1
00:00:00,873 --> 00:00:02,817
Детство в северном Висконсине

2
00:00:02,841 --> 00:00:06,650
сформировало у меня тесную связь
с рекой Миссисипи.

3
00:00:07,167 --> 00:00:08,341
Когда я была маленькой,

4
00:00:08,365 --> 00:00:12,512
мы с сестрой частенько соревновались,
кто быстрее произнесёт по буквам

5
00:00:12,536 --> 00:00:16,250
слово Миссисипи.

6
00:00:17,115 --> 00:00:18,679
В начальной школе

7
00:00:18,703 --> 00:00:23,244
я увлеклась первопроходцами,
особенно экспедициями Жолье-Маркетт

8
00:00:23,268 --> 00:00:27,078
и тем, как они использовали
Великие озера, реку Миссисипи

9
00:00:27,078 --> 00:00:30,171
и её притоки, чтобы открыть Средний Запад

10
00:00:30,171 --> 00:00:33,775
и нанести на карту торговый путь
к Мексиканскому заливу.

11
00:00:34,466 --> 00:00:35,910
А в магистратуре

12
00:00:35,934 --> 00:00:38,395
мне повезло, что Миссисипи

13
00:00:38,419 --> 00:00:40,947
находилась за окном
моей исследовательской лаборатории

14
00:00:40,947 --> 00:00:42,914
в Университете Миннесоты.

15
00:00:43,680 --> 00:00:47,080
На протяжении пяти лет я всё ближе
знакомилась с Миссисипи.

16
00:00:47,425 --> 00:00:49,766
Я узнала о её неспокойном характере

17
00:00:49,766 --> 00:00:52,861
и местах, где она сначала
затапливает свои берега,

18
00:00:52,861 --> 00:00:54,716
а вскоре после этого

19
00:00:54,716 --> 00:00:57,400
вода вновь возвращается в русло.

20
00:00:58,218 --> 00:01:00,980
Сегодня, занимаясь
физической органической химией,

21
00:01:01,004 --> 00:01:03,035
я намерена использовать свои знания,

22
00:01:03,059 --> 00:01:06,245
чтобы помочь защитить Миссисипи,
а также другие реки

23
00:01:06,269 --> 00:01:09,399
от возникающего по вине человека
повышения уровня солёности.

24
00:01:10,374 --> 00:01:15,769
Потому что соль – это то, что способно
загрязнять пресноводные реки.

25
00:01:16,422 --> 00:01:22,264
Ведь в пресноводных реках уровень
солёности составляет всего 0,05 ‰.

26
00:01:22,677 --> 00:01:25,700
Такая вода пригодна для питья.

27
00:01:26,296 --> 00:01:30,276
Но большая часть воды на планете
приходится на океаны,

28
00:01:30,300 --> 00:01:34,322
чей уровень солёности
составляет более 3 ‰.

29
00:01:34,346 --> 00:01:37,506
Выпив её, вы очень скоро
почувствуете недомогание.

30
00:01:38,427 --> 00:01:43,061
Если сравнить относительный объём воды

31
00:01:43,085 --> 00:01:46,363
в океане и в реках нашей планеты,

32
00:01:46,387 --> 00:01:51,361
то представьте заполненный морской
водой 50-метровый бассейн,

33
00:01:52,157 --> 00:01:56,523
а вся речная вода поместится
в канистру объёмом 3,79 л.

34
00:01:57,095 --> 00:02:00,007
Сразу видно, насколько это ценный ресурс.

35
00:02:00,031 --> 00:02:02,864
Но относимся ли мы к ней,
как к ценному ресурсу?

36
00:02:02,888 --> 00:02:05,157
Или мы относимся к ней,
как к старому ковру

37
00:02:05,181 --> 00:02:08,494
у входной двери, о который вытираем ноги?

38
00:02:09,244 --> 00:02:13,403
У отношения к рекам как к старому ковру
есть серьёзные последствия.

39
00:02:13,427 --> 00:02:14,627
Смотрите сами.

40
00:02:15,022 --> 00:02:19,022
Посмотрим, на что способна всего
одна чайная ложка соли.

41
00:02:19,530 --> 00:02:21,934
Если мы добавим одну чайную ложку соли

42
00:02:21,938 --> 00:02:25,260
в наш 50-метровый бассейн с солёной водой,

43
00:02:25,284 --> 00:02:27,550
океанская вода останется прежней.

