılda binek araçların 100 km'deki ortalama yakıt tüketimi yarıdan fazla azaldı, ancak bir kişinin hâlâ günde en az iki litre içme suyuna ihtiyacı var. Petrol Çağının Sonu, Yenilenebilir Kaynaklar Çağının Başlangıcı olarak adlandırılan bir çağda yaşıyoruz. BM uzmanlarına göre 21. yüzyılda su, petrol ve gazdan daha önemli bir stratejik kaynak haline gelecek, zira bir ton temiz su zaten petrolden daha pahalı (Kuzey Afrika, Avustralya, Güney Afrika, Arap Yarımadası, Orta Asya). , ABD (bazı eyaletler) Bazı eyaletlere göre, su temini ve sanitasyonun iyileştirilmesine yatırılan her doların 25 ile 84 dolar arasında etkileyici bir getiri sağladığı tahmin edilmektedir.

Tatlı suyun ana kaynakları nehirlerden, göllerden, artezyen kuyularından ve deniz suyunun tuzdan arındırılmasından elde edilen sulardır. Herhangi bir anda atmosferde bulunan su miktarı 10 ila 14 bin km3 arasında değişirken, tüm nehir kanalları ve göller toplamda 1,2 bin km3 içerir. Kara ve okyanus yüzeyinden yılda yaklaşık 600 bin km3 buharlaşıyor, aynı miktar daha sonra yağış şeklinde düşüyor ve sadece 7 % toplam yağış miktarı yıllık nehir akışıdır. Buharlaşan toplam nem miktarı ile atmosferdeki su miktarı karşılaştırıldığında, atmosferde yıl içinde 45 kez yenilendiği kolaylıkla görülür. Böylece, tatlı suyun ana kaynağı olan atmosferdeki suyun kullanılmadığı ortaya çıkıyor.

Şu anda suyun tuzdan arındırılmasında esas olarak iki yöntem kullanılmaktadır: buharlaştırma yoluyla damıtma (%70) ve membranlardan filtreleme (%30).

Her iki yöntem de oldukça pahalıdır çünkü önemli miktarda enerji tüketimi gerektirir. Membran yöntemi suyun mekanik kirlenmesine karşı oldukça hassastır; ayrıca tuzdan arındırılmış suyun sıcaklığı arttıkça membran tesislerinin verimliliği azalır. Her iki sistem türü de, uzaklaştırılması gereken önemli miktarda tuzun oluşmasına neden olur ve bu da büyük tuzdan arındırma tesislerinden kaynaklanan kirliliğe neden olur. Ayrıca bu tesislerin işletilmesi için gerekli olan enerjiyi üretmek amacıyla petrol yakılması da hava kirliliğine yol açmaktadır. Doğal süreçlerin kullanılması, güney bölgelerde çevreye neredeyse hiçbir etkisi olmadan büyük miktarlarda tatlı su elde edilmesini mümkün kılmaktadır.

Dünyanın kurak ve sıcak bölgelerinde bulunan çok sayıda ülke, atmosferdeki içeriği önemli olmasına rağmen tatlı su kıtlığından muzdariptir. Atmosferdeki su dengesiz bir şekilde dağılmıştır, tüm su buharının yarısından fazlası alt katmanlarda (1,5 km'ye kadar) ve yaklaşık% 50'si troposferde oluşur. Dünya yüzeyinde ortalama mutlak nem yaklaşık 10-12 g/m3'tür; tropik bölgelerde ise 25 g/m3'ün üzerindedir. Neredeyse hiç tatlı su kaynağının bulunmadığı çöllerde ve bozkırlarda, havanın zemin katmanındaki mutlak nem 15 ila 35 g/m3 arasında değişir ve gün boyunca dünya yüzeyinde önemli ölçüde değişiklik göstererek maksimum değerlere ulaşır. gece. Bu tatlı su kaynağı sürekli olarak yenilenmektedir; Dünyanın çoğu bölgesinde elde edilebilen yoğuşma suyunun özellikleri çok yüksektir: yoğuşma, sıhhi hizmetlerin gereksinimlerine kıyasla iki ila üç kat daha az toksik metal içerir, pratikte Mikroorganizmalar içerir ve iyi havalandırılır. Dünya atmosferinde bulunan nemin çevreye minimum etkiyle kullanılması, tatlı su kıtlığıyla ilgili tüm sorunları çözecektir ve aşağıda da görüleceği gibi, neredeyse hiç enerji gerektirmeyen bu tür kurulumlar oluşturmak mümkündür. tüketim, bu da başka yollarla elde edilen bu suyun en ucuzu olacağını söylememizi sağlıyor.

