Проблему воды в засушливых странах помогут решить уловители тумана
В то время как засушливые регионы мира пытаются удовлетворить потребности растущего населения в воде, исследователи ищут альтернативные пути водоснабжения таких стран. Новое устройство, изготовленное при помощи простых технологий, может предложить недорогую и обильную альтернативу дождевой воде – уловитель тумана.
Многие страны, такие как Чили, Перу и Мексика, где запасы питьевой воды ограничены, в течение многих лет экспериментировали с аналогичными устройствами. Теперь же исследователи из Массачусетского технологического института и их чилийские коллеги взялись за первое систематическое изучение, нацеленное на максимально возможное получение воды из туманов.
Такие устройства, как правило, состоят из пластиковой ячеистой сети, закрепленной на стойках. В то время как ветер, несущий туман, дует сквозь сеть, капли воды собираются вдоль ее нитей и направляются в стоящий ниже резервуар.
Установка работает хорошо, но ее эффективность изменяется в зависимости от натянутой сети.
«Используемые материалы были дешевыми, легкодоступными и выносливыми, — рассказывает Гарет МакКинли, инженер института и соавтор работы, описывающей новое исследование. – А вот что не проводилось, так это систематическое изучение, которое показало бы, как можно оптимизировать эффективность улавливания тумана, объединив динамику жидкости и химию поверхности».
Ученые измерили, как варьируется объем полученной воды при изменениях толщины нитей сети, размера отверстий между нитями и покрытия, нанесенного на них. Они обнаружили, что уменьшение просвета между нитями и их толщины значительно увеличивает объемы получения воды. В итоге они остановились на толщине нити в три раза больше человеческого волоса. Более тонкие материалы могли бы произвести больше воды, но утратили бы необходимую прочность.
Эти детальные измерения помогут увеличить объемы получаемой воды до более 12 литров в день на квадратный метр сети, тогда как прежний показатель составлял лишь несколько литров в день. Это открывает возможности для обеспечения водой обширных территорий засушливой сельской части Чили, где доступ изолированных сообществ к электричеству и питьевой воде ограничен.
Вода тумана вполне чистая, пить ее, как правило, безопасно, так какзагрязняющие вещества при испарении воды в небо остаются на земле. Все же в капли тумана могут попасть примеси, но исследователи не обнаружили опасные объемы загрязнителей в собранной в Чили воде. Конечно, они могут стать серьезной проблемой в более индустриализированных регионах, страдающих от недостатка воды. Например, это территории, где расположено много ферм, а пахотные земли активно обрабатываются. В воздухе таких регионов циркулируют пестициды и другие сельскохозяйственные отходы с высоким уровнем содержания.
Далее ученые планируют испытать обновленный дизайн в Чили, чтобы определить выносливость и эффективность конструкции в полевых условиях. В конечном итоге они надеются помочь местному населению установить устройства на обширных площадях.
В конце нашей публикации, уважаемые читатели, представляем вашему вниманию новости финансов мира. Здесь вас ждет информация о точном состоянии финансовых рынков, курсы валют, индексы и ставки. www.kursiv.kz — информационный портал для деловой аудитории.
{social}
ecoenergy.org.ua
Как можно решить проблему обеспечения водой засушливых стран мира?
Вопрос задан 09.02.2019 в 16:26. Предмет География. Спрашивает Волк Дима.Ответы на вопрос
Отвечает Пырко Аня.
На вопрос “Как можно решить проблему обеспечения водой засушливых стран мира?” ответ был предоставлен пользователем Гость по предмету “География”. Чтобы ознакомиться с ответом нажмите кнопку “Показать ответ”
Показать ответ
Последние заданные вопросы в категории География
Ответов: 2Ответов: 1
Ответов: 1
Ответов: 1
Ответов: 1
Ответов: 1
Ответов: 1
Ответов: 2
Ответов: 1
Ответов: 1
Как справляются с нехваткой чистой воды
На данный момент весь Аравийский полуостров и страны Персидского залива погружены в глубокий кризис – водный кризис. Этим государствам, несмотря на высокую степень экономического развития, не хватает чистой и пресной воды. Статистические данные приводят к источнику этой ситуации: уровень потребления воды на душу населения в этих государствах в несколько раз превышает среднемировой показатель. Нехватку воды пытаются компенсировать опреснением и добычей пресной воды из самых разных источников. Но и это пока не привело к результату, который позволил бы перестать опасаться за будущее.