44
00:02:28,085 --> 00:02:30,315
Но если мы добавим столько же соли

45
00:02:30,339 --> 00:02:32,801
в эту канистру с пресной водой,

46
00:02:33,355 --> 00:02:36,402
она вдруг он станет
слишком соленой для питья.

47
00:02:37,149 --> 00:02:38,371
Суть в том,

48
00:02:38,395 --> 00:02:44,061
что объём рек настолько мал
по сравнению с океанами,

49
00:02:44,085 --> 00:02:46,704
что они особенно уязвимы
к деятельности человека,

50
00:02:46,728 --> 00:02:49,461
и мы должны защитить их.

51
00:02:50,117 --> 00:02:52,482
Недавно я начала изучать

52
00:02:52,506 --> 00:02:55,585
состояние рек во всём мире.

53
00:02:55,609 --> 00:02:58,839
Я ожидала увидеть грязные реки

54
00:02:58,863 --> 00:03:03,736
в регионах с дефицитом воды
и промышленным производством.

55
00:03:03,760 --> 00:03:06,627
И я обнаружила это
на севере Китая и Индии.

56
00:03:07,736 --> 00:03:12,146
Но я была удивлена,
когда прочитала статью 2018 года

57
00:03:12,170 --> 00:03:16,734
о качестве воды в 232 пробах,

58
00:03:16,758 --> 00:03:19,321
взятых из рек США.

59
00:03:19,345 --> 00:03:21,000
Оказалось, что 37 % проб

60
00:03:21,024 --> 00:03:24,515
имели повышенный уровень солёности.

61
00:03:25,204 --> 00:03:26,926
Но более удивительно то,

62
00:03:26,950 --> 00:03:29,783
что реки с наибольшим процентом солёности

63
00:03:29,807 --> 00:03:32,712
находятся в восточной части США,

64
00:03:32,736 --> 00:03:34,767
а не на юго-западе.

65
00:03:35,480 --> 00:03:38,101
Авторы статьи считают,

66
00:03:38,125 --> 00:03:42,854
что это может быть связано
с использованием соли в гололёд.

67
00:03:43,751 --> 00:03:46,349
Другим возможным источником загрязнения

68
00:03:46,373 --> 00:03:49,506
могли стать промышленные сточные воды.

69
00:03:50,084 --> 00:03:55,382
Получается, наша деятельность
может превратить пресную речную воду

70
00:03:55,406 --> 00:03:57,906
в солёную, как в океане.

71
00:03:57,930 --> 00:04:01,413
Нам нужно что-то с этим делать,
пока не стало слишком поздно.

72
00:04:02,231 --> 00:04:04,056
И у меня есть решение.

73
00:04:04,942 --> 00:04:09,251
Можно использовать трёхступенчатую
систему защиты рек,

74
00:04:09,275 --> 00:04:14,335
и если применить её на предприятиях,

75
00:04:14,359 --> 00:04:18,533
то они станут более безопасными для рек.

76
00:04:18,899 --> 00:04:21,310
Это включает, во-первых,

77
00:04:21,334 --> 00:04:23,823
извлечение меньшего количества воды из рек

78
00:04:23,847 --> 00:04:27,810
путём рециркуляции
и повторного использования воды.

79
00:04:28,403 --> 00:04:29,561
Во-вторых,

80
00:04:29,585 --> 00:04:33,593
необходимо извлечь соль
из солёных промышленных сточных вод,

81
00:04:33,617 --> 00:04:37,132
очистить её и использовать
для других целей.

82
00:04:37,695 --> 00:04:41,760
В-третьих, перенаправить
потребителей соли,

83
00:04:41,784 --> 00:04:44,839
добытой в шахтах,

84
00:04:44,863 --> 00:04:49,447
на использование соли
из вторичных источников.

85
00:04:49,942 --> 00:04:53,418
Эта трёхступенчатая система уже работает.

86
00:04:53,442 --> 00:04:56,381
Северный Китай и Индия уже применяют её,

87
00:04:56,405 --> 00:04:58,568
чтобы очистить реки.

88
00:04:59,123 --> 00:05:00,647
Мы предлагаем использовать

89
00:05:00,671 --> 00:05:04,877
эту систему, чтобы уже сейчас

90
00:05:04,901 --> 00:05:07,435
предотвратить загрязнение рек.

91
00:05:08,159 --> 00:05:11,595
К счастью, у нас есть решение.

92
00:05:11,619 --> 00:05:13,000
Мембраны,

93
00:05:13,532 --> 00:05:16,762
способные фильтровать воду.