Gezegenimizde atmosferik havadan tatlı su elde etmek için neredeyse ideal koşullara sahip pek çok yer var.Örneğin, 25 milyondan fazla nüfusu olan ve ülke topraklarının neredeyse %80'ini kaplayan Suudi Arabistan Krallığı'nda. Arap Yarımadası ve Kızıldeniz ve Basra Körfezi'ndeki çeşitli kıyı adaları, Yüzey yapısı açısından ülkenin büyük bir kısmı geniş bir çöl platosudur (doğuda 300-600 m'den batıda 1520 m'ye kadar yükseklik), zayıf bir şekilde parçalanmıştır. kuru nehir yatakları (wadis) tarafından. Basra Körfezi kıyısı boyunca, bataklık veya tuzlu bataklıklarla kaplı yerlerde El-Hasa ovası (150 km genişliğe kadar) uzanır. Kuzeydeki iklim subtropikal, güneydeki ise tropikal, keskin karasal ve kuru iklimdir. Yazlar çok sıcak, kışlar ılıktır. Yıllık ortalama yağış yaklaşık 70-100 mm'dir (orta bölgelerde maksimum ilkbaharda, kuzeyde - kışın, güneyde - yazın); dağlarda yılda 400 mm'ye kadar. Çöl bölgelerinde ve bazı bölgelerde bazı yıllarda hiç yağmur yağmaz.

Suudi Arabistan'ın hemen hemen tamamında kalıcı nehirler veya su kaynakları yoktur; geçici akarsular ancak yoğun yağışlardan sonra oluşur. Su temini sorunu (yaklaşık 1520 km3), deniz suyunun tuzdan arındırılması için işletmelerin geliştirilmesi, derin kuyular ve artezyen kuyularının oluşturulması yoluyla çözülmektedir.

Riyad'da ortalama Temmuz sıcaklığı 26 ila 42 °C arasında değişir, Ocak ayında 8 ila 21 °C arasında değişir, mutlak maksimum 48 °C'dir, ülkenin güneyinde 40-70 bağıl nemle 54 °C'ye kadar çıkar. % (bağıl nem, su buharı yoğunluğunun aynı sıcaklıkta doymuş su buharı yoğunluğuna oranı olarak tanımlanabilir, yüzde olarak ifade edilir) ve her metreküp hava 24 g'a kadar su içerir. Sıcaklık 10-15 °C düştüğünde her metreküpten 12 gr'a kadar su çekilebilir. Günlük sıcaklık farkının 20 °C'den fazla olabileceğini göz önünde bulundurursanız, Sahra'ya neden sıklıkla yoğun çiy düştüğü anlaşılır.

Atmosfer havasından önemli miktarda yoğuşma elde etmek için iki koşulun karşılanması gerekir: "çiy noktasının" altındaki sıcaklıklar ve yoğuşma merkezlerinin varlığı. Yarıçapı kritik olandan daha büyük olan bir damla aşırı doymuş buhara verilirse, damlanın büyümesi termodinamik potansiyelde bir azalmaya yol açacak ve sonuç olarak yoğuşma meydana gelecektir. Damlanın yarıçapı kritik yarıçaptan küçükse damlanın buharlaşması meydana gelecektir, çünkü damla büyüdükçe bu durumda termodinamik potansiyel artar. Geceleri Sahra'da meydana gelen sıcaklık düştüğünde, buhar çoğu zaman kendini yarı kararlı bir durumda bulur ve atmosferde ikinci fazın ortaya çıkması, yani damlacıkların oluşması için "tohumların varlığı" Kritik olanı aşan bir boyut gereklidir. Bunlar küçük su damlaları, toz zerreleri ya da dünyanın yüzeyi olabilir. Örneğin, 0,1 µm'lik bir damlacığın 10 °C sıcaklıkta büyümesi için %200'den fazla bir aşırı doygunluk gereklidir. Atmosferdeki küçük yoğunlaşma çekirdekleri yeterince uzun yaşar, ancak yoğunlaşmanın meydana gelmesi için küçüktürler, büyük çekirdekler ise Stokes çökelmesinin bir sonucu olarak hızla uzaklaştırılır. Orta Doğu ikliminde geceleri sıcaklık koşulları çoğu durumda yağış oluşumu için elverişlidir, ancak alt atmosferde yoğunlaşma çekirdeklerinin bulunmaması damlacıkların yeterince gelişmesine izin vermez. Bu nedenle, nemli atmosferik hava ile üflemek için oldukça dallanmış bir yoğuşma yüzeyi ve konvektif havalandırma koşulları sistemi oluşturmak gerekir.

