Kaip Veikia Gėlinimas

{h1}

Gėlinimas yra druskos pašalinimo iš jūros vandens procesas, kuris vandenį paverčia gėlu geriamuoju vandeniu. Sužinokite apie gėlinimą.

Sumažinti druskingą vandenį iki pagrindinių jo elementų - druskos ir vandens - yra taip paprasta, kad tai tapo mokslo pamoka pirmaklasiams. Tiesą sakant, „saulės energija“ gali per kelias dienas druskos vandenį paversti gėlu. Tiesiog užpildykite didelį dubenį druskos vandeniu ir centre nustatykite tuščią taurę. Tada dubenį - tuščią stiklą ir viską - uždenkite plastikine plėvele, kurios viduryje yra maža skylė. Padėkite kontracepciją tiesioginiuose saulės spinduliuose ir stebėkite vandens ciklą darbe: Sūrus vanduo išgaruoja, palieka druskos kristalus ir sukuria kondensatą, kuris kyla, kaupiasi ant plastikinės membranos ir lašėja į tuščią stiklinę. Gautas gėlas vanduo yra pakankamai geras gerti [šaltinis: Williams].

Bet kodėl pirmiausia pašalinti druską? Pasirodo, sūraus vandens gėrimas gali jus nužudyti. Nurijus druską, jūsų ląstelės gali praplauti vandens molekules ir praskiesti mineralą. Per daug druskos, ir šis procesas gali sukelti tikrai blogą grandininę reakciją: Jūsų ląstelėse trūks drėgmės, jūsų inkstai užsidarys ir jūsų smegenys bus pažeistos. Vienintelis būdas kompensuoti šį vidinį chaosą yra dažnesnis šlapinimasis, kad išstumtų visą tą druską. Tai yra priemonė, kuri galėtų veikti tik tuo atveju, jei turėtumėte prieigą prie daug gėlo geriamojo vandens [šaltinis: Thompson].

Žmonės, ypač turintys vandens trūkumą, šimtmečius ieškojo gėlo vandens sprendimų. Pasirodo, tie patys žmonės, kurie statė milžiniškas sfinksas ir vežė arklius traukiančius vežimus, taip pat troško švaraus, gryno vandens [šaltinis: Jesperson]. Net ir šiais laikais ištisos populiacijos kovoja su žiauria ironija; juos supa sūrus vanduo, tačiau trūksta geriamojo vandens. Dėl trūkumo kartais kyla mirtinų konfliktų. 2009 m. Stebėtojai nužudė šeimą Indijos sausros metu už vandens surinkimą iš komunalinio šulinio, kol jis nenušalo [šaltinis: Ramiojo vandenyno institutas].

O kas, jei iš sūraus vandens būtų galima gausiai tiekti gėlo vandens? Didelio masto gėlinimo operacija, kurios principai panašūs į paprastą klasės projektą, galėtų pakeisti pasaulį. Kitame puslapyje panagrinėsime, kodėl ne visada taip lengva druskos vandenį paversti geriamuoju.

Gėlinimas darbe

Yra daugiau nei vienas būdas atskirti druską nuo vandens, tačiau beveik 90 procentų laiko naudojamas tik vienas iš dviejų būdų: daugiapakopė blykstė ir atvirkštinė osmozė [šaltinis: WorldPumps.com].

Prisimeni, kodėl taip blogai gerti druskos vandenį? Kai jūsų ląstelės praleidžia vandenį per išorinę membraną, kad apsaugotų jus nuo dehidratacijos, atsiranda osmosas. Judindama vandenį per membraną, ląstelė bando išlyginti savo didelę vidinę druskos koncentraciją su maža išorine druskos koncentracija. Tai vadinama osmoze. Atvirkštinė osmozė įvyksta, kai, pavyzdžiui, įdėjote druskos vandenį vienoje pusiau pralaidžios membranos pusėje ir slėgis vandens molekules perkelia per filtravimo membraną, nes didesnės molekulės, įskaitant druskos molekules, lieka įstrigusios. Jei norite sūraus jūros ar vandenyno vandens, vanduo turi būti perkeltas per filtrą, kuriame kiekviena pora yra tik dalis žmogaus plaukų dydžio [šaltinis: Amerikos chemijos draugija]. Tai reiškia, kad dažniausiai veikia daugybė siurblių, kurie visi daro spaudimą vandeniui [šaltinis: WorldPumps.com].

