Ongeveer 70 procent van de wereld bestaat uit water, maar er kan zo weinig echt worden gebruikt omdat het meeste zout water is. Hemera/Thinkstock

Zout water reduceren tot zijn basiselementen - zout en water - is zo eenvoudig dat het een wetenschappelijke les is geworden voor eersteklassers. In feite, een "solar still" kan zout water in slechts enkele dagen in zoet water veranderen. Vul gewoon een grote kom met zout water en zet een leeg glas in het midden. Bedek vervolgens de kom - leeg glas en al - met plasticfolie met een klein gaatje in het midden. Plaats het apparaat in direct zonlicht, en bekijk de waterkringloop aan het werk:het zoute water verdampt, laat zoutkristallen achter, en creëert condensatie die opstijgt, verzamelt zich op het plastic membraan en druppelt in het lege glas. Het resulterende zoete water is goed genoeg om te drinken [bron:Williams].

Maar waarom zou u in de eerste plaats zout verwijderen? Blijkt, het drinken van zout water kan dodelijk zijn. Het innemen van zout geeft uw cellen het signaal om watermoleculen door te spoelen om het mineraal te verdunnen. Te veel zout, en dit proces kan een hele slechte kettingreactie veroorzaken:je cellen raken uitgeput van vocht, uw nieren zullen stoppen en uw hersenen zullen beschadigd raken. De enige manier om deze interne chaos te compenseren, is door vaker te plassen om al dat zout te verdrijven. een remedie die alleen zou kunnen werken als je toegang hebt tot veel vers drinkwater [bron:Thompson].

Mensen - vooral die in door water uitgehongerde delen van de wereld - zijn al eeuwen op zoek naar zoetwateroplossingen. Blijkt dat dezelfde mensen die gigantische sfinxen bouwden en door paarden getrokken wagens reden ook dorstten naar schone, zuiver water [bron:Jesperson]. Zelfs in de moderne tijd, hele bevolkingsgroepen worstelen met een wrede ironie; ze zijn omgeven door zout water, maar gebrek aan drinkwater. De schaarste leidt soms tot dodelijke conflicten. In 2009, omstanders doodden een gezin in het door droogte geteisterde India voor het verzamelen van water uit een gemeentelijke bron voordat het opdroogde [bron:Pacific Institute].

Maar wat als er een overvloedige toevoer van zoet water zou kunnen worden gecreëerd uit zout water? Een grootschalige ontziltingsoperatie - met principes die vergelijkbaar zijn met een eenvoudig klaslokaalproject - zou de wereld kunnen veranderen. Op de volgende pagina, we zullen onderzoeken waarom het niet altijd zo eenvoudig is om van zout water drinkwater te maken.

Inhoud

1. Ontzilting op het werk
2. Wateroplossingen
3. Toekomst van ontzilting

Ontzilting op het werk

Er is meer dan één manier om zout van water te scheiden, maar bijna 90 procent van de tijd, slechts een van de twee methoden wordt gebruikt:meertraps flits en omgekeerde osmose [bron:WorldPumps.com].

Weet je nog waarom het zo slecht is om zout water te drinken? Wanneer uw cellen water door het buitenmembraan laten gaan om te voorkomen dat u uitdroogt, osmose optreedt. Door het water door het membraan te bewegen, de cel probeert zijn hoge interne zoutconcentratie te egaliseren met een lage externe zoutconcentratie. Dat heet osmose. Omgekeerde osmose komt voor wanneer, bijvoorbeeld, je plaatst zout water aan één kant van een semi-permeabel membraan en druk beweegt de watermoleculen door het filtermembraan terwijl de grotere moleculen - inclusief zoutmoleculen - achterblijven. Voor zout zee- of oceaanwater, er is een aanzienlijke hoeveelheid druk nodig om het water door een filter te verplaatsen, waarbij elke porie slechts een fractie is van de grootte van een mensenhaar [bron:American Chemical Society]. Dit betekent dat er meestal een reeks pompen in het spel is, allemaal druk uitoefenen op het water [bron:WorldPumps.com].

In tegenstelling tot omgekeerde osmose, die vertrouwt op een membraan om zoutmoleculen uit te filteren, de meertraps flitser methode gebruikt warmte om zout water om te zetten in zoet water. Waarom zo'n ongebruikelijke naam? "Flash" verwijst naar het snel aan de kook brengen van het water, en dit gebeurt meerdere keren, of in etappes. Aangezien het zoute water elke fase van de conversie-eenheid binnenkomt, het wordt onderworpen aan extern toegevoerde stoomwarmte en -druk. Tijdens elke fase, waterdamp vormt zich en wordt opgevangen. Deze waterdamp is zoet water en het achtergebleven zoute concentraat staat bekend als pekel. Bij meertraps flitsdestillatie - zoals bij omgekeerde osmose - worden meestal geen chemicaliën of waterontharders toegevoegd [bron:Organization of American States].