Su buharı yoğunlaşmışsa ve havada küçük damlalar halinde bulunuyorsa, su elde etmek nemli havadan mekanik olarak çıkarılmasına indirgenir. Dünyanın birçok yerinde bu yöntemle su elde edilmesine yönelik deneyler yapıldı. Bu su elde etme yöntemi doğal ekosistemlerde meydana gelir. Dağların ve ormanların sisleri "taradığı" iyi bilinmektedir. Yağmur yağmasa bile dağlardaki bir ormanın içinden bir bulut geçerse nem ağaçların dallarında ve yapraklarında yoğunlaşır ve ardından yere düşer. Çalılar, ağaçlar veya yapay su tuzaklarında yoğunlaşmış nem oluştuğu 22 ülkede 47 yerde deneysel olarak doğrulandı. Feodosia şehrinin bazı bölgelerinde, Tuva Cumhuriyeti'nde, Altay'ın antik höyüklerinde ve Transkafkasya'da, insanlar tarafından atmosferik nemi yoğunlaştırmak için yığılmış moloz yığınları (gabionlar) keşfedildi.

En ilginç olanı, ne yazık ki artık sökülmüş olan Feodosia binalarıydı.

Rusya'nın Feodosia şehrinde, 19. yüzyılın 80'li yıllarına kadar tek bir güçlü kaynaktan su temini yoktu, ancak oldukça büyük miktarlarda şehir "çeşmeleri" vardı. Su, şehri çevreleyen dağlardan gelen çömlek borular aracılığıyla yerçekimiyle onlara sağlanıyordu. Bu dağlarda kaynak ya da su temini yapılarına dair hiçbir iz yoktu. Gerçek şu ki, üzerine özel kırma taş yığınlarının yerleştirildiği kayadan yoğuşma toplanmıştı. Bu durumda kılcal yoğuşmanın etkisi kullanıldı. Feodosia'nın 15.-14. yüzyıllardaki en parlak döneminde nüfusu 80 binden fazla kişiye ulaştı, ancak tüm su temini bu tür yoğunlaşma gabyonları kullanılarak gerçekleştiriliyordu.

Çözümler

Son zamanlarda Rusya'da da benzer yapay tesisler oluşturmaya yönelik girişimlerde bulunuldu. Böylece, Moskova Devlet Üniversitesi Coğrafya Fakültesi Yenilenebilir Enerji Kaynakları Laboratuvarı'nda M.V. Lomonosov Profesör Alekseev V.V. ve meslektaşları, Akdeniz bölgesinde günlük 20-40 m3 tatlı su tasarım kapasitesine sahip sabit bir tesis olan “Rosa-1”in tasarımını geliştirdiler. Nemli atmosferik hava tarafından üflenen konuşlandırılmış yoğuşma yüzeyleri sistemleri üzerinde atmosferik nemi yoğunlaştırarak tatlı su üretmek üzere tasarlanmıştır.