Skirtingai nuo atvirkštinės osmozės, kuri priklauso nuo membranos, kad išfiltruotų druskos molekules, daugiapakopė blykstė metodas naudoja šilumą druskos vandeniui paversti gėlu. Kodėl toks neįprastas vardas? „Blykstė“ reiškia greitą vandens virimą ir tai vyksta kelis kartus arba etapais. Kai sūrus vanduo patenka į kiekvieną konversijos bloko pakopą, jis yra veikiamas išorės tiekiamo garų šilumos ir slėgio. Kiekviename etape susidaro vandens garai ir jie yra surenkami. Šie vandens garai yra gėlas vanduo, o paliktas sūrus koncentratas žinomas kaip sūrymas. Atliekant daugiapakopį distiliavimą greitai, kaip ir atvirkštinės osmozės metu, chemikalai ar vandens minkštikliai paprastai nėra pridedami [šaltinis: Amerikos valstijų organizacija].

Taigi, jei galimas gėlinimas, kodėl didelio masto augalai nemalšina pasaulio gėlo vandens troškulio? Tik apie 15 milijardų galonų - dvi dešimtosios procento gėlo vandens, kasdien sunaudojamo visame pasaulyje, yra sūdytas druskos vanduo [šaltinis: Schirberis]. Kitame puslapyje panagrinėsime, kur auga naujausios kartos sūrus vanduo.

Nusivalymas nuo Aristotelio iki JAV karinio jūrų laivyno

Graikų filosofas Aristotelis jau 350 m. Pritraukė daug minčių, kaip pašalinti druską iš vandens, naudodamas daugybę filtrų [šaltinis: Aristotelis]. Iki 1700-ųjų JAV karinis jūrų laivynas reguliariai naudojosi saulės baterijomis, kad sukurtų gėlo vandens, o po to einantys dešimtmečiai atėjo į laivų krosnyse įmontuotų natiurmortų atsiradimą. Antrojo pasaulinio karo metu gėlinimas atnešė dar vieną šuolį: JAV jūrų pajėgos Ramiojo vandenyno saloje pastatė sausumos distiliatorių, kuris per dieną išpylė apie 55 000 galonų gėlo vandens - daugiau nei dvigubai padidindavo esamų distiliavimo gamyklų produkciją pasaulyje [šaltinis: JAV Kongresas].

Vandens tirpalai

Vanduo dengia mažiausiai 70 procentų viso pasaulio paviršiaus. Bet 97 procentai jo yra per sūrus, kad gertų [šaltinis: Frederikas]. Tai kartu su nevienodu vandens paskirstymu ir geografiniu prieinamumu reiškia, kad vandens trūkumas yra realybė daugeliui žmonių. Iš tikrųjų vandens trūkumas pasireiškia keturiems iš 10 pasaulio žmonių [šaltinis: Pasaulio sveikatos organizacija]. Jei neturite pakankamai vandens, tai gali sukelti rimtų pasekmių sveikatai. Kartais tai reiškia, kad žmonės vandenį gauna iš užterštų šaltinių. Prastos kokybės vanduo gali plisti tokioms ligoms kaip cholera, vidurių šiltinė ar salmonelės [šaltinis: Pasaulio sveikatos organizacija].

Sūrus arba sūrus vanduo, paverstas gėlu vandeniu, gali paveikti tiek menką vandens racioną, tiek nuolat didėjantį poreikį. Tai ypač pasakytina apie kai kurias JAV pakrančių bendruomenes, kovojančias su gėlo vandens trūkumu [šaltinis: Kalifornijos vandenyno išteklių programa]. Be to, gėlinimo įrenginiai gali būti patikimi vandens šaltiniai net ir sausros metu.

