Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ
Ежегодно с помощью выпаривания из морской воды добывают 35 млн. т соли, что составляет около трети всей добычи соли в мире.
851. Существует ли эффективный метод опреснения морской воды?Получение питьевой воды и воды, пригодной для нужд «ирригации, путём опреснения морской воды все еще обходится дороже, чем очистка загрязненной пресной воды. Только в некоторых бедных водой районах экономически целесообразно получать пресную воду путем опреснения. Когда будут созданы рентабельные опреснительные установки и, следовательно, стоимость опресненной воды снизится, потребление ее резко возрастет, что сделает опреснение делом не только привлекательным, но и жизненно необходимым. Потребление воды в США растет со скоростью 5,7 тыс. т в час! Во многих частях страны уже ощущается острая нехватка воды. В 1952 г. самые эффективные опреснительные установки позволяли получать пресную воду по цене более 1 доллара за 1 т. Сейчас цена снизилась до 25 центов, а в будущем, возможно, снизится до 5–6 центов.
852. Почему правительство так заинтересовано в разработке промышленных методов опреснения воды?В 1900 г. потребности США в пресной воде составляли около 150 млн. т в сутки, к 1920 г. эта цифра возросла более чем вдвое (350 млн. т), а к 1940 г. достигла 520 млн. т. В 1960 г. потребление воды составляло 1227 млн. т, а в 1965. г. — 1412 млн. т. Полагают, что к 1980 г. потребление пресной воды достигнет 1900 млн. т, а к 2000 г. — 4000 млн. т в сутки. Поэтому разработка экономически эффективных промышленных методов получения пресной воды из практически неограниченных запасов морской воды жизненно необходима, если мы хотим, чтобы будущие поколения не испытывали недостатка в воде.
853. Какими методами получают пресную воду из соленой?Существуют три основных метода:
1) дистилляция — процесс опреснения, основанный на том, что при кипении соленой воды соль не испаряется и конденсируется пресная вода;
2) использование мембраны (физической перегородки), отделяющей соль за счет избирательного одностороннего пропускания соли либо воды;
3) кристаллизация — метод отделения соли от воды с помощью гидратов или замораживания.
Около 98% всех опреснителей работают на принципе дистилляции, мембранные и кристаллизационные системы составляют лишь 2%.
854. Сколько всего в мире производится пресной воды за счет опреснения морской?На 1 января 1969 г. во всем мире в сутки вырабатывалось 220 тыс. т опресненной воды. Полагают, что в ближайшие годы будет опресняться около 6 млн. т воды в сутки.
855. Какое количество действующих опреснительных установок существует в мире?В списке Управления по опреснению соленой воды Министерства внутренних дел на 1 января 1969 г. числится 686 действующих и строящихся опреснительных установок, дающих в сутки более 100 т воды каждая. Из них 54 установки построены после 1968 г.
856. Как географически распределены опреснители?На первом месте стоит Средний Восток, где 74 опреснителя дают 24 тыс. т пресной воды в сутки. Первые крупные установки мощностью более 4 тыс. т в сутки были построены в районах нефтедобычи вокруг Персидского залива. В США и их владениях производится 20,3 тыс. т пресной воды на 322 опреснительных установках. В СССР имеется 7 опреснительных установок, производящих 14 тыс. т воды в сутки. 88 европейских установок дают 11 тыс. т, а 26 установок в странах Карибского моря — 6 тыс. т. В Северной Америке (кроме США) существует 12 установок, вырабатывающих 3,2 тыс. т, в Южной Америке — 21 опреснитель, общей производительностью 1,5 тыс. т в сутки. В Азии 24 установки дают 1,2 тыс. т, а в Австралии 6 установок — 0,5 тыс. т.
857. Где находится крупнейшая в мире опреснительная установка и какова ее мощность?Крупнейшим опреснителем на Американском континенте является установка в г. Росанта в Мексике, которая дает 2,9 тыс. т в сутки. Самый крупный опреснитель в США расположен в Ки-Уэст (Флорида) и дает 1 тыс. т воды в сутки. Одна из крупнейших установок в Европе, расположенная в г. Тернейзен (Голландия), дает 3 тыс. т в сутки. Крупнейший советский опреснитель находится в г. Шевченко. Он рассчитан на полную мощность 12 тыс. т воды в сутки и, по-видимому, является крупнейшим в мире.