Водный кризис в странах Персидского залива
В 2025 г. население аравийских монархий достигнет 59 млн человек, а в 2050 г. – 72 млн. Вода становится более важным стратегическим ресурсом, чем нефть и газ. Уже сейчас тонна чистой воды в засушливом климате стоит дороже нефти. Обеспечение водной безопасности – одно из основных условий дальнейшего развития региона.
Обеспеченность водными ресурсами
Страны Аравийского полуострова, входящие в Совет сотрудничества арабских государств Персидского залива (ССАГПЗ, далее – страны Залива), за исключением Омана, характеризуются абсолютным дефицитом водных ресурсов. Недостаток возобновляемых водных ресурсов в этом регионе сопровождается засушливым климатом, малым количеством осадков, высоким уровнем испарений, наличием в основном невозобновляемых подземных вод.
Обеспеченность водой стран-членов Совета сотрудничества арабских государств Персидского залива.
Возобновляемые водные ресурсы на душу населения
Порог обеспеченности возобновляемыми водными ресурсами на человека в мире составляет 1000 куб. м в год. В странах Залива средний показатель возобновляемых водных ресурсов на душу населения – 92 куб. м. Самый низкий показатель у Кувейта – 7 куб. м. Наиболее благоприятное положение с возобновляемыми ресурсами в Омане – 492 куб. м на человека.
Все страны региона опираются на подземные запасы воды, которые считаются стратегическим резервом. В 1974-1990 гг. регион стал свидетелем противостояния за доступ к воде, а именно за богатый грунтовыми водами и нефтью оазис Бурейми, расположенный к востоку от Абу-Даби на границе ОАЭ и Омана. В 1974 г. компания Aramco начала буровые работы на территории Бурейми, что вызвало негативную реакцию у британцев, считавших ее частью эмирата Абу-Даби. Тогда же Саудовская Аравия признала за Абу-Даби право на Бурейми в обмен на признание части территории Катара за Саудовской Аравией. В результате Катар был отрезан от ОАЭ, а Саудовская Аравия получила выход к Персидскому заливу.
Запасы глубоких грунтовых вод в странах Залива оцениваются в 2330 млрд куб. м, из которых возобновляемых только 2,7 млрд куб. м (см. рис. 4).
Возобновляемые водные ресурсы и среднее потребление на душу населения, куб. м в год.
Сегодня в Бахрейне, Катаре и ОАЭ обеспечен стопроцентный доступ населения к воде. В Кувейте этот показатель – 99%. Самый низкий показатель у Омана: лишь 86% сельского и 96% городского населения имеют доступ к пресной воде.
Динамика и направления потребления воды
Все страны региона опираются на подземные запасы воды, которые считаются стратегическим резервом. В 1974-1990 гг. регион стал свидетелем противостояния за доступ к воде.
Увеличение потребления пресной воды в регионе происходит за счет роста численности населения, урбанизации, а также использования воды в экономике. Растущий спрос на водные ресурсы в сочетании с их абсолютным дефицитом не может не вызывать серьезную обеспокоенность. Так, по прогнозам, в 2020 г. спрос на воду в Саудовской Аравии и Катаре возрастет более чем в 2 и 3 раза соответственно по сравнению с 2000 г.
Регион страдает не только от недостатка воды, но и от неэффективного управления водными ресурсами. Чрезмерное потребление воды вопреки ее объективной нехватке стало одной из самых серьезных проблем – расход воды на душу населения в большинстве стран Залива в несколько раз превышает среднемировой показатель. Растущий средний класс ведет крайне водозатратный образ жизни. Строительство частных бассейнов, разведение садов, увлечение гольфом наряду с отсутствием ограничений и субсидированием воды способствуют дальнейшему росту потребления водных ресурсов. Ежедневный расход составляет в зависимости от страны 300-750 л на человека. К примеру, среднестатистический житель ОАЭ потребляет 550 л воды в день. В то же время расход воды на одного британца и немца составляет 193 л и 149 л в сутки соответственно. К тому же растущая экономика региона оказывает давление на спрос на воду.
Использование пресной воды сельским хозяйством, коммунальными службами и промышленностью, в %, 2011 г.