Akşam ve gece soğuduğunda havanın içerdiği su buharının yoğunlaşması doğal bir süreçtir. Doğal ekosistemler tarafından aktif olarak kullanılmaktadır ancak oluşan spesifik (birim alan başına) kondens miktarının küçük olması nedeniyle ekonomik amaçlı kullanımı zor bir sorundur. Rosa-1 kurulumunun yazarları, teknik ve ekonomik açıdan ekonomik kullanım imkanı sağlayacak sonuçlar elde etmek için önerdikleri cihazlarda atmosferik nemin yoğunlaşma sürecini yerelleştirme ve yoğunlaştırma görevini üstlendiler. bu cihazlar çoğunlukla su kaynaklarının bulunmadığı kurak bölgelerde kullanılır. Aynı zamanda, tatlı su elde etmek için çakıl (çakıl) “yığınları” olan bu cihazların analoglarını kullanma konusundaki tarihsel deneyime de güveniyorlar.

Bu benzetmeyle yazarlar ayrıca, atmosferik nemin yoğunlaşma sürecinin lokalize olduğu belirli bir hacimde çakıl dolgusunun kullanılmasını önermektedir, çünkü böyle bir lokalizasyon için gerekli bir koşul, yoğunlaşma yüzeyinin maksimum gelişimidir, yani belirli bir öneride bulunurlar. atmosferik nemin yoğunlaşmasına yönelik yapılar, temelleri çeşitli genel geometrik şekillerle, nominal çapı 10 cm olan kırma taş parçalarıyla doldurulmuş telden yapılmış ağ şeklinde bir kap olan gabyonlar olarak adlandırılır. Bu yapının hacmindeki değişim, doğal çekişi arttırmak için ısıtılmış hava ile çeşitli tasarımlarda egzoz cihazlarının yanı sıra atmosferdeki cihazın hacminden ısıyı uzaklaştırmak için ısı boruları sunulmaktadır.

Söz konusu cihazın çalışmasının ana göstergesi, sermaye yatırımları ve işletme maliyetleriyle karşılaştırıldığında üretim birimi başına maliyeti (tatlı su) belirleyen üretkenliğidir ve bu da olasılığı hakkındaki soruyu yanıtlar. cihazın ekonomik kullanımı. Böyle bir kurulumun prototipi, Moskova bölgesindeki Obninsk şehrinde kuruldu, ancak öncelikle etkili soğutulması imkansız olan gabyonların zayıf performansı nedeniyle performansı son derece düşük çıktı. Ancak çalışma burada bitmedi ve Profesör V.V. Alekseev'in grubu “Kaynak” tipinde ve diğerlerinde birkaç kurulum şeması geliştirdi. Ancak endüstriyel tesisin kurulmasına olanak sağlayacak hesaplanan üretkenliğe hiçbir zaman ulaşılamadı.

Görevimiz, atmosferik havadan tatlı su elde etmek (kurulum şeması Şekil 1 ve 2'de gösterilmektedir), yenilenebilir enerji kaynakları kullanmak, yoğuşma yüzeyinin verimliliğini artırmak ve çalışma sırasında tam özerklik sağlamak için bir kurulum şeması geliştirmekti. Bunu yapmak için, atmosferik havadan tatlı suyun yoğunlaştırılmasına yönelik, güneş kolektörleri, güneş panelleri içeren bir tesiste,

Söz konusu cihazın çalışmasının ana göstergesi, sermaye yatırımları ve işletme maliyetleriyle karşılaştırıldığında, yüksek verimli bir soğutma sistemi, su toplayıcı, hava kanalı ve havalandırma sisteminin üretim birimi başına maliyetini belirleyen performansıdır. Özel olarak tasarlanmış yoğuşma panellerinden oluşan sistem, yoğunlaştırıcı olarak tanıtılır ve yüzey soğutucuları, belirli derinliklerdeki soğuk toprak katmanlarının kaynağı olarak kullanılır. Etki, yoğunlaştırıcı olarak düz ince duvarlı panellerin yoğunlaştırılmasından oluşan yüksek verimli bir sistemin kullanılması ve soğuk kaynağı olarak doğal soğuk kaynaklarının (bir miktar derinlikteki dünyanın yüzey katmanları) kullanılması nedeniyle elde edilir.