Dus als ontzilting mogelijk is, waarom lessen grootschalige installaties niet de dorst van de wereld naar zoet water? Slechts ongeveer 15 miljard gallons - twee tiende van een procent van het zoete water dat elke dag over de hele wereld wordt verbruikt - is ontzilt zout water [bron:Schirber]. Op de volgende pagina, we zullen onderzoeken waar de nieuwste generatie zoutwaterconverters opduiken.

Ontzilting van Aristoteles naar de Amerikaanse marine

Al in 350 voor Christus, de Griekse filosoof Aristoteles heeft veel nagedacht over het verwijderen van zout uit water met behulp van een reeks filters [bron:Aristoteles]. Tegen de jaren 1700, de Amerikaanse marine maakte regelmatig gebruik van zonnestills om zoet water te creëren, en de daaropvolgende decennia zagen de komst van stills ingebouwd in kachels aan boord. Tijdens de Tweede Wereldoorlog, ontzilting nam nog een sprong:de Amerikaanse marine bouwde een distilleerder op het land op een eiland in de Stille Oceaan die ongeveer 55, 000 gallons zoet water per dag - meer dan een verdubbeling van de output van elke bestaande distilleerderij ter wereld [bron:Amerikaans congres].

Wateroplossingen

Water bedekt minstens 70 procent van het wereldoppervlak. Maar 97 procent ervan is te zout om te drinken [bron:Frederick]. Dit, in combinatie met ongelijkheden in de waterverdeling en geografische beschikbaarheid, betekent dat waterschaarste voor veel mensen een realiteit is. In feite, een gebrek aan water treft vier op de tien mensen in de wereld [bron:Wereldgezondheidsorganisatie]. Er kunnen ernstige gevolgen voor de gezondheid zijn als u niet genoeg water heeft. Soms betekent het dat mensen hun water uit verontreinigde bronnen halen. Water van slechte kwaliteit kan ziekten zoals cholera, buiktyfus of salmonella [bron:Wereldgezondheidsorganisatie].

Het omzetten van brak of zout water in zoet water kan gevolgen hebben voor zowel de schrale waterrantsoenen als de steeds toenemende vraag. Dit geldt met name voor sommige kustgemeenschappen in de Verenigde Staten die worstelen met een zoetwatertekort [bron:California Ocean Resources Program]. In aanvulling, ontziltingsinstallaties kunnen een betrouwbare waterbron vormen, zelfs als er een droogte dreigt.

In 2009, het waren er meer dan 1, 400 ontziltingsinstallaties in de wereld, produceren meer dan 15 miljard gallons water per dag. Nog eens 244 fabrieken zijn in aanbouw, velen van hen in het Midden-Oosten [bron:International Desalination Association]. Echter, 's werelds grootste ontziltingsinstallatie voor omgekeerde osmose, die mei 2010 opende is gelegen aan de Middellandse Zeekust van Israël [bron:Dow]. En, bouw is aan de gang in Carlsbad, Californië, om de grootste ontziltingsinstallatie van het westelijk halfrond te creëren, naar schatting elke dag 50 miljoen gallons drinkwater produceren [bron:Poseidon].

Nog altijd, er is vaak een publieke perceptie dat ontzilt water niet lekker is en niet goed voor je is. In Israël, bijvoorbeeld, veel mensen zijn steeds terughoudender om ontzilt kraanwater te drinken vanwege gezondheidsproblemen [bron:Mizroch]. Maar ontzilt water - rechtstreeks uit de kraan - is over het algemeen veilig om te drinken. Een studie in Saoedi-Arabië, bijvoorbeeld, vond geen significante verschillen tussen ontzilt water dat van de kraan wordt geserveerd en flessenwater - behalve het feit dat ontzilt kraanwater geen lege plastic flessen achterlaat [bron:Ahmad].

Maar wat als het mogelijk zou zijn om een ​​draagbaar ontziltingsapparaat mee te nemen om uw eigen persoonlijke voorraad vers drinkwater te produceren? Het idee is misschien niet zo vergezocht als je denkt.

Zout en nog veel meer

Zeker wel, je zou verwachten dat het ontziltingsproces zout uit oceaanwater verwijdert. Maar wist je dat het opruimen daar niet stopt? Ontzilting - ongeacht de methode - verwijdert ook organische of biologische chemische verbindingen, uiteindelijk drinkwater van hoge kwaliteit produceren dat geen diarree of andere ziekten overdraagt. Dit is belangrijk omdat bijna 4, In ontwikkelingslanden sterven elke dag 000 kinderen aan ziekten die verband houden met besmet drinkwater [bron:Hull].