94
00:05:17,593 --> 00:05:20,728
Мембраны существуют уже несколько лет.

95
00:05:20,752 --> 00:05:25,714
Они созданы из полимерных материалов

96
00:05:25,738 --> 00:05:28,029
и различаются размерами и зарядами.

97
00:05:28,371 --> 00:05:31,895
Мембраны, используемые
для отделения соли от воды,

98
00:05:31,919 --> 00:05:34,942
обычно работают за счёт разности зарядов.

99
00:05:34,966 --> 00:05:37,569
Отрицательно заряженные мембраны

100
00:05:37,593 --> 00:05:40,434
отталкивают отрицательно
заряженные ионы хлора,

101
00:05:40,458 --> 00:05:42,525
которые находятся в солёной воде.

102
00:05:43,974 --> 00:05:48,426
Я уже сказала, эти мембраны
применяют уже несколько лет,

103
00:05:48,450 --> 00:05:55,433
и каждую минуту они способны
очищать 113,5 млн литров воды.

104
00:05:55,457 --> 00:05:57,372
На самом деле это не предел.

105
00:05:57,770 --> 00:05:59,170
Они способны на большее.

106
00:06:00,254 --> 00:06:04,952
Эти мембраны работают по принципу
обратного осмоса (ОС).

107
00:06:05,421 --> 00:06:10,426
Осмос — естественный процесс,
играющий важную роль в жизни человека.

108
00:06:10,450 --> 00:06:12,268
На клеточном уровне.

109
00:06:12,292 --> 00:06:15,714
Осмос — механизм разделения жидкости

110
00:06:15,738 --> 00:06:19,316
на две части с разной концентрацией соли.

111
00:06:19,340 --> 00:06:21,410
Одна с большей концентрацией,

112
00:06:21,434 --> 00:06:23,504
другая с меньшей.

113
00:06:23,528 --> 00:06:27,562
Части отделены друг от друга
полупроницаемой мембраной.

114
00:06:27,871 --> 00:06:30,307
И в процессе прямого осмоса

115
00:06:30,331 --> 00:06:34,341
вода естественным образом
проникает через эту мембрану

116
00:06:34,365 --> 00:06:36,286
из области низкой концентрации соли

117
00:06:36,310 --> 00:06:38,778
в область высокой концентрации соли,

118
00:06:38,802 --> 00:06:41,309
пока не будет достигнуто равновесие.

119
00:06:42,437 --> 00:06:46,112
Теперь рассмотрим обратный осмос.

120
00:06:46,136 --> 00:06:48,260
Чтобы изменить направление осмоса

121
00:06:48,284 --> 00:06:53,138
в части с высокой солёностью
создаём давление

122
00:06:53,162 --> 00:06:56,741
и тем самым направляем воду
в противоположную сторону.

123
00:06:57,130 --> 00:07:00,559
Часть с высокой концентрацией
становится ещё более солёной

124
00:07:00,583 --> 00:07:01,963
и более концентрированной,

125
00:07:01,987 --> 00:07:05,983
а часть с низкой концентрацией
становится очищенной водой.

126
00:07:06,436 --> 00:07:11,253
Используя обратный осмос,
мы можем очистить

127
00:07:11,277 --> 00:07:15,879
промышленные сточные воды на 95 %,
до уровня питьевой воды,

128
00:07:15,903 --> 00:07:20,116
оставив в ней всего 5 % солей.

129
00:07:21,022 --> 00:07:24,339
Эти 5% концентрированной солёной смеси

130
00:07:24,363 --> 00:07:25,513
не несут вреда.

131
00:07:25,879 --> 00:07:28,581
Учёные также разработали
модифицированные мембраны,

132
00:07:28,605 --> 00:07:32,948
фильтрующие вредные соли

133
00:07:32,972 --> 00:07:34,122
и не только их.

134
00:07:34,939 --> 00:07:36,273
Используя эти мембраны,

135
00:07:36,297 --> 00:07:39,395
их называют нанофильтрационными
мембранами,

136
00:07:39,419 --> 00:07:42,752
этот 5% концентрированный солевой раствор

137
00:07:42,776 --> 00:07:46,267
можно превратить
в очищенный солевой раствор.

138
00:07:46,863 --> 00:07:51,934
В целом, используя мембраны
обратного осмоса и нанофильтрацию,

139
00:07:51,958 --> 00:07:54,434
мы можем сделать
промышленные сточные воды

140
00:07:54,458 --> 00:07:58,228
источником как воды, так и солей.