Bir mahfaza (1), ısı değişim panelleri (2), soğutma tankları (3), bir pompa istasyonu (4), bir ısı değişim kolonu (5), bir su deposu (6), bir akü istasyonu (7), düz güneş kollektörleri (8), güneş panelleri (9) ve bir otomatik kontrol sistemi (10) içerir. Isı eşanjör panelleri 2, buzdolabından gelen soğutucunun (su) geçtiği iç kanallara sahip iki ince duvarlı (0,1-0,5 mm kalınlığında) levhadan kaynaklanmış, dikey olarak düz ısı eşanjörleri monte edilir. Buzdolabı, büyük kapasiteli tanklar (20-60 bin litreden fazla), suyla doldurulmuş ve 5-10 m derinliğe kadar zemine gömülmüş birkaç soğutma tankı 3 şeklinde yapılmıştır Isı değişim kolonu 5 gündüzleri düz güneş kollektörleri (SC) 8 (güneş enerjisini bir soğutucunun termal enerjisine dönüştüren cihazlar) tarafından ısıtılan, suyla doldurulmuş, 2000 l'ye kadar hacme sahip dikey olarak monte edilmiş silindirik bir tanktır.

Kurulum aşağıdaki gibi çalışır. Gündüz saatlerinde düz plakalı güneş kolektörlerinin (SC) çalışması nedeniyle ısı değişim kolonunda termal enerji, güneş panellerinin (SB) çalışması nedeniyle ise akü istasyonunun akülerinde elektrik enerjisi birikir. Geceleri radyasyon nedeniyle dünya yüzeyinin ve havanın sıcaklığı düşmeye başlar. Gün boyunca düz plakalı güneş kollektörleri (SC) tarafından ısıtılan sıcak su ile dolu bir ısı değişim kolonu sayesinde, tesisat gövdesinin egzoz borusunda sıcak hava akışı oluşturulur.

Basınç farkı sonucunda atmosferik hava, açık alt kısımdan mahfazaya girer ve ısı eşanjör panellerinin önce alt kademesine, ardından üst kademelerine temas eder ve egzoz borusu yoluyla atmosfere kaçar. .

Havanın bağıl nemi %100'e yakınsa içindeki su buharı ısı eşanjör panellerinin yüzeylerinde yoğunlaşır ve ortaya çıkan su tanka akar. Bağıl hava nemi %100'ün altında ancak %50'nin üzerindeyse, hava önce ısı eşanjör panellerinin yüzeyinde buharın doygun hale geldiği bir sıcaklığa kadar soğutulur ve ardından yoğuşma meydana gelir. Yoğuşma işlemi gün içinde de devam edecek, suyla dolu büyük tanklardan pompalarla sağlanan ısı eşanjör panellerinin içine soğuk su aktığı için, yalnızca ilk başta sıcak atmosferik hava ısı eşanjör panellerinin yüzeyleri tarafından soğutulacaktır. ve 5 m'den daha derin bir sıcaklığa, içindeki buhar doygun hale gelinceye kadar toprağa gömülür. Soğutucu tankındaki su, ayarlanan sıcaklığın üzerine ısıtıldığında, otomatik kontrol sistemi başka bir tankı devreye alır ve bağlantısı kesilen tanktaki su, dünyanın soğuk toprağı ile doğal ısı alışverişi yoluyla soğutulur. Daha sonra işlem aynı sırayla tekrarlanır. Tesisatın günde 10 saat çalışması şartıyla, dış çapı 15 m ve yoğuşma yüzeyi yaklaşık 2500 m 2 olan bir tesisin günlük su üretim oranı 15 ila 25 ton arasında olmalıdır.