858. Сколько опреснительных установок работает в США?К 1969 г. их было 307, кроме того, 15 установок работали в заморских владениях США. Опреснители производительностью более 100 т воды в сутки имеются в 37 из 50 штатов.
859. На какие нужды идет пресная вода, получаемая из морской воды?По данным ООН, около 50% опресненной воды идет На бытовые нужды. Почти столько же (48%) используют промышленные предприятия. Остальные 2% потребляют армия, туристы и пр.
860. Как получают пресную воду на американских антарктических станциях?Чаще всего для получения пресной воды растапливают снег. Поскольку топливо на внутриматериковые станции доставляют с базы Мак-Мердо самолетами, то полученную таким способом воду приходится расходовать экономно. В Мак-Мердо пресную воду получают за счет опреснения морской воды, которую закачивают прямо из залива. Источником энергии для опреснителя служит атомный реактор. Опреснение происходит в двух 16-ступенчатых испарителях, каждый из которых дает в сутки 53 т пресной воды. Для получения 1 л пресной воды перерабатывается около 10 л морской воды. Для предохранения распределительных труб от замерзания применяется электроподогрев.
861. Можно ли добывать золото из морской воды?Результаты анализов проб воды из разных частей океана различаются незначительно, если речь идет об 1 куб. м морской воды, но, когда мы переходим к оценкам содержания золота в 1 куб. км, абсолютные различия сильно возрастают. В 1 куб. км может содержаться золота на сумму от 5 тыс. до 25 млн. долларов.
После первой мировой войны, когда Германии нужно было выплачивать военную контрибуцию, она всерьез занялась проблемой добычи золота из океана. Эту идею поддержал выдающийся химик Фриц Хабер. Изучение возможности добычи золота из океана было одной из главных целей многочисленных экспедиций на «Метеоре», неутомимо бороздившем просторы Северной и Южной Атлантики с 1924 по 1928 г. Содержание золота в морской воде оказалось не столь высоким, как ожидалось, а стоимость его извлечения — чрезмерно высокой. Тем не менее экспедиции на «Метеоре» имели большое значение, так как они позволили собрать ценные океанографические данные.
862. Какие полезные ископаемые разрабатываются на морском дне?На первом месте, конечно, находятся нефть и газ. Это самые ценные из всех остальных ископаемых, добываемых на морском дне. Ежегодно нефти и газа добывается на сумму более 6 млрд. долларов. Песок и гравий, ракуша, олово, золото и другие полезные ископаемые собирают со дна моря драгами. Серу добывают из морского грунта, расплавляя ее с помощью перегретой воды и выкачивая на поверхность. Уголь, железную руду, никелево-медную руду добывают шахтным способом (ствол шахты начинается на суше). В Японии под водой добывается 30% угля, в Англии — более 10%.
863. Целесообразна ли разработка полезных ископаемых в глубоководных районах океана?В настоящее время рентабельна добыча полезных ископаемых лишь на материковом шельфе, однако в будущем, по мере истощения ресурсов суши, может возникнуть необходимость в разработке полезных ископаемых и в глубоководных районах океана. К уже разведанным минеральным ресурсам относятся марганцевые конкреции, марганцевая руда, медь, цинк и другие металлы; фосфориты, используемые при производстве сельскохозяйственных удобрений; красная глина, в которой содержатся алюминий и медь; глобигериновый ил, который можно использовать для производства цемента; диатомовый ил, служащий источником кремния, и бариевые шарики.
864. Когда впервые на морском дне обнаружили марганцевые конкреции?Впервые марганцевые конкреции были подняты с морского дна еще в 1875 г., во время легендарного трехлетнего кругосветного плавания «Челленджера». Систематическое исследование их географического распределения началось лишь во время Международного геофизического года в 1958 г.
865. Как образуются марганцевые конкреции?Полагают, что черные железо-марганцевые конкреции образовались в результате выпадения в осадок содержащихся в морской воде соединений железа и марганца. До сих пор неизвестно, образуются ли конкреции в результате чисто химических процессов или же к ним присоединяется деятельность бактерий. Некоторые ученые связывают образование конкреций с деятельностью подводных вулканов, другие с этим не согласны. Известно одно — конкреции образуются очень медленно. Радиоуглеродным методом установлено, что они растут со скоростью примерно 1 мм в тысячу лет.
