0:00:00.873,0:00:02.817 بخاطر بزرگ شدن در ویسکانسین شمالی، 0:00:02.841,0:00:06.650 طبیعتا در من تعلق خاطری با رودخانه[br]می سی سی پی شکل گرفته است. 0:00:07.167,0:00:08.341 وقتی کوچک بودم، 0:00:08.365,0:00:12.512 من و خواهرم با هم سر این که کدام یک از ما[br]سریعتر م ی س ی س ی پ ی را 0:00:12.536,0:00:16.250 هجی می‌کرد رقابت داشتیم. 0:00:17.115,0:00:18.679 وقتی در مدرسه ابتدایی بودم، 0:00:18.703,0:00:23.244 درباره کاوشگران گذشته مارکوت و[br]ژولیت و اکتشافات آن‌ها 0:00:23.268,0:00:27.078 همچنین نحوه استفاده آن‌ها از گریت لیکس[br]و رودخانه می سی سی پی و جویبارهای آن 0:00:27.102,0:00:30.171 برای کشف میدوست و ترسیم [br]مسیری تجاری به خلیج مکزیک 0:00:30.195,0:00:33.395 مطالعاتی را انجام دادم. 0:00:34.466,0:00:35.910 در دوران فوق لیسانس 0:00:35.934,0:00:38.395 شانس این را داشتم که می سی سی پی [br]را بیرون از پنجره 0:00:38.419,0:00:40.823 آزمایشگاه تحقیقاتی خود در دانشگاه 0:00:40.847,0:00:42.914 مینوسوتا داشته باشم. 0:00:43.680,0:00:47.080 طی آن دوره پنج ساله، رودخانه[br]می سی سی پی را شناختم. 0:00:47.425,0:00:49.742 طبیعت دمدمی آن را شناختم 0:00:49.766,0:00:52.861 در یک چشم بهم زدن به سمت [br]خط ساحلی هجوم می‌آورد، 0:00:52.885,0:00:55.186 و اندکی بعد از آن، 0:00:55.210,0:00:57.410 خط ساحلی خشکی جلوی[br]چشمان شما پدیدار می‌شد. 0:00:58.218,0:01:00.980 امروز، به عنوان یک شیمیدان آلی - فیزیکی، 0:01:01.004,0:01:03.035 متعهدم که از آموخته‌هایم برای کمک به 0:01:03.059,0:01:06.245 حفاظت از رودخانه‌هایی مثل[br]می سی سی پی کمک کنم، 0:01:06.269,0:01:09.399 درمقابله با نمک بیش از حدی که به علت[br]فعالیت بشر وارد آن می‌شود. 0:01:10.374,0:01:11.549 چون همانطور که می‌دانید، 0:01:11.573,0:01:15.920 نمک چیزی است که رودخانه‌های [br]آب شیرین را آلوده می‌کند. 0:01:16.422,0:01:22.264 میزان غلظت نمک رودخانه‌های[br]آب شیرین تنها ۰/۰۵ درصد است. 0:01:22.677,0:01:25.700 و در این سطح، آشامیدن آب[br]از آن‌ها بی خطر است. 0:01:26.296,0:01:30.276 اما اکثر آب سیاره ما در[br]اقیانوس‌ها قرار دارد، 0:01:30.300,0:01:34.322 و سطح شوری آب اقیانوس بالای ۳ درصد است. 0:01:34.346,0:01:37.506 اگر آن را بنوشید سریعا بیمار می‌شوید. 0:01:38.427,0:01:43.061 بنابراین اگر حجم نسبی آب اقیانوس 0:01:43.085,0:01:46.363 را با آب رودخانه‌ها قیاس کنیم، 0:01:46.387,0:01:49.331 باید گفت که آب اقیانوس را می‌توانیم 0:01:49.355,0:01:52.133 در یک استخر شنای سایز المپیک جای دهیم، 0:01:52.157,0:01:56.523 آن وقت آب رودخانه‌های ما در [br]یک پارچ یک گالنی جا می‌گیرند. 0:01:57.095,0:02:00.007 پس میزان ارزشمندی این منبع را فهمیدید. 0:02:00.031,0:02:02.864 اما آیا با آن به عنوان یک منبع[br]با ارزش برخورد می‌کنیم؟ 0:02:02.888,0:02:05.157 یا رفتارمان با آن مثل یک قالی کهنه است 0:02:05.181,0:02:08.394 که از آن به عنوان پادری و برای[br]تمیز کردن کفشتان استفاده می‌کنید؟ 0:02:09.244,0:02:13.403 برخورد کردن با رودخانه‌ها مثل یک[br]قالی کهنه عواقبی جدی به دنبال دارد. 0:02:13.427,0:02:14.627 بیایید نگاهی بندازیم. 