Krótko i węzłowato. Odsalanie wody morskiej

Tekst: Katarzyna Starczewska

Data publikacji

09 12 2022

Krótko i węzłowato. Odsalanie wody morskiej

Czy Polska jest bogatym krajem? Patrząc z perspektywy dostępu do słodkiej wody – zdecydowanie tak! Wykorzystujemy taką wodę nie tylko do picia, mycia czy gotowania, ale i w toaletach, fontannach, do podlewania roślin czy napełniania basenów. Czy to oznacza, że mamy jej za dużo? Czy odzyskiwanie wody lub pozyskiwanie dodatkowych milionów litrów np. przez odsalanie wody morskiej jest więc nam potrzebne? Odpowiedź na te pytania wymaga najpierw przyjrzenia się temu, co kryje się pod pojęciem “odsalanie wody morskiej”.

W tym samym czasie, kiedy zużywamy mnóstwo czystej wody, na świecie ponad 2 mld ludzi nie ma do niej w ogóle dostępu. [1] Z artykułu „Krótko i węzłowato. My i woda na Ziemi, cz. 1”, wiemy, że wody słodkie stanowią tylko 3% zasobów wodnych, znajdujących się na powierzchni Ziemi, z czego jedynie 0,5% nadaje się do użytku przez ludzi. Co z resztą wody? Większość z niej jest słona i nie nadaje się do spożycia. Nadmiar zasolenia sprawia, że jest szkodliwa dla zdrowia. Pijąc słoną wodę, człowiek wydala więcej płynów niż wypił. [2] W takim razie, czy jej olbrzymie ilości można w jakiś sposób wykorzystać, by ułatwić dostęp do tego życiodajnego związku tlenu i wodoru?

Odsalanie – jak i za ile?

Wydaje się, że idealnym sposobem byłoby odsalanie wód słonych. Na całym świecie naukowcy prowadzą badania nad technologiami, które byłby w stanie pozyskać w ten sposób czystą wodę możliwie najtańszym kosztem. Dobór odpowiedniej technologii zależy jednak od jakości pobieranej wody, zużycia i kosztów energii oraz ceny odsolonej wody. Obecnie wiąże się on z dużymi nakładami finansowymi. [3] Koszt odsalania wody w przeliczeniu na jedną osobę waha się od 2,3 zł do prawie 6 zł za m³. Biorąc pod uwagę, że zużycie wody w Europie na jedną osobę to średnio prawie 53 m³i mnożąc to wszystko przez setki milionów mieszkańców Europy dostajemy monstrualny rachunek. [9] Istotnym problemem jest ilość zużytej do tego procesu energii. Szacuje się, że do odsalania zużywa się jej 10 razy więcej niż w przypadku pozyskiwania wody z innego źródła. [4]

Problemem jest również sposób utylizacji solanki. Opisując skrótowo odsalanie polega na pozbyciu się z wody morskiej soli i innych substancji. Jest kilka metod, pozwalających uzyskać czystą wodę. Trzy najpopularniejsze to destylacja, elektrodializa i odwrócona osmoza z wykorzystaniem półprzepuszczalnych membran. [2]

Pierwsza z nich – destylacja – polega na podgrzewaniu wody morskiej do temperatury wrzenia w celu oddzielenia soli i zanieczyszczeń oraz ponownym skraplaniu czystej wody. [5] W przypadku elektrodializy pod wpływem prądu elektrycznego z wody wytrącają się sole. [10] Odwrócona osmoza to z kolei proces polegający na oddzieleniu dwóch roztworów o różnym zasoleniu w taki sposób by woda pitna przemieszczała się do obszarów o niskim stężeniu soli, natomiast cząsteczki o wysokiej zawartości soli znajdowały się po drugiej stronie membrany. By mogło się to zadziać, słona woda przepływa pod wysokim ciśnieniem przez membranę i pozostawia na niej sól. Takie ciśnienie nazywane jest ciśnieniem osmotycznym. [6]

Odwrócona osmoza. A – ciśnienie pchające wodę, B – słona woda, C – cząsteczki soli, D – membrana, E – oczyszczona woda, F – odpływ czystej wody. Za: Colby Fisher/Wikipedia, CC BY-SA

Ostatnio dodane do Rozoom

06Lis

Na wystawie w Cogiteonie. Co się działo, zanim ludzie stworzyli cywilizację? cz.2

Zaczęło się dawno, dawno temu, gdy przodkowie ludzi i szympansów poszli własnymi ewolucyjnymi...