Направление в сельское хозяйство львиной доли воды неэффективно, хотя и частично решает вопрос продовольственной безопасности. Аграрный сектор дает менее 5% ВВП региона. Экономики аравийских монархий достигли процветания благодаря добыче и экспорту нефти. В то же время в рамках политики диверсификации были созданы новые энергозатратные отрасли – нефтепереработка, нефтехимия, производство алюминия и др. Нацеленность государств на дальнейший рост предполагает решение вопроса дефицита водных ресурсов.
Способы решения проблемы обеспеченности пресной водой
Когда наземные и подземные источники воды не могут удовлетворить существующие запросы, страны Залива вынуждены искать иные способы пополнения дефицита воды. Сегодня регион находится на первом месте в мире не только по потреблению воды, но и по ее опреснению. На экономики ССАГПЗ приходится почти 60% мировых мощностей по опреснению воды.
На фоне скудных водных запасов средний уровень потребления воды в регионе превышает показатель обеспеченности в 9 раз.
Первый завод по опреснению воды в регионе был построен в Кувейте в 1951 г. История опреснения воды тесно связана с добычей нефти. В результате нефтяного бума стало возможным сооружение дорогостоящих заводов по опреснению воды. По данным Arab News, Саудовская Аравия ежедневно использует 1,5 млн баррелей нефти на своих опреснительных установках, которые обеспечивают 50–70% пресной воды в стране (1, 2). Заметное расширение вложений в опреснение воды произошло с начала 1980-х годов. Сегодня Саудовская Аравия и ОАЭ отличаются самыми солидными объемами опреснения воды не только в регионе, но и в мире (см. рис. 5). В апреле 2014 г. в Саудовской Аравии открылся крупнейший в мире завод, производящий 1 млн куб. м воды и 2,6 тыс. МВт электроэнергии в сутки. Стоимость проекта – 7,2 млрд долл.
Мощности по опреснению воды в ССАГПЗ.
В 2011 г. опреснение воды в ССАПГЗ осуществлялось на 294 заводах, из которых 128 располагались в Саудовской Аравии, 98 – в ОАЭ, 24 – в Кувейте, 19 – в Омане, 13 – в Катаре и 12 – в Бахрейне. Опресненная вода используется для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд, а также для производства питьевой воды.
В ближайшие пять лет страны Залива планируют инвестировать около 100 млрд долл. в опреснение воды. Например, Кувейт с 2005 по 2014 гг. уже инвестировал в инфраструктуру производства воды 5,28 млрд долл.
Наиболее высокой долей использования опресненной воды в совокупном потреблении характеризуются Бахрейн (79%), Катар (75%) и ОАЭ (67%) (см. рис. 6). Однако пока опреснение не может считаться универсальным способом обеспечения жителей питьевой водой из-за низких вкусовых качеств и содержания в ней вредных веществ.
Очистка и повторное использование сточных вод – еще один способ получения пресной воды. Практически все страны Залива имеют развитые очистительные системы для утилизации и повторного использования загрязненных вод. В среднем в 2009 г. сбор сточных вод в ССАГПЗ составлял 52%. В Бахрейне уровень сбора достигал 70% (цель – полная очистка к 2015 г.), в Омане – 15%. Очистка собранных сточных вод в Бахрейне самая высокая в регионе (100%), в Кувейте – 87%, Саудовской Аравии – 75%. По использованию очищенных сточных вод лидируют Оман (100%) и ОАЭ (89%).
Доля опресненной воды в совокупном использовании воды, в процентах в год.
Строительство резервуаров для хранения воды также считается необходимой мерой для обеспечения водной безопасности. В случае остановки опреснительных заводов, например, в Катаре запасов воды хватит менее чем на полтора дня, в ОАЭ – на два дня. В ССАГПЗ выделяются солидные средства для увеличения запасов воды. Так, Катар объявил о выделении 900 млн долл. на строительство к 2017 г. резервуаров для хранения семидневного запаса воды.
Среди источников пресной воды значится и импорт воды. Питьевая вода завозится всеми странами региона и продается в бутылках или на разлив. Неоднократно обсуждались и изучались проекты по транспортировке воды из соседних стран. В 1986 г. было предложено строительство двух трубопроводов из Турции для транспортировки вод рек Сейхан и Джейхан. Рассматривалась возможность импорта воды из Нила через Саудовскую Аравию в другие страны Залива. В 2003 г. было подписано соглашение между Кувейтом и Ираном о транспортировке воды по трубопроводу. Было проведено предварительное исследование целесообразности импорта воды из Индии через Оманский залив в ОАЭ и далее по трубопроводам в другие страны региона.