0:02:15.022,0:02:19.022 ببینیم یک قاشق چایخوری نمک چه اثری دارد. 0:02:19.530,0:02:21.794 اگر یک قاشق چایخوری نمک را 0:02:21.818,0:02:25.260 به استخر شنای المپیکی از آب[br]اقیانوس اضافه کنیم، 0:02:25.284,0:02:27.550 آب اقیانوس همان گونه باقی می‌ماند. 0:02:28.085,0:02:30.315 اما اگرهمین مقدار را به این پارچ یک گالنی 0:02:30.339,0:02:33.331 از آب شیرین رودخانه اضافه کنیم، 0:02:33.355,0:02:36.402 ناگهان، برای آشامیدن خیلی شور می‌شود. 0:02:37.149,0:02:38.371 پس نکته اینجاست 0:02:38.395,0:02:44.061 چون رودخانه‌ها، در قیاس[br]با اقیانوس‌ها کوچکترند، 0:02:44.085,0:02:46.704 نسبت به اقدامات بشر آسیب پذیرتر هستند، 0:02:46.728,0:02:49.461 و باید از آن‌ها محافظت کنیم. 0:02:50.117,0:02:52.482 اخیرا با تحقیقی برخورد کردم 0:02:52.506,0:02:55.585 که میزان سلامت رودخانه‌های[br]دنیا را بررسی کرده بود. 0:02:55.609,0:02:58.839 و کاملا انتظار داشتم که رودخانه‌های[br]ناسالم و آلوده را در مناطقی 0:02:58.863,0:03:03.736 که کمبود آب و توسعه‌های پیشرفته[br]صنعتی وجود داشت ببینم. 0:03:03.760,0:03:06.627 آلودگی را بیشتر درنواحی[br]شمالی چین و هندوستان دیدم. 0:03:07.736,0:03:12.146 حیرت زده شدم وقتی مقاله‌ای از[br]سال ۲۰۱۸ را خواندم، 0:03:12.170,0:03:16.734 که در آن از ۲۳۲ رودخانه در[br]سرتاسر ایالات متحده 0:03:16.758,0:03:19.321 برای نمونه برداری استفاده شده بود. 0:03:19.345,0:03:21.000 و از میان آن‌ها، 0:03:21.024,0:03:24.515 ۳۷ درصد افزایش سطح شوری داشتند. 0:03:25.204,0:03:26.926 آنچه بیشتر مایه تعجب است 0:03:26.950,0:03:29.783 آن‌هایی که بیشترین افزایش را داشتند 0:03:29.807,0:03:32.712 در شرق ایالات متحده یافت شدند 0:03:32.736,0:03:34.767 نه درقسمت‌های خشک جنوب غربی. 0:03:35.480,0:03:38.101 مولفان این تحقیق فرضشان بر این بود که 0:03:38.125,0:03:42.854 این اتفاق بخاطر نمکی بوده که برای [br]یخ زدایی جاده‌ها استفاده شده است. 0:03:43.751,0:03:46.349 بطور بالقوه، منبع دیگر این نمک از 0:03:46.373,0:03:49.506 پساب‌های شور صنعتی است. 0:03:50.084,0:03:55.382 همانطور که می‌بینید، فعالیت‌های بشری [br]می‌تواند رودخانه‌های آب شیرین ما را به آبی 0:03:55.406,0:03:57.906 تبدیل کند که بیشتر شبیه آب اقیانوس هاست. 0:03:57.930,0:04:01.413 پس لازم است پیش از این که دیر[br]شود دست به کار شویم. 0:04:02.231,0:04:04.056 و من پیشنهادی دارم. 0:04:04.942,0:04:09.251 می‌توانیم یک راهکار دفاعی [br]سه مرحله ای را اتخاذ کنیم، 0:04:09.275,0:04:14.335 و اگر کاربران آب صنعتی این[br]راهکار دفاعی را به کار گیرند، 0:04:14.359,0:04:18.533 قادریم رودخانه‌هایمان را در[br]موقعیتی ایمن‌تر قرار دهیم. 0:04:18.899,0:04:21.310 گام اول آن، 0:04:21.334,0:04:23.823 استخراج آب کمتر از رودخانه 0:04:23.847,0:04:27.810 از طریق پیاده سازی عملیات‌های[br]بازیافت و استفاده مجدد ازآب است. 0:04:28.403,0:04:29.561 گام دوم، 0:04:29.585,0:04:33.593 لازم است نمک را از پساب‌های[br]شور صنعتی بزداییم 0:04:33.617,0:04:37.132 و بعد از بازیافت برای مقاصد [br]دیگر دوباره استفاده کنیم. 0:04:37.695,0:04:41.760 و گام سوم، لازم است مصرف کنندگان نمکی که[br]اینک