141
00:07:58,633 --> 00:08:00,247
И при этом

142
00:08:00,271 --> 00:08:04,668
пройти две ступени системы защиты рек.

143
00:08:05,557 --> 00:08:10,160
Я представила это исследование
промышленным водопользователям,

144
00:08:10,184 --> 00:08:12,871
и все они ответили так:

145
00:08:12,895 --> 00:08:15,561
«Да, но кому понадобится наша соль?»

146
00:08:16,014 --> 00:08:19,014
Вот почему пункт номер три так важен.

147
00:08:19,038 --> 00:08:22,818
Нам нужно изменить людей,
использующих каменную соль,

148
00:08:22,842 --> 00:08:25,548
в потребителей соли из вторсырья.

149
00:08:26,080 --> 00:08:28,707
Так кто же эти потребители соли?

150
00:08:29,056 --> 00:08:31,326
В 2018 году

151
00:08:31,350 --> 00:08:36,249
я обнаружила, что 43 % соли,
потребляемой в США,

152
00:08:36,273 --> 00:08:39,519
использовалось на дорогах
во время гололёда.

153
00:08:40,289 --> 00:08:43,553
А 39 % применялись
в химической промышленности.

154
00:08:43,577 --> 00:08:46,410
Давайте взглянем на эти два факта.

155
00:08:46,927 --> 00:08:49,934
Я лично была в шоке.

156
00:08:49,958 --> 00:08:53,117
В зимний сезон 2018/2019 года

157
00:08:53,141 --> 00:08:56,094
на дорогах штата Пенсильвания

158
00:08:56,118 --> 00:09:00,161
был высыпан миллион тонн соли.

159
00:09:01,315 --> 00:09:03,114
Одного миллиона тонн соли достаточно,

160
00:09:03,138 --> 00:09:06,338
чтобы заполнить на 2/3
Эмпайр Стейт Билдинг.

161
00:09:07,030 --> 00:09:10,802
Этот миллион тонн соли,
которую мы добываем в шахтах

162
00:09:10,826 --> 00:09:12,524
и высыпаем на дорогах,

163
00:09:12,548 --> 00:09:16,490
загрязняет окружающую среду и реки.

164
00:09:17,625 --> 00:09:21,022
Моё предложение заключается в том,
чтобы по крайней мере

165
00:09:21,046 --> 00:09:24,666
получать эту соль из сточных вод,

166
00:09:24,690 --> 00:09:27,102
предотвращая её попадание в реки,

167
00:09:27,126 --> 00:09:30,180
и использовать её на дорогах.

168
00:09:30,204 --> 00:09:32,954
Тогда по весне талая вода
с высоким содержанием солей

169
00:09:32,978 --> 00:09:35,728
будет единственным,

170
00:09:35,752 --> 00:09:38,006
что попадёт в реки,

171
00:09:38,030 --> 00:09:40,577
предотвратив таким образом загрязнение.

172
00:09:42,053 --> 00:09:43,434
Теперь, работая химиком

173
00:09:43,458 --> 00:09:47,568
я лучше понимаю,

174
00:09:47,592 --> 00:09:52,274
как внедрить переработку соли
в химическую промышленность.

175
00:09:53,052 --> 00:09:57,449
Для этого идеально подходит
хлорно-щелочная промышленность.

176
00:09:58,028 --> 00:10:01,498
Это производство эпоксидных смол,

177
00:10:01,522 --> 00:10:04,376
уретанов и растворителей,
а также множества продуктов,

178
00:10:04,400 --> 00:10:08,040
которыми мы пользуемся ежедневно.

179
00:10:08,593 --> 00:10:12,928
Основным сырьём этой промышленности
является хлорид натрия, то есть соль.

180
00:10:13,934 --> 00:10:15,890
Идея заключается в том,

181
00:10:15,920 --> 00:10:18,769
что сначала следует обратить внимание
на линейную экономику.

182
00:10:18,783 --> 00:10:22,006
В линейной экономике они
добывают эту соль из шахт,

183
00:10:22,030 --> 00:10:24,085
которая обрабатывается хлором и щёлочью

184
00:10:24,109 --> 00:10:26,119
и превращается в продукт
основного синтеза,

185
00:10:26,133 --> 00:10:28,831
на основе которого производят новый

186
00:10:28,855 --> 00:10:30,788
или более функциональный продукт.

