Основы агрономии
Полив почвы во многих засушливых районах связан с недостатком пресной воды из-за отсутствия поблизости естественных пресноводных водоемов. Достаточно сказать, что около 60 % земной поверхности относится к районам, где пресной воды очень мало или ее нет совсем. Зачастую, проблему можно было бы решить, если бы появилась возможность использовать для полива почвы (и для других хозяйственных целей) опресненной морской воды.
Запасы морской воды на Земле поистине неисчерпаемы, но эту воду невозможно использовать для хозяйственных целей из-за высокого содержания солей.
Вода, используемая для полива сельскохозяйственных культур, должна содержать очень мало солей — большинство культур не произрастает, если их поливают водой, содержащей более 0,25% солей. Очень болезненно реагируют растения и на содержание в воде щелочи.
Во многих странах, в том числе и в России изыскиваются пути опреснения морских вод, что сняло бы проблему засухи и недостатка пресной воды в районах, примыкающих к морским солоноводным водоемам.
Нехватка пресной воды все больше ощущается в индустриально развитых странах, как США и Япония, где потребность в пресной воде для бытовых нужд, сельского хозяйства и промышленности превышает имеющиеся запасы.
В таких странах, как Израиль или Кувейт, где уровень осадков очень низок, запасы пресной воды не соответствуют потребностям в ней, которые возрастают в связи с модернизацией хозяйства и приростом населения. В дальнейшем человечество окажется перед необходимостью рассматривать океаны как альтернативный источник воды.
Россия по ресурсам наземных пресных вод занимает первое место в мире. Один только Байкал способен удовлетворить нынешнюю потребность россиян в пресной воде. Достаточно привести такой пример: если попытаться заполнить байкальскую котловину, направив сюда воду всех рек земного шара, то на ее заполнение потребуется почти 300 дней.
Однако до 80% этих ресурсов приходится на малозаселенные и малоосвоенные районы Сибири, Севера и Дальнего Востока. Всего около 20% пресноводных водоемов расположено в центральных и южных областях с высокой плотностью населения, высокоразвитыми промышленностью и сельским хозяйством.
Некоторые районы Средней Азии (Туркмения, Казахстан), Кавказа, Донбасса, юго-восточной части РФ, обладая крупнейшими минерально-сырьевыми ресурсами, не имеют источников пресной воды.
Вместе с тем ряд районов нашей страны располагает большими запасами подземных вод с общей минерализацией от 1 до 35 г/л, не используемых для нужд водоснабжения из-за высокого содержания растворенных в воде солей. Эти воды могут стать источниками водоснабжения только при условии их дальнейшего опреснения.
Важным параметром морской воды при опреснении является ее солёность, под которой подразумевается масса (в граммах) сухих солей (преимущественно NaCl) в 1 кг морской воды. В разных морях содержание солей в единице объема воды может сильно колебаться (так, например, Черное, Каспийское и Азовское моря считаются слабосолеными). Средняя солёность вод Мирового океана составляет 35 г/кг морской воды.
Наряду с поваренной солью (NaCl) в морской воде содержатся и другие химические элементы, преимущественно, в виде ионов: K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Br-, F-, H3BO3, которые можно получать из морской воды в промышленных масштабах. Среди других веществ, содержащихся в морской воде — литий (Li), рубидий (Rb), фосфор (P), йод (J), железо (Fe), цинк (Zn) и молибден (Mo). Всего в морской воде обнаружено около 50 химических элементов в тех или иных концентрациях.
Способы опреснения морской воды
Наиболее известный (с глубокой древности) метод опреснения соленой воды — дистилляция, когда соленая вода испаряется в специальной установке, а затем из пара отбирают конденсат в виде пресной воды. Соли остаются в начальном растворе (тузлуке), который постоянно пополняется свежей морской водой.
Процесс достаточно трудоемкий и энергоемкий, поэтому лучшие умы человечества задействованы на удешевлении технологии получения пресной воды из морской.
Применяются вакуумные установки, позволяющие испарять воду при более низких температурах, а также технология вымораживания соли, когда охлажденная морская вода превращается в кубики пресноводного льда, покрытого кристаллами соли. Эти кристаллы затем смываются пресной водой и получается пресный лед.
Кроме указанных технологий известен способ отделения соли из воды при помощи ионных процессов. Известно, что растворенные в воде соли образуют ионы, имеющие отрицательный или положительный заряд. Благодаря этому явлению появляется возможность выделить ионы соли из воды при помощи электрических (электродиализ) или химических (ионообмен) процессов. Подобные установки уже применяются на практике, хотя технология еще далека до совершенства, и стоимость полученной пресной воды достаточно высока.
Применяются и другие методы опреснения морской воды — экстракция, основанная на том, что в некоторых органических жидкостях при низкой температуре растворяется больше воды, чем при высокой. Холодный экстрагент смешивается с соленой водой и «высасывает» из нее пресную воду, без солей. Пройдя через нагреватель, экстрагент «отпускает» из себя пресную воду.
Кроме перечисленных способов получения пресной воды применяют следующие малоизвестные методы: осмос, ультрафильтрацию, образование и последующее разложение гидратов, а также комбинацию перечисленных технологий.
Практическое применение технологий по добыче пресной воды из соленой в достаточно больших объемах осуществляется с первой половины прошлого века. Опресняющие установки производительностью до нескольких тысяч кубометров в сутки имеются во многих странах, в том числе и в бывшей республике СССР — Азербайджане. Здесь при помощи опреснительных технологий произведена попытка снизить проблему с водоснабжением города Баку.
Проблема с пресным водоснабжением возникла и в Крыму после известных событий, связанных с его присоединением к России в 2014 году. Украина (с целью наказания непокорных) перекрыла канал, подающий на полуостров пресную воду, тем самым создав дефицит, как технической, так и питьевой воды для населения.