نمکشان را از معادن به دست می آورند را 0:04:41.784,0:04:44.839 به مصرف کنندگانی تبدیل کنیم که 0:04:44.863,0:04:49.447 نمکشان از منابع بازیافتی تامین می‌کنند. 0:04:49.942,0:04:53.418 این مکانیسم دفاعی سه مرحله‌ای[br]هم اکنون در حال اجرا است. 0:04:53.442,0:04:56.381 این طرح‌ها در چین شمالی و[br]هندوستان در حال اجرا هستند 0:04:56.405,0:04:58.568 تا به احیا مجدد رودخانه‌ها کمک کنند. 0:04:59.123,0:05:00.647 اما پیشنهادم این است که 0:05:00.671,0:05:04.877 از این راهکار دفاعی برای حفاظت[br]از رودخانه‌ها استفاده کنیم، 0:05:04.901,0:05:07.435 تا نیازی به احیا مجدد آن‌ها نباشد. 0:05:08.159,0:05:11.595 و خبر خوب این که فناوری انجام[br]این کار را در اختیارداریم. 0:05:11.619,0:05:13.000 به کمک غشاها. 0:05:13.532,0:05:16.762 غشاها قادرند آب و نمک را سوا کنند. 0:05:17.593,0:05:20.728 سالهاست که غشاها را در اختیار داریم، 0:05:20.752,0:05:25.714 آن‌ها بر پایه مواد پلیمری[br]هستند که بر اساس اندازه 0:05:25.738,0:05:28.029 یا بر اساس بار تفکیک می‌کنند. 0:05:28.371,0:05:31.895 غشاهایی که برای نمک زدایی[br]از آب استفاده می‌شوند 0:05:31.919,0:05:34.942 عموما تفکیک کردن‌شان بر اساس بار است. 0:05:34.966,0:05:37.569 این غشاها دارای بار منفی شده، 0:05:37.593,0:05:40.434 و به دفع یون‌های کلرید دارای بار منفی 0:05:40.458,0:05:42.525 که درون نمک حل شده قرار دارد کمک می‌کنند. 0:05:43.974,0:05:48.426 بنابراین، همانطور که گفتم، این غشاها[br]را سالهاست که در اختیار داریم، 0:05:48.450,0:05:55.433 و در حال حاضرهر دقیقه ۲۵ میلیون[br]گالن آب را تصفیه می‌کنند. 0:05:55.457,0:05:57.372 حتی شاید بیشتر از آن. 0:05:57.770,0:05:59.170 کارایی‌شان بیشتر از این‌هاست. 0:06:00.254,0:06:04.952 این غشاها بر پایه اسمز معکوس عمل می‌کنند. 0:06:05.421,0:06:10.426 اسمز فرایندی طبیعی است [br]که در بدن ما اتفاق می‌افتد-- 0:06:10.450,0:06:12.268 همون جوری که سلول‌های ما کار می‌کنند. 0:06:12.292,0:06:15.714 اسمز جایی رخ می‌دهد که دو اتاقک داریم 0:06:15.738,0:06:19.316 که دو سطح از غلظت نمک را تفکیک می‌کند. 0:06:19.340,0:06:21.410 یکی با سطح غلظت نمک کمتر 0:06:21.434,0:06:23.504 و دیگری با سطح غلظت نمک بیشتر. 0:06:23.528,0:06:27.562 عامل جدایی این دو اتاقک همان [br]غشا نیمه نفوذپذیر است. 0:06:27.871,0:06:30.307 تحت فرایند اسمز طبیعی، 0:06:30.331,0:06:34.341 اتفاقی که می افتد انتقال آب ازغشاء[br]است که به طور کاملا طبیعی 0:06:34.365,0:06:36.286 از محلی که غلظت نمک پایین‌تر است 0:06:36.310,0:06:38.778 به محلی که غلظت نمک بیشتراست، 0:06:38.802,0:06:41.309 صورت می‌گیرد تا توازن برقرار شود. 0:06:42.437,0:06:46.112 اسمز معکوس، وارونه کردن[br]این فرایند طبیعی است. 0:06:46.136,0:06:48.260 و برای نائل شدن به این روند معکوس، 0:06:48.284,0:06:53.138 آنچه باید انجام داد اعمال فشار به [br]طرفی است که غلظت بالا دارد 0:06:53.162,0:06:56.741 برای این کارآب را به جهت مخالف می‌رانیم. 