Toekomst van ontzilting

Aangezien het aantal ontziltingsinstallaties wereldwijd blijft groeien, dat geldt ook voor de zorgen over de ontwikkeling van nieuwe technologie om de centrales van stroom te voorzien. Momenteel, grootschalige ontziltingsinspanningen vereisen veel energie om te werken en zijn vaak onderhoudsintensieve aangelegenheden, dankzij veel werkende delen zoals membranen die vaak vervuilen [bron:Schirber].

Een ander punt van zorg zijn de kosten:in de afgelopen vijf decennia is publieke en private investeringen in de ontwikkeling van ontziltingstechnologie hebben wereldwijd meer dan een miljard dollar bereikt. En zelfs met de vooruitgang die is geboekt, het idee dat ontzilting een einde zou maken aan waterschaarste is verre van realiteit. En dat is omdat het nog steeds echt, erg duur om te plannen, ontziltingsinstallaties bouwen en beheren [bron:Water Science and Technology Board]. In feite, de gemiddelde kosten om één acre-foot te draaien -- ongeveer 325, 000 gallons -- van zout water in zoet water varieert van $ 800 tot $ 1, 400 en vereist een aanzienlijke hoeveelheid energie [bron:American Chemical Society].

Het produceren van zoet water met behulp van omgekeerde osmose kost ongeveer een derde minder dan meertraps flitsen, grotendeels vanwege de kosten van de thermische energie die door de laatste methode in het kookproces wordt gebruikt [bron:Water Science and Technology Board]. Helaas, beide processen - zoals bij alle ontziltingstechnieken - creëren pekel. Dit bijproduct van ontzilt water bevat hoge concentraties zout en, wanneer het weer wordt vrijgegeven in een natuurlijk waterlichaam, kan schade aan het leven in zee veroorzaken. Dat komt omdat pekel, die meestal dichter is dan het water waarin het vrijkomt, bezinkt bovenop laaggelegen sediment waar het de omringende wateren van zuurstof uitput [bron:Universiteit van Texas in Austin].

Deze kosten- en milieuproblemen maken allemaal deel uit van de volgende ronde van verbeteringen in ontziltingstechnologie en -processen. Lichtgewicht draagbare ontziltingsapparaten worden ontwikkeld door onderzoekers in Korea en aan het Massachusetts Institute of Technology. De units produceren genoeg zoet water om meerdere mensen te onderhouden. Het proces maakt gebruik van zwaartekracht -- giet gewoon zout water in de bovenkant van het apparaat -- om zout en andere sedimenten te verwijderen met 1 600 filters [bron:MIT].

Net als deze draagbare units op zonne-energie, grootschalige omgekeerde osmose-installaties, hoewel nog in de planningsfase, zou ook de afhankelijkheid van ontziltingsinstallaties van fossiele brandstoffen sterk kunnen verminderen. In feite, de National Science Foundation heeft $ 2,5 miljoen toegekend aan een team van experts van de Universiteit van Michigan die de impact van zonne-energie op ontziltingstechnologie bestudeert [bron:Richard]. Naast overheidsfinanciering in de Verenigde Staten en in het buitenland, particuliere financieringsbronnen beginnen aandacht te besteden aan het ontwikkelen van efficiëntere ontziltingsinspanningen. Eén ding is zeker:als het ontziltingsproces verbetert, het zou de potentie kunnen hebben om hele waterarme regio's ten goede te veranderen.

Les je dorst naar nog meer informatie over water door de links op de volgende pagina te bekijken.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

• Hoe water werkt
• Hoe zout werkt
• Hoe waterfilters werken
• Hoe ontzilters met omgekeerde osmose werken
• Hoe werkt omgekeerde osmose?
• Waarom kunnen we zout water niet omzetten in drinkwater?
• Hoeveel water is er op aarde?
• Waarom kunnen we geen water maken?
• Wat gebeurt er precies als we geen water meer hebben?