2009 m. Pasaulyje veikė daugiau kaip 1400 gėlinimo įrenginių, kurie per dieną pagamina daugiau nei 15 milijardų galonų vandens. Dar statomos 244 gamyklos, daugelis iš jų Viduriniuose Rytuose [šaltinis: Tarptautinė gėlinimo asociacija]. Tačiau didžiausia atvirkštinio osmozės gėlinimo įmonė pasaulyje, kuri atidarė 2010 m. Gegužės mėn., Yra Izraelio Viduržemio jūros pakrantėje [šaltinis: Dow]. Kalifornijos Carlsbade šiuo metu vyksta statybos darbai, kad būtų sukurta didžiausia Vakarų pusrutulio gėlinimo įmonė, kuri, kaip apskaičiuota, kasdien pagamintų 50 milijonų galonų geriamojo vandens [šaltinis: Poseidon].

Vis dėlto dažnai visuomenėje susidaro nuomonė, kad nudruskytas vanduo neturi gero skonio ir nėra geras. Pvz., Izraelyje daugelis žmonių vis labiau linkę gerti gėlintą vandentiekio vandenį dėl susirūpinimo sveikata [šaltinis: Mizroch]. Tačiau gėlintą vandenį - tiesiai iš čiaupo - paprastai saugu gerti. Pavyzdžiui, tyrime Saudo Arabijoje nenustatyta jokių reikšmingų skirtumų tarp vandens, iš kurio vanduo tiekiamas iš čiaupo, ir vandens buteliuose - išskyrus tai, kad vanduo, iš kurio pašalintas gėlintas vanduo, nepalieka tuščių plastikinių butelių. [Šaltinis: Ahmad].

O kas būtų, jei būtų galima nešiotis nešiojamąjį gėlinimo įtaisą, kad būtų galima asmeniškai tiekti gėlo geriamojo vandens? Idėja gali būti ne tokia tolima, kaip jūs manote.

Druska ir dar daug daugiau

Žinoma, galite tikėtis, kad gėlinimo procesas pašalins druską iš vandenyno vandens. Bet ar žinojai, kad valymas tuo nesibaigia? Gėlinimas - kad ir koks būtų metodas - taip pat pašalina organinius ar biologinius cheminius junginius, galiausiai gaunant aukštos kokybės geriamąjį vandenį, kuris neperduoda viduriavimo ar kitų ligų. Tai svarbu, nes besivystančiose šalyse kiekvieną dieną nuo ligų, susijusių su užterštu geriamuoju vandeniu, miršta beveik 4000 vaikų [šaltinis: Korpusas].

Gėlinimo ateitis

Kadangi visame pasaulyje ir toliau didėja gėlinimo įrenginių skaičius, kyla susirūpinimas dėl naujos technologijos, skirtos augalams maitinti. Šiuo metu didelėms gėlinimo užduotims atlikti reikia daug energijos ir dažnai tai reikalauja daug priežiūros priemonių dėl daugybės darbinių dalių, tokių kaip membranos, kurios dažnai žlunga [šaltinis: Schirberis].

Išlaidos yra dar vienas rūpestis: per pastaruosius penkis dešimtmečius viešosios ir privačios investicijos į gėlinimo technologijos plėtrą visame pasaulyje pasiekė daugiau nei milijardą dolerių. Ir net pasiekus pažangą, mintis, kad gėlinimas panaikins vandens trūkumą, toli gražu nėra tikrovė. Taip yra todėl, kad vis dar labai brangu planuoti, statyti ir valdyti gėlinimo įrenginius [šaltinis: Vandens mokslo ir technologijų taryba]. Tiesą sakant, vidutinės vieno akrinio pėdų - apie 325 000 galonų - druskingo vandens pavertimo gėlu vandeniu išlaidos vidutiniškai svyruoja nuo 800 USD iki 1 400 USD ir reikalauja daug energijos [šaltinis: Amerikos chemijos draugija].