0:06:57.130,0:07:00.559 و بنابراین سمت غلیظ تر شورتر شده، 0:07:00.583,0:07:01.963 غلظت بیشتری پیدا می‌کند، 0:07:01.987,0:07:05.983 و سطح رقیق تر آب تصفیه می‌شود. 0:07:06.436,0:07:11.253 با استفاده از اسمز معکوس،[br]پساب صنعتی را می‌گیریم 0:07:11.277,0:07:15.879 و تا ۹۵٪ آن را به آب خالص تبدیل می‌کنیم، 0:07:15.903,0:07:20.116 تنها ۵٪ آن مخلوطی غلیظ از نمک است. 0:07:21.022,0:07:24.339 حال، این ۵٪ مخلوط نمکی 0:07:24.363,0:07:25.513 پساب نیست. 0:07:25.879,0:07:28.581 دانشمندان غشاهایی را ساخته اند 0:07:28.605,0:07:32.948 که به گونه‌ای تغییر کرده‌اند تا اجازه[br]عبور برخی نمک‌ها را بدهند 0:07:32.972,0:07:34.122 و برخی دیگر را ندهند. 0:07:34.939,0:07:36.273 با استفاده از این غشاها، 0:07:36.297,0:07:39.395 که معروف به غشاهای نانوفیلتراسیون هستند، 0:07:39.419,0:07:42.752 اکنون میتوان این ۵٪ محلول نمکی را به 0:07:42.776,0:07:46.267 محلول نمک خالص تبدیل کرد. 0:07:46.863,0:07:51.934 بنابراین، در مجموع، با استفاده از اسمز[br]معکوس وغشاهای نانوفیلتراسیون، 0:07:51.958,0:07:54.434 می‌توانیم پساب صنعتی را 0:07:54.458,0:07:58.228 به منبعی از آب و نمک تبدیل کنیم. 0:07:58.633,0:08:00.247 و با این کار، 0:08:00.271,0:08:04.668 به ارکان شماره یک و دو این راهکار[br]دفاعی از رودخانه دست بیابیم. 0:08:05.557,0:08:10.160 این راهکار را به کاربران [br]آب صنعتی معرفی کردم، 0:08:10.184,0:08:12.871 و پاسخ معمول این بوده که، 0:08:12.895,0:08:15.561 «درسته، اما کی قراره از[br]این نمک‌ها استفاده کنه؟» 0:08:16.014,0:08:19.014 برای همین ستون سوم اهمیت بالایی دارد. 0:08:19.038,0:08:22.818 لازم است افرادی که نمک [br]معادن را مصرف می‌کنند 0:08:22.842,0:08:25.548 به مصرف کنندگان نمک بازیافتی تبدیل کنیم. 0:08:26.080,0:08:28.707 خب این مصرف کنندگان چه کسانی هستند؟ 0:08:29.056,0:08:31.326 خب، سال ۲۰۱۸ در ایالات متحده، 0:08:31.350,0:08:36.249 فهمیدم که ۴۳ درصد نمک مصرف شده در آمریکا 0:08:36.273,0:08:39.519 برای یخ‌زدایی از جاده‌ها استفاده شده است. 0:08:40.289,0:08:43.553 ۳۹ درصد در صنایع شیمیایی به کار رفته. 0:08:43.577,0:08:46.410 بیایید نگاهی به این دو کاربرد داشته باشیم. 0:08:46.927,0:08:49.934 خب، شوکه شدم. 0:08:49.958,0:08:53.117 در زمستان ۲۰۱۹-۲۰۱۸ 0:08:53.141,0:08:56.094 یک میلیون تن نمک 0:08:56.118,0:09:00.161 در جاده‌های ایالت پنسیلوانیا[br]استفاده شده بود. 0:09:01.315,0:09:03.114 یک میلیون تن نمک برای پر کردن 0:09:03.138,0:09:06.338 دو سوم ساختمان امپایر استیت کافی است. 0:09:07.030,0:09:10.802 آن یک میلیون تن نمکی که از [br]زمین استخراج می‌شود، 0:09:10.826,0:09:12.524 در جاده‌های ما به کار می‌رود، 0:09:12.548,0:09:16.490 سپس به درون محیط زیست [br]و رودهای ما شسته می‌شود. 0:09:17.625,0:09:21.022 بنابراین پیشنهاد این است که [br]حداقل با تامین نمک از 0:09:21.046,0:09:24.666 پساب‌های صنعتی، 0:09:24.690,0:09:27.102 از رفتن آن‌ها به رودها، 0:09:27.126,0:09:30.180 و استفاده آن‌ها در جاده‌ها جلوگیری کنیم. 0:09:30.204,0:09:32.954 بنابراین زمانی که در بهار[br]با آب شدن یخ‌ها مواجه ایم 0:09:32.978,0:09:35.728 و این میزان بالای جاری شدن نمک را داریم، 0:09:35.752,0:09:38.006 حداقل رودخانه‌ها در وضعیت[br]بهتری برای دفاع از 