Дона МИТЕВА
Чистотата на околната среда е необходимо условие за нормалното съществуване на хората и поддържането на екологичното равновесие. Но след глобалния бум на индустриализацията през миналия век, условията, в които живеем рязко се влошиха - основно в резултат на човешки дейности, отчитат учените.
Развитието на науката и технологиите доведоха до появата на нови технологични процеси и вещества, които могат да имат неочаквано въздействие върху човека и околната среда в зоната на тяхното разпространение. Нарастването на населението извика повишено промишлено и енергийното производство, които са свързани с изгарянето на изкопаеми горива и биомаса и потреблението на вода за промишлени нужди. Глобалните климатични промени също оказват влияние върху микроклимата и условията в различните региони. Това са факти, достъпни до всеки човек, върху които обаче малцина се замислят. А природата започна да изпраща своите сериозни сигнали към човечеството: затопляне на климата, топене на ледовете, безводие…
„До 2025 година 14% от световното население ще изпитва недостиг на вода, според данни на ООН. Постепенно този проблем настъпва и в България. Последните месеци се заговори за потенциална криза и по Черноморското крайбрежие“, казва Стела Найденова, асистент в катедрата по „Екология и опазване на околната среда“ в Бургаския университет „Проф. д-р Асен Златаров“.
В условията на изчерпващи се чисти природни ресурси, учените са поставени пред предизвикателството да предлагат бързи, икономични и природосъобразни решения за справяне с недостига на суровини. Разбира се, те невинаги са и финансово изгодни.
При южните съседи - от чешмите тече преработена морска вода
„Добър пример за справяне с недостига на сладка вода е селището Торони (Ситония, Халкидики, Гърция). Когато за първи път почивахме със семейството ми там бях изненадана - от чешмите тече преработена морска вода. Тя се използва за битови нужди, но не и за готвене и за пиене. Водата не е преработена на 100%, а се усеща соления й вкус. Но местните жители и почиващите са свикнали с този факт. Ситония е полуостров без естествени сладководни водоизточници“, разказа Найденова за своите наблюдения.
В Кипър пък има цели заводи за обезсоляване на морска вода. Собственици на хотели, туристически комплекси, спа и голф центрове могат да получават лиценз за изграждане на собствено малко звено за обезсоляване на морска вода.
„Пречистената и годна за употреба морска вода е скъп продукт – средната цена, на която правителството я закупува, е около 75 цента на кубичен метър, което е около две трети повече от водата от язовирите“ предупреждават кипърците. „Така е, защото процесът гълта много електрическа енергия, а и остава отворен въпросът за отпадъците – филтри и т.н.“, допълва Найденова.
Тя припомня, че през 2013 година имаше проект на Северния плаж в Бургас да бъде изградена инсталация по германска технология, която ще преработва солената морска вода в питейна.
Като експерт подчертава, че обезсоляването на морска вода бързо започва да се превръща в допълнителен и нужен източник на питейна вода за много места по света. А процесът на мембранно филтриране с протичане на обратна осмоза е един от подходите за производство на сладка вода.
Принципът е следният: При поставянето на мембраната между два разтвора с различна концентрация започва естествен процес на изравняване на концентрациите, чрез движение на водата към по-концентрирания разтвор - осмоза. В случая обаче се цели точно обратното – водата трябва да се движи към разтвора с по-ниска концентрация. За целта се подава налягане, което обръща процеса – обратна осмоза.
Процесът на мембранно филтриране с протичане на обратна осмоза (Reverse Osmosis, RO) е коренно различен от термичното обезсоляване за производство на сладка вода.
„При обратната осмоза морската вода се изпомпва през мембраните с налягане, по-високо от осмотичното. При този процес концентрацията на соли от едната страна на мембраната нараства, което повишава осмотичното налягане и намаля притока на прясна вода. За да се предотврати това, през камерата трябва непрекъснато да се изпомпва нова морска вода. Потокът прясна вода е пропорционален на налягането.
Мембраната задържа йоните на различни соли, и само йоните на водата и някои едновалентни йони могат да преминат през структурата й. Тя не пропуска и отпадните продукти от жизнената дейност на бактерии и микроорганизми.
Получените питейни води не изискват допълнително обеззаразяване и са подходящи за пиене. Мембранната филтрация работи в непрекъснат режим, мембраните нямат нужда от подмяна 5-7 години с правилна поддръжка, която включва химическо чистене два пъти в годината“, обясняват експертите.
Подобен метод на обратна осмоза се използва за сдобиване с питейна вода в съвременните кораби, сочат примерите
В Масачузетския технологичен институт (MIT) са открили начин да отделят солта от водата чрез електрически импулс. Процесът е лесен, ефективен и доста евтин, сочи още преподавателката в бургаския ВУЗ. Методът не разделя йоните от водните молекули чрез филтри, които могат да се затлачат, или чрез дестилация, която консумира прекалено големи количества енергия.
Вместо това се използва електрически шок в рамките на воден поток, който избутва солената вода в единия край на потока и чистата сладка вода в другия край.
Това е нов процес, наречен шокова електродиализа, при която водата преминава през порест материал, наречен фрит, който е съставен от миниатюрни стъклени частички. Електроди се прикрепят от двете страни на фрита, което кара електрическото напрежение да протича през фрита във водата.
Изследователите от Университета в Манчестър, Великобритания, предлагат пък решение, основано на графен-оксидни мембрани, които са доказано високоефективни при филтриране на малки нанопори и дори големи соли.
Обикновените соли, разтворени във вода, образуват нещо като „черупка" от водни молекули около солните молекули. Това позволява на малки капиляри в графен-оксидните мембрани да блокират тези соли от протичане през водата. Водните молекули след това преминават през филтъра с невероятно бърза скорост, което го прави идеален за употреба при обезсоляване.
„Каквито и решения да предлагат учените, винаги е по-добре да пазим природните ресурси като чистота и количество, отколкото да търсим начини за използване на алтернативни източници. Колкото и щадящи да са технологиите, винаги има риск от нарушаване на екологичното равновесие, което неизбежно води до необратими кризи“, обобщава Найденова. И това е основното, което внушава на своите студенти, избрали да се посветят на екологията.
Тя дава пример, че в световен мащаб непрекъснато се разрушават местообитания, част от водни ресурси. Лош пример са Аралско море, Мъртво море, Асалското езеро, Чад, Поопо и др.