Atmosferik havadan su elde etmek için otonom bir kurulum kullanarak tatlı su elde etme olasılığını doğrulamak amacıyla deneysel çalışmalar yapılmıştır. N.E.'nin adını taşıyan Merkezi Aerohidrodinamik Enstitüsü'nün pilot üretim bölgesinde deneysel çalışmalar yapıldı. Zhukovsky (Zhukovsky şehri, Moskova bölgesi) Temmuz 2005'te saat 17:30'dan 18:30'a kadar, parçalı bulutlu koşullarda, ortalama ortam sıcaklığı 25 ° C ve bağıl nem yaklaşık 70 % . Yoğuşma yüzeyi olarak toplam yüzey alanı 0,5 m2 olan, korozyona dayanıklı çelikten 0,3 mm kalınlığında düz bir ısı değişim paneli kullanıldı. Panel, esnek hortumlar ve boru kullanılarak su şebekesine bağlandı ve panel üzerindeki başka bir borudan kanalizasyona su tahliye edildi. Deneyi gerçekleştirmek için panel girişindeki sıcaklığı 12-13 °C'yi aşmayan su besleme sisteminden su kullanıldı. Panele su besleme hızı 5-6 l/dak idi. Hava akışı oluşturmak için paneli 2-3 m/s hızla üfleyen ev tipi bir fan kullanıldı. Deney bir saat sürdü. Yoğunlaşma sonucu elde edilen su (deney süresinin kısa olması nedeniyle) sünger yardımıyla yüzeyden ölçüm kabına toplandı. Sonuç olarak bir saatte 0,28 litre su elde edildi. Yani, Moskova koşulları için tesisin verimliliği (maksimum verimlilik elde etme açısından çok elverişsiz) yaklaşık 0,56 l/saattir. Böylece 1 metrekareden 10 saatte 10-12 litre tatlı su elde edilebildiği gibi, 2500-3000 m2 yoğuşma alanına sahip bir endüstriyel tesisin verimliliği de günde 32 ton suya ulaşabilmektedir. Bu kurulum güneş enerjisi dışında herhangi bir enerjiye ihtiyaç duymaz, otomatik olarak çalışır ve kesinlikle çevre dostudur.

Yapılan deneyler, yalnızca atmosferik havadan tatlı su elde etmek için otonom bir kurulum kullanarak tatlı su elde etme olasılığını değil, aynı zamanda oldukça yüksek verimliliğini de doğruladı, ancak ne yazık ki bugün atmosferden suyu yoğunlaştırmak için tek bir endüstriyel tesis yok. Günde 10-100 litre su elde etmek için çeşitli ev çözümleri olmasına rağmen.

Bu tür endüstriyel tesislerin ana pazarları Basra Körfezi ülkeleri, ABD (Kaliforniya vb.), Avustralya, Orta Asya, Güney Avrupa, Kuzey Afrika, Hindistan ve Çin olacaktır.

Atmosferden yoğunlaşan su tamamen yenilenebilir bir doğal kaynaktır, üretim için yenilenebilir enerji kaynakları kullanılmaktadır, suyun maliyeti tuzdan arındırma tesislerinden elde edilen suya göre önemli ölçüde daha düşük olacak, aynı zamanda tuzdan arındırılmış suyun maliyeti 2030'a kadar birkaç kat artacaktır. .

Projenin yatırım çekiciliği. Bir projeye geliştirmenin erken aşamasında yatırım yapmaya karar veren yatırımcılar ve fonlar için, Facebook, WhatsApp, Skype, Instagram ve diğerleri gibi şirketlerde erken aşamalardaki yatırımlarla karşılaştırılabilecek şekilde yatırım geliri elde etme fırsatları açılıyor. Önümüzdeki on yılda, bugün erken Ar-Ge düzeyinde olan teknolojilerle yeni şirketler pazara girecek. Bu, yeni bir uluslararası endüstrinin yaratılmasını ve farklı kıtalarda yeni teknolojilerin geliştirilmesini gerektirecektir.

Dünyada benzeri olmayan teknolojiler kullanılarak günde en az 20 bin litre su üretecek endüstriyel tesislerin oluşturulması planlanıyor.

Bu tesisler tamamen enerjiden bağımsız olacak; PV panellerden veya rüzgar jeneratörlerinden elde edilen elektrik, tüm bileşenleri ve düzenekleri çalıştırmak için elektrik kaynağı olarak kullanılacak (bu bölgesel özelliklere bağlıdır); elektriğin bir kısmı geleneksel enerji ağları aracılığıyla satılacak.

Maksimum enerji verimliliği ve ekonomik verimliliğe ulaşmak için, tekli kurulumlar kurmayı değil, 15-30 kurulumun aynı anda çalıştırılacağı AWG Çiftlikleri^ kurmayı planlıyoruz; bu, günde 300 bin ila 600 bin litre su almamızı sağlayacak. veya yılda 90 bin ila 200 bin ton su.