Появились сведения о постройке на полуострове (в г. Керчь) установки для опреснения морской воды производительностью около 50 т/час. Полученная вода будет использоваться, преимущественно, для технических нужд (подпитки теплосетей и паровых котлов), что, в свою очередь, позволит значительно снизить нагрузку на общее водоснабжение.
Морская вода на этой установке будет проходить несколько этапов опреснения по комбинированной технологии. Так, для осветления предлагается использовать мембранную технологию ультрафильтрации, для опреснения — мембранную технологию обратного осмоса, для полировочного умягчения — ионообменную технологию.
Установка будет функционировать в автоматическом режиме, для контроля работы оборудования понадобится всего один оператор.
Современные технологии не позволяют в настоящее время получить качественную и дешевую пресную воду из морской воды, поэтому рентабельность возделывания культур на землях, полив которых осуществляется опресненной морской водой пока стоит под вопросом.
Тем не менее, научные работы в этом направлении постоянной ведутся во всем мире, в том числе и в нашей стране, поскольку нехватка пресной воды на планете с каждым годом становится все ощутимее.
Большие перспективы возлагаются на использование атомной энергии для отделения соли из морской воды, что позволит значительно удешевить опреснительные технологии.
Источник
Как добыть воду на необитаемом острове?
Как добыть воду на необитаемом острове, если вы вдруг оказались на таком? Этот вопрос приходит и должен приходить первым к вам в организации своего досуга в условиях выживания на необитаемом тропическом острове. Как вы оказались на острове — это вопрос другой, некоторые специально приехали, некоторые потерпели кораблекрушении и т.д. Добыча воды остаётся самым главным вопросом, всё остальное — потом, главное — вода!
И это только в фильмах люди, попавшие на необитаемый остров, сразу же находят на нём живительный источник воды, который изображён на фото справа. В реальной жизни на острове такие случаи крайне редки, так что надеяться на такой источник вовсе не стоит!
Такой источник можно обнаружить только на вулканическом острове, к тому же на нём должны быть горы, которые улавливают облака и дают истоки всем этим ручьям и рекам. Но на коралловом острове или же вулканическом, но без больших гор, такой источник не найти. Стало быть, вам придётся поломать голову, над вопросом. как добыть воду на этом острове.
Самый первый и простой вариант добычи воды — это кокосовые орехи. Если на вашем пляже нет кокосовых пальм, то вам следует пройти на другой, где они есть. Это только в кино все необитаемые острова мира имеют кучу ресурсов — кругом пальмы и ручьи, но на самом деле пальмы растут не повсеместно на островах, и есть такие острова, на которых их вообще нет ни одной! Я сам лично встречал такие острова в Индонезии!
Если же вам всё-таки повезло с пальмами, а оно, наверное, так и будет, то у вас есть источник питьевой воды. Кроме всего прочего, кокосовая вода содержит большое разнообразие солей, необходимых вашему организму (ведь с потом соли выходят), а также сахаров и витаминов. Но помните, что кокосовая вода слабит и много пить её не стоит. 2-3 зелёных кокоса в день вполне достаточно. Терять лишнюю влагу с поносом вам не к чему!
В молодых кокосах может содержаться до 1 литра воды, но не стоит рисковать своей жизнью, залезая на кокосовую пальму, можно употреблять и опавшие, созревшие кокосы. Заодно вы сможете использовать кокосовую копру и другие его части.
Кроме кокосов можно и нужно использовать солнечные опреснители. С помощью такого опреснителя можно добыть воду практически из любой другой, не пресной воды. Например, из морской воды или собственной мочи, а также из листьев растений.
Самодельный солнечный опреснитель
Солнечный опреснитель устроен просто. Вот один из его примеров:
- Вырывается ямка
- В ямку ставится емкость, в которой мы будет собирать пресную воду
- На дно ямки, сбоку от емкости кладём листья. Если вместо ямки используем больший сосуд (что желательнее), например, ведро, большую банку и т.д., то в сосуд можно налить любой воды.
- Плотно закрываем ямку/большой сосуд полиэтиленовой плёнкой По центру плёнки, прямо над нашей емкость размещаем грузик, чтобы конденсат скатывался по плёнке, и попадал в емкость.
Вода, переработанная через опреснитель, получается практически дистиллированная, поэтому в неё можно добавить небольшую часть морской воды. Но если у вас имеется неограниченный запас кокосовых орехов, то смешивать пресную воду с морской не стоит.
Устройство солнечного опреснителя
Хорошо, если в момент вашего пребывания на острове будет идти сезон дождей. Тогда вам просто необходимо будет собирать дождевую воду! Все емкости, которые у вас только есть, весь полиэтилен, всё, во что хоть как-то можно налить воду, используйте для сбора дождевой воды!
Хорошо, если вы обнаружите на остров бамбук — это незаменимая вещь в условиях выживания! Из бамбука можно сделать емкости для воды, можно сделать крышу для вашего убежища, со стоком воды в нужную сторону. У бамбука очень много применений. В нём можно кипятить воду, хранить воду. Если вы сделаете отверстие в сыром стебле бамбука, оттуда польётся вода, пригодная к питью.
Также можно попробовать рыть колодцы, которые через некоторое время могут наполниться водой. Это относится как к вулканическим островам, так и к коралловым.
Колодец на коралловом атолле, Маршалловы острова
В жаркий сезон такие колодцы могут пересыхать, но в остальное время вода будет в нём постоянно находиться, тем самым обеспечит вам постоянный источник пресной воды. Вам уже не придётся думать о том, как добыть воду, и вы сможете занять себя другими важными делами.
Источник