187
00:10:31,300 --> 00:10:33,982
Но в процессе производства

188
00:10:34,006 --> 00:10:37,815
соль часто воспринимается
как побочный продукт

189
00:10:37,839 --> 00:10:40,237
и попадает в промышленные сточные воды.

190
00:10:41,402 --> 00:10:46,497
Идея заключается в том,
чтобы сделать производство безотходным

191
00:10:46,521 --> 00:10:51,371
и повторно использовать
воду и соль из сточных вод

192
00:10:51,395 --> 00:10:52,815
химического предприятия,

193
00:10:52,839 --> 00:10:56,910
направить её в начало
производственной цепочки.

194
00:10:58,388 --> 00:10:59,594
Циркуляция соли.

195
00:10:59,936 --> 00:11:02,078
Так насколько это эффективно?

196
00:11:02,420 --> 00:11:04,849
Давайте просто рассмотрим пример.

197
00:11:04,873 --> 00:11:08,359
50 % пропиленоксида в мире

198
00:11:08,383 --> 00:11:10,835
производится с помощью
хлорщелочной обработки.

199
00:11:11,379 --> 00:11:16,616
Это в общей сложности
около 5 млн тонн пропиленоксида,

200
00:11:16,640 --> 00:11:18,849
произведённых во всём мире за год.

201
00:11:19,768 --> 00:11:23,926
А это 5 млн тонн соли,
добываемой из-под земли

202
00:11:23,950 --> 00:11:27,839
и превращённой с помощью
хлора и щёлочи в пропиленоксид,

203
00:11:27,863 --> 00:11:29,553
а во время этого процесса

204
00:11:29,577 --> 00:11:33,801
5 млн тонн соли попадает в сточные воды.

205
00:11:34,547 --> 00:11:36,031
5 млн тонн соли достаточно,

206
00:11:36,055 --> 00:11:39,452
чтобы заполнить три Эмпайр Стейт Билдинг.

207
00:11:39,794 --> 00:11:41,794
И это происходит ежегодно.

208
00:11:42,157 --> 00:11:47,696
Теперь вы видите, как циркуляция соли
сможет обеспечить защиту

209
00:11:47,720 --> 00:11:51,637
наших рек от загрязнения солью.

210
00:11:52,446 --> 00:11:54,035
Вы зададитесь вопросом:

211
00:11:54,059 --> 00:11:58,049
«Чёрт возьми, эти мембраны
существуют уже много лет,

212
00:11:58,073 --> 00:12:02,178
так почему люди не
перерабатывают сточные воды?».

213
00:12:02,741 --> 00:12:04,772
Дело в том,

214
00:12:04,796 --> 00:12:07,709
что внедрение повторного использования —
затратный процесс.

215
00:12:08,114 --> 00:12:09,700
Во-вторых,

216
00:12:09,724 --> 00:12:12,886
в этих регионах вода
не является ценным ресурсом.

217
00:12:13,323 --> 00:12:14,657
Пока её хватает.

218
00:12:15,244 --> 00:12:19,783
Но знаете, если мы не планируем обеспечить
будущие поколения пресной водой,

219
00:12:19,807 --> 00:12:22,164
это может привести
к серьёзным последствиям.

220
00:12:22,188 --> 00:12:25,450
Можно спросить одного из крупнейших
мировых производителей химикатов,

221
00:12:25,474 --> 00:12:29,027
убытки которого в прошлом году
составили 280 млн $

222
00:12:29,051 --> 00:12:33,040
из-за низкого уровня реки Рейн в Германии.

223
00:12:33,995 --> 00:12:37,855
Спросите жителей Кейптауна
в Южной Африке,

224
00:12:37,879 --> 00:12:42,077
которые из-за многолетней засухи
исчерпали запасы пресной воды

225
00:12:42,101 --> 00:12:45,368
и которых просили
спускать воду в туалетах.

226
00:12:46,292 --> 00:12:48,077
Как вы видите,

227
00:12:48,101 --> 00:12:50,315
у нас есть решение.

228
00:12:50,339 --> 00:12:54,766
Мембраны обеспечат чистую воду,

229
00:12:54,790 --> 00:12:57,004
чистую соль.

230
00:12:57,028 --> 00:12:59,172
Используя мембраны,

231
00:12:59,196 --> 00:13:02,433
мы сохраним наши реки
для будущих поколений.

232
00:13:02,734 --> 00:13:03,893
Спасибо.

233
00:13:03,917 --> 00:13:06,611
(Аплодисменты)