Gėlo vandens gavimas naudojant atvirkštinę osmozę kainuoja maždaug trečdaliu mažiau nei daugiapakopė blykstė, daugiausia dėl šiluminės energijos, kuri naudojama pastarąjį metodą naudojant virimo procese, sąnaudų [šaltinis: Vandens mokslo ir technologijų taryba]. Deja, abu procesai, kaip ir visos gėlinimo technologijos, sukuria sūrymą. Šis šalutinis gėlinto vandens produktas turi didelę druskos koncentraciją ir, patekęs atgal į natūralų vandens telkinį, gali pakenkti jūrų gyvybei. Taip yra todėl, kad sūrymas, paprastai tankesnis už vandenį, į kurį jis patenka, nusėda virš žemų nuosėdų, kur išeikvoja aplinkinius deguonies vandenis [šaltinis: Teksaso universitetas Austine].

Šios išlaidos ir aplinkosaugos problemos yra neatsiejama kito gėlinimo technologijos ir procesų patobulinimo etapo dalis. Korėjos tyrėjai ir Masačusetso technologijos institute kuria lengvus nešiojamus gėlinimo įrenginius. Vienetai gamina pakankamai gėlo vandens, kad palaikytų kelis žmones. Norėdami pašalinti druską ir kitas nuosėdas, naudodami 1600 filtrų, naudokite gravitaciją - tiesiog supilkite sūrą vandenį į prietaiso viršutinę dalį [šaltinis: MIT].

Kaip ir šie nešiojami saulės energija varomi įrenginiai, didelio masto atvirkštinės osmoso jėgainės, nors vis dar yra planavimo stadijoje, taip pat galėtų žymiai sumažinti gėlinimo įrenginių priklausomybę nuo iškastinio kuro. Tiesą sakant, Nacionalinis mokslo fondas Mičigano universiteto ekspertų grupei, tyrusiai saulės energijos poveikį gėlinimo technologijai, skyrė 2,5 mln. USD [šaltinis: Richardas]. Be vyriausybės finansavimo JAV ir užsienyje, privataus finansavimo šaltiniai pradeda atkreipti dėmesį į efektyvesnių gėlinimo pastangų plėtrą. Aišku viena: jei pagerės gėlinimo procesas, jis gali pakeisti visus neturtingiausius regionus į gerąją pusę.

Norėdami numalšinti troškimą gauti dar daugiau informacijos apie vandenį, tyrinėkite nuorodas kitame puslapyje.


Vaizdo Papildas: CORFU, 1966 (8mm).




Tyrimas


Negyvas Banginis Plauna Į Krantą Šokiruodamas 88 Svarus. Plastiko Jos Skrandyje
Negyvas Banginis Plauna Į Krantą Šokiruodamas 88 Svarus. Plastiko Jos Skrandyje

Kaip Žemės Branduolys Įgijo Savo Geležį
Kaip Žemės Branduolys Įgijo Savo Geležį

Mokslas Naujienos


Kaip Veikia Žaliosios Beretės
Kaip Veikia Žaliosios Beretės

Pirštų Nagai Ant Lentos: Kodėl Šis Garsas Suteikia Jums Drebulį
Pirštų Nagai Ant Lentos: Kodėl Šis Garsas Suteikia Jums Drebulį

Kas Yra Baltasis Triukšmas?
Kas Yra Baltasis Triukšmas?

Ar Mokslas Palaipsniui Nutraukia Miegą?
Ar Mokslas Palaipsniui Nutraukia Miegą?

Ar Skaitmeninis Kaupimas Yra Psichikos Sutrikimas (Ir Ar Jūs Jį Turite)?
Ar Skaitmeninis Kaupimas Yra Psichikos Sutrikimas (Ir Ar Jūs Jį Turite)?


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com