Чрезмерное потребление воды вопреки ее объективной нехватке стало одной из самых серьезных проблем – расход воды на душу населения в большинстве стран Залива в несколько раз превышает среднемировой показатель.
Сегодня страны ССАГПЗ договорились о строительстве трубопровода стоимостью 10,5 млрд долл. И протяженностью почти 2000 км, соединяющего страны Залива. В проект включено строительство двух опреснительных заводов в Омане по производству 500 млн куб. м воды, которой будут снабжаться по трубопроводу районы ССАГПЗ, испытывающие потребность в опресненной воде.
Рациональное использование воды – еще один способ снижения потребности в воде. Пропаганда бережного отношения к воде вкупе с внедрением водосберегающих технологий в промышленности и сельском хозяйстве, повышение тарифов на воду должны принести свои плоды. К 2017 г. в Катаре планируется снизить частное потребление воды на 35%. В эмирате Абу-Даби недавно запретили использование грунтовых вод для выращивания кормов для животных. Саудовская Аравия постепенно сворачивает производство зерна, одновременно стимулируя компании инвестировать средства в страны, обладающие большим сельскохозяйственным потенциалом.
С 2007 г. страны ССАГПЗ начали активно вкладывать средства в сельскохозяйственные угодья за рубежом с целью обеспечения своих потребностей в продовольствии. Изначально вложения осуществлялись преимущественно в развивающиеся страны. Не все попытки оказались удачными. Эмиратская инвестиционная компания Jenaan приобрела в Египте 67200 га земли для выращивания кормов для скота в ОАЭ. Введение Египтом экспортной пошлины в размере 43 долл., забастовки рабочих, нехватка дизеля для сельхозтехники вынудили компанию переориентироваться на выращивание зерна для внутреннего рынка. Саудовская компания Saudi Star приобрела в Эфиопии 10000 га для выращивания риса. В 2012 г. на рабочих было совершено вооруженное нападение, 5 человек погибли.
Сегодня регион находится на первом месте в мире не только по потреблению воды, но и по ее опреснению.
В настоящее время странами региона взят курс на диверсификацию. География вложений в покупку земель и в агробизнес широка и включает Африку, Юго-Восточную Азию, Европу, США, Австралию. Таким образом, страны Залива существенно экономят на потреблении виртуальной воды, выращивая необходимые продукты за рубежом.
Существуют и более экзотичные способы добычи чистой воды. Так, ОАЭ экспериментируют с формированием дождевых облаков – в 2011 г. сообщалось, что на проект выделено 11 млн долл.
Несмотря на диверсифицированные подходы к снижению водной зависимости, воды Залива остаются единственным источником получения опресненной воды для стран ССАГПЗ. Загрязнение вод нефтяными разливами, «красными приливами», радиоактивными отходами и т.п. ставит под угрозу получение пресной воды. Перебои с электроснабжением, хакерские атаки, природные бедствия и военные действия также могут нарушить непрерывность процесса опреснения. Так, в 1991 г. во время нападения Ирака на Кувейт было разрушено несколько опреснительных заводов. Иракские военные подожгли 732 нефтяные скважины и сбросили в воды Залива 816 тыс. т сырой нефти. Своими действиями они поставили под удар не только функционирование опреснительных сооружений в Кувейте, но и состояние грунтовых вод в регионе.
Возможности для России
В условиях повышенного внимания к вопросу водной и продовольственной безопасности в регионе Россия может предложить ряд вариантов взаимовыгодного сотрудничества.
Несмотря на диверсифицированные подходы к снижению водной зависимости, воды Залива остаются единственным источником получения опресненной воды для стран ССАГПЗ.
Одно из возможных направлений – экспорт питьевой воды. Россия занимает второе место по запасам пресной воды и часть своих возобновляемых водных ресурсов может продавать за рубеж. Выход России на рынки стран Залива может осуществляться в виде поставок бутилированной и небутилированной воды. Продажи воды в страны ССАГПЗ могут включать обычную и высококачественную питьевую воду. Следует обратить внимание и на поставку питьевых напитков (соков, морсов и т. п.) – они крайне водоемки и при этом наименее вредны с точки зрения производства.