Patentler ve teknik bilgi. Günümüzde uluslararası patent koruması gerektiren birçok patent için malzeme ve belgeler hazırdır. Endüstriyel tesis üretiminin kurulması sürecinde, buluşları ve teknik bilgileri korumak için en az birkaç yüz patent oluşturulacak ve dosyalanacaktır.

Üretme. Endüstriyel tesislerin üretimini oluşturmak için son derece gelişmiş bir altyapıya, modern pres ve kaynak ekipmanlarına, paslanmaz çelik alanındaki en son gelişmelere, malzeme bilimine, PV endüstrisine, malzeme bilimcilerine, tasarımcılara, mühendislere, ısıtma mühendislerine, teknoloji uzmanları, lojistik, RES uzmanları (yenilenebilir enerji kaynakları) vb. MVP ile çalışmalarımızı tamamladıktan sonra bir yıl içerisinde endüstriyel tasarım üretimi yapmayı planlıyoruz.

Dünyada benzeri olmayan teknolojiler kullanılarak günde en az 20 bin litre su üretecek endüstriyel tesislerin oluşturulması planlanıyor. Bu tesisler tamamen enerjiden bağımsız olacaktır (PV panellerden veya rüzgar jeneratörlerinden elde edilen elektrik kullanılacaktır).

Pazarlama ve Satış. Dünyada endüstriyel su yoğunlaştırma tesislerine ilginin yoğun olduğu başlıca bölgeler şunlardır: MENA ülkeleri, Orta Asya, Güney Avrupa, Hindistan, Avustralya, ABD, Çin, Kuzey ve Güney Amerika.

Aşağıdaki kuruluş türlerini müşteri ve ortak olarak görüyoruz: su temini ve hizmetlerden sorumlu özel ve kamu şirketleri; alternatif enerji ve yenilenebilir doğal kaynakların geliştirilmesinde yer alan özel ve kamu şirketleri; özel ve kamu fonları ve kurumları; uluslararası kuruluşlar ve vakıflar; çeşitli hayırsever ve diğer sosyal odaklı kuruluşlar.

2025 yılına kadar tüm ülkelerin alternatif su üretim teknolojilerine yapacağı toplam yatırımın 150-400 milyar dolar olacağı tahmin ediliyor.

Yatırımlar, finansman ihtiyacı. Testleri tamamlamak ve bir MVP oluşturmak için 15-20 milyon rubleye ihtiyaç var. Endüstriyel birimlerin üretimini yaratmak için 2 milyar 224 milyon dolara ihtiyaç var.

1. Zakharov I.A. Ekolojik genetik ve biyosferin sorunları. - L.: Bilgi, 1984.
2. Kuznetsova V.N. Rusya'nın Ekolojisi: Okuyucu. - M.: AOMDS, 1995.
3. Nebel B. Çevre Bilimi: Dünya Nasıl Çalışır. Başına. İngilizceden - M.: Mir, 1993.
4. RF patenti. No. 20564479 “Atmosferik havadan tatlı suyun yoğunlaştırılması için tesisat.”
5. RF patenti. 2131001 “Atmosferik havadan tatlı su elde etme tesisatı.”
6. Amerika Birleşik Devletleri Patent No. 6,116,034 Atmosferden Gelen Tatlı Su Sistemi. AIR/Eylül/2000.
7. RF patenti No. 2256036. Tatlı suyun atmosferik havadan yoğunlaştırılması için otonom kurulum.
8. Semenov I.E. Tatlı suyun atmosferik havadan yoğunlaştırılması için otonom kurulum. Bu dahili. "Okologiche, technologiche und rechtlihe Aspekte der Lebensversorging" Sempozyumu. “ERO-EGO. Hannover. 2012.
9. Semenov I.E. Tatlı suyun atmosferik havadan yoğunlaştırılması için otonom kurulum // ViST, No. 12/2007.
10. Semenov I.E. Havadan su // Su ve Ekoloji, No. 4/2014.