22Paź

Aerodynamika, czyli rzecz o samolotach, szybkich samochodach i przystrojonych kominach.

Każdy przedmiot upuszczony z wysokości – spada na Ziemię. Takie doświadczenia gromadzimy od...

07Paź

Na wystawie w Cogiteonie. Co się działo, zanim ludzie stworzyli cywilizację?

Około 8 milionów lat temu żył w Afryce wspólny przodek człowieka i szympansa. Zamieszkiwał lasy i...

19Wrz

Świat Diuny. (Nie)realna biologia czerwi pustyni, cz. 2

Co jedzą te smoki? Jak wielkie mogą urosnąć? Jak może wyglądać konstrukcja szkieletu, który...

22Maj

Świat Diuny. (Nie)realna biologia czerwi pustyni, cz. 1

Oto bohater pierwszoplanowy. Miejscowi nazywają go Shai Hulud, a naukowcy Geonomyodium arachnus....

19Mar

Wiosna w lesie

Nim skończył się luty w lasach już pojawiły się już pierwsze kwiaty. Teraz nadszedł bardzo dobry...

Od glinianych filtrów po pustynne kombinaty przerobu wody

Destylację i filtry stosowano od tysięcy lat. Greccy marynarze gotowali wodę, by pozbyć się soli, a Rzymianie stosowali gliniane filtry do jej zatrzymywania. [7] Z kolei marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych w przeszłości, podczas katastrof, wykorzystywała statki z napędem jądrowym w celu odsalania wody morskiej. [8] Teraz jednak problem z niedoborem czystej wody jest tak duży, że technologie te muszą być wykorzystywane na dużo większą skalę, co niesie ze sobą olbrzymie wyzwanie dla światowej gospodarki. Oprócz wspomnianych wcześniej kosztów energii potrzebnej w procesie odsalania problemem jest też emisja szkodliwych substancji do atmosfery podczas procesu pozyskiwania czystej wody. [11]

Obecnie istnieje na świecie około 20 000 zakładów odsalania wody morskiej. Większość z nich, zlokalizowana jest na lądzie w Arabii Saudyjskiej, Zjednoczonych Emiratach Arabskich i Kuwejcie. [8] Państwa te na tle świata są bogate pod względem ekonomicznym, ale ubogie w zasoby wody. Ponadto odsalanie wód stosowane jest na dużą skalę w Wielkiej Brytanii, Chinach, Stanach Zjednoczonych, Brazylii, RPA i Australii. [8]

Odsalanie wody z Bałtyku?

Mimo, że na co dzień nie myślimy o kryzysie wodnym, to Polskę również dotyka ten problem. Jest to spowodowane głównie zmianami klimatu, a co za tym idzie długotrwałymi suszami. Poziomy rzek są coraz niższe, co sprawia, że miasta nie mają możliwości poboru takiej ilości wód jak dotychczas. Kolejnym problemem, z którym się zmagamy jest retencjonowanie wody. [2] Wydawać by się mogło, że odsalanie byłoby idealnym rozwiązaniem, dzięki dostępowi do Morza Bałtyckiego. Tutaj jednak sprawa nie jest tak oczywista. Bałtyk w porównaniu z innymi morzami jest mocno zanieczyszczony, co sprawia, że konieczne byłoby zastosowanie skomplikowanych technologii by odsolić i odpowiednio oczyścić wodę, tak by nadawała się do ponownego wykorzystania. [2] Co za tym idzie? Olbrzymie nakłady finansowe, na które obecnie nas nie stać.

Pozostało nam więc w dalszym ciągu oszczędzać wodę na różne sposoby.