В любом случае потребуются серьезные инвестиции в развитие соответствующих производств, в водоналивные транспортные средства и инфраструктуру. Привлечение инвестиций из аравийских стран-экспортеров нефти позволит российской стороне получить необходимые средства для развития производства, а арабским странам – дополнительный источник пресной воды. Rosvoda Corporation активно действует на этом направлении. Компания объявила о планах строительства завода по производству воды высшей категории качества производительностью более 50 млн т в год. В рамках проекта переговоры о привлечении инвестиций ведутся в том числе и со странами Залива.
Строительство очистных сооружений – еще один вариант расширения сферы российских интересов в странах ССАГПЗ. Россия обладает прогрессивными технологиями очистки сточных вод, уже зарекомендовавшими себя с лучшей стороны в странах Залива. Компания ЭКОС, работающая на рынке Саудовской Аравии около 8 лет, в 2006 г. успешно выполнила свой первый проект реконструкции канализационных очистных сооружений в Эр-Рияде. В 2013 г. она выиграла тендер на реконструкцию главных очистных сооружений столицы Саудовской Аравии с задачами довести их производительность до 500 тыс. куб. м в сутки и повысить качество очищенной воды до уровня, позволяющего ее повторное использование.
Российские компании могут предложить региону инновационные решения в области космических технологий для контроля и мониторинга загрязнения водных бассейнов, разведки запасов воды. На российском рынке представлено немало компаний-разработчиков и поставщиков программного обеспечения в области геоинформационных систем, картографии, геодезического и навигационного оборудования и приборов, поставщиков данных дистанционного зондирования, компаний, осуществляющих различные геодезические работы, некоторые из которых уже пытались выходить на рынки стран Залива.
Аренда сельхозугодий на территории России – еще один вариант выгодного взаимодействия, который согласуется с курсом на диверсификацию вложений в сельское хозяйство за рубежом и позволяет сократить потребление воды и обеспечить продовольственную безопасность.
Можно подумать и о более сложной схеме взаимодействия российских и региональных компаний – через инвестиционные проекты (Exchange Traded Funds – ETFs), индексные инвестиционные фонды, взаимные фонды, портфель которых формируется из акций компаний, обслуживающих водный сектор. Подобные фонды уже запущены не только в развитых странах (например, Pictet Water Fund, Kleinwort Benson Investors), но и на развивающихся рынках (бразильские Sanepar и Sabesp, таиландский Thai Tap Water, индийский VA Tech Wabag, филиппинский Manila Water Company). Россия и страны Залива могут совместно осваивать новые финансовые технологии. Привлекаемые инвестиции могут вкладываться в поиск и в инфраструктуру добычи воды, водосберегающие технологии, опреснение, очистку и т.д.
* * *
Страны-члены ССАГПЗ, несмотря на остро стоящий вопрос водной безопасности, обладают необходимыми финансовыми, энергетическими, управленческими и кадровыми ресурсами, позволяющими решать проблему обеспеченности пресной водой своих граждан и экономик в соответствии с их возможностями и стратегиями. Основные усилия будут направлены на совершенствование управления водными ресурсами стран региона, реформирование сельского хозяйства, привлечение частных инвестиций в водный сектор, увеличение вложений в сбор и очистку сточных вод, опреснение, расширение сетей водоснабжения и пополнение водных запасов.
Опреснение останется основным способом добычи пресной воды. Удовлетворение растущего спроса будет происходить за счет дальнейшего расширения опреснительных мощностей – ввода в эксплуатацию новых заводов и модернизации существующих. Импорт и транспортировка воды из соседних стран не получат развития ввиду социальных, экологических и политических угроз.
Страны Залива сосредоточат свои усилия на коллективной защите от угрозы нехватки воды. Основными направлениями этих усилий станут осуществление трансграничных проектов по опреснению и транспортировке воды, создание единой гидрогеологической базы данных, совместное управление водными ресурсами. Разработка и принятие единой водной стратегии ССАГПЗ будет следующей мерой, которая позволит эффективнее координировать и решать вопросы водной безопасности стран региона.
Автор: Ирина Ахмед Зейн Айдрус, к.э.н., доцент кафедры международных экономических отношений РУДН, эксперт РСМД
По материалам: Russiancouncil.ru
naqwa.com