Опреснение воды крайне важно в условиях недостатка запасов питьевой воды. Исследование американских ученых может значительно упростить и усовершенствовать этот процесс.

Группа ученых из Техасского университета в Остине и Государственного университета Айовы заявили, что им удалось улучшить технологию обратного осмоса — метода опреснения морской воды, известного человечеству более 200 лет.

Обратный осмос — это технология очистки воды, использует полупроницаемые мембраны для отделения от воды ненужных молекул и ионов. Он основывается на естественном процессе — осмосе. Его суть — движение воды с более насыщенного раствора в менее насыщенный через мембраны. Осмос играет важную роль в поддержании жизнедеятельности клеток.

В процессе обратного осмоса воду пропускают через мембрану под давлением, в результате чего она очищается от органических и неорганических примесей и становится пригодной для питья. Над усовершенствованием метода активно работают в течение последних 40 лет, так как запасы питьевой воды в мире стремительно сокращаются.

Главная проблема на этом пути — совершенствование полупроницаемых мембран, через которые проходит неопресненная вода. «Продавливание» воды через мембраны требует много энергии, и ученые на самом деле до сих пор точно не знают, как именно через них проходит вода и что там с ней происходит.

Теперь же, благодаря усилиям группы исследователей из США и двух американских водоочистных компаний — Dow Chemical Company и DuPont Water Solutions — мы знаем несколько больше о свойствах полупроницаемых мембран, применяемых при обратном осмосе. В частности, то, что важную роль играет однородность этих мембран на наноуровне.

Идея, которая легла в основу исследования, основывалась на наблюдениях, что технология обратного осмоса была действенная, если мембраны были толще. На первый взгляд, это нелогично, ведь вода будет проходить через большее количество материала.

Но коллеги техасских исследователей из Университета Айовы создать 3D-модель такой мембраны на суперкомпьютере и простимулировали движение воды через нее. Выяснилось, что толщина мембраны почти не играла роли в скорости прохождения воды — большее значение играла однородность и наличие полостей в ней.

Иными словами, если мембрана толстая и однородная, то при меньших затратах энергии через нее можно пропустить больше неопресненной воды. Экспериментально авторам исследования удалось достичь на 30-40% большей результативности при применении обратного осмоса.

Соленая вода (а это океаны и моря) составляет примерно 97% всей воды на Земле. По данным Всемирной организации здравоохранения, более 785 миллионов людей во всем мире не имеют доступа к чистой питьевой воде. Из-за глобального изменения климата количество таких людей будет только увеличиваться. Итак, соленая вода — это огромный неиспользованный ресурс для обеспечения населения питьевой водой, поэтому ученые ищут способы очистки воды.

«Управление ресурсами питьевой воды в настоящее время является важной задачей во всем мире. Недостаток воды, засухи — с ухудшением погодных условий, как ожидается, эти проблемы только обострятся. Поэтому важно иметь доступ к запасам чистой воды, в частности в районах, где ее шаром покати», — говорит Энрике Гомес, соавтор исследования, опубликованного в издании Science.

Как сообщал «Вокруг Света. Украина», дефицит воды на планете испытывают 1,8 млрд человек. Об этом заявила глобальная некоммерческая организация «Институт мировых ресурсов» (World Resources), систематически изучающая проблему нехватки воды на Земле.

https://vokrugsveta.ua/ecology/v-ssha-na-tret-uvelichili-effektivnost-opresneniya-10-01-2021