bronnen

• Achmed, Maqbool. "Kwaliteitsvergelijking van kraanwater versus gebotteld water in de industriële stad Yanbu." Milieumonitoring en -beoordelingen. december 2009. (18 juni, 2010) http://www.springerlink.com/content/e17638g87182326k/
• Amerikaanse Chemische Vereniging. "Wereldwijde uitdagingen/chemische oplossingen." ACS.org. (18 juni, 2010)http://portal.acs.org/portal/acs/corg/content?_nfpb=true&pageLabel=PP_SUPERARTICLE&node_id=2100&use_sec=false&sec_url_var=region1
• Aristoteles. "Meteorologie." Internet Klassiekers Archief. (18 juni, 2010) http://classics.mit.edu/Aristoteles/meteorology.2.ii.html
• California Ocean Resources-programma. "Ontzilting:het produceren van drinkwater." California Natural Resources Agency. (18 juni, 2010) http://resources.ca.gov/ocean/97Agenda/Chap5Desal.html
• Dow. 'S Werelds grootste ontziltingsfabriek begint in Hadera, Vertrouwen op Dow's omgekeerde osmose-technologie." Dow.com. 22 juni, 2010.http://news.dow.com/dow_news/prodbus/2010/20100622a.htm
• Frederik, Kenneth. "America's Water Supply:Status en vooruitzichten voor de toekomst." gevolgen, 1, 1. Voorjaar 1995. (18 juni, 2010) http://www.gcrio.org/CONSEQUENCES/spring95/Water.html
• Romp, Jef. "Ontzilting van water:het antwoord op de dorst van de wereld?" Snel bedrijf. 1 februari 2009. (23 juni, 2010) http://www.fastcompany.com/magazine/132/water-water-everywhere.html
• Internationale ontziltingsvereniging. "Ontzilting van zeewater leidt tot reactie op wereldwijde watercrisis, 'Als een rivier die achteruit uit de zee stroomt.'" IdaDesal.org. 8 november, 2009. (18 juni, 2010) http://www.idadesal.org/images/state%20of%20desalination_final_nov_09.pdf
• Jespersoon, Kathy. "Zoeken naar schoon water gaat door." Nationaal Milieuservicecentrum. (18 juni, 2010) http://www.nesc.wvu.edu/old_website/ndwc/ndwc_DWH_1.html
• Massachusetts Institute of Technology. "Nieuwe benadering van ontzilting van water kan leiden tot kleine, Draagbare eenheden voor rampenlocaties of afgelegen locaties." Science Daily. 23 maart 2010. (23 juni, 2010) http://www.sciencedaily.com /releases/2010/03/100323161505.htm
• Merriam Webster. "Osmose." Merriam-Webster.com. (18 juni, 2010) http://www.merriam-webster.com/dictionary/osmosis
• Mizroch, Amir. "Israëli's raken de fles." De Jeruzalempost. 12 juni 2008. (18 juni, 2010) http://www.jpost.com/Home/Article.aspx?id=104232
• Organisatie van Amerikaanse Staten. "Ontzilting door distillatie." Oas.org. (18 juni, 2010) http://www.oas.org/DSD/publications/Unit/oea59e/ch21.htm
• Pacific Instituut. "Waterconflict chronologielijst." WereldWater.org. (18 juni, 2010) http://www.worldwater.org/conflict/list/
• Poseidon-bronnen. "Het ontziltingsproject van Carlsbad." Carlsbad-Desal.com. (18 juni, 2010) http://www.carlsbad-desal.com/
• Richard, Michaël Bram. "Ottowa-student kan waterontzilting 600-700% efficiënter maken." Treehugger.com. 27 juni 2008. (18 juni, 2010) http://www.treehugger.com/files/2008/06/water-desalination-ottawa-student.php
• Schirber, Michaël. "Waarom ontzilting (nog) niet werkt." WordsSideKick.com. 25 juni 2007. (18 juni, 2010) http://www.livescience.com/environment/070625_desalination_membranes.html
• Rechte Dope. "Wat zou er met je gebeuren als je zeewater dronk?" StraightDope.com. 11 november 2003. (18 juni, 2010) http://www.straightdope.com/columns/read/2131/what-would-happen-to-you-if-you-drank-seawater
• Thompson, Andreas. "Waarom kunnen we geen zout water drinken?" WordsSideKick.com. (18 juni, 2010) http://www.livescience.com/mysteries/071217-salt-water.html
• Universiteit van Texas in Austin. "Het lot van ontziltingspekel in de kustbaaien en estuaria van Texas." Nationale Wetenschaps Instituut. (18 juni, 2010) http://www.ce.utexas.edu/prof/hodges/site2006/project_pages/project_desalination_brine.htm
• Amerikaans congres, Bureau voor technologiebeoordeling. "Ontzoutingstechnologieën gebruiken voor waterbehandeling." Drukkerij van de Amerikaanse overheid. maart 1988 (18 juni, 2010) http://www.princeton.edu/~ota/disk2/1988/8842/8842.PDF
• Water Wetenschap en Technologie Board. "Ontzilting:een nationaal perspectief." De National Academies Press. 2008. (18 juni, 2010) http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=12184&page=147
• Willems, Julie. "Verander zout water in drinkwater." Onderwijs.com. (18 juni, 2010) http://www.education.com/activity/article/Take_salt_out_of_salt_water/
• Wereldgezondheidsorganisatie. "Internationaal decennium voor actie:Water for Life 2005-2015." wie.int. (18 juni, 2010) http://www.who.int/water_sanitation_health/decade2005_2015/en/index.html
• Wereld pompen. "Focus op... ontzilting van zeewater." Wereldpompen.com. 26 maart 2009. (18 juni, 2010) http://www.worldpumps.com/view/924/focus-on-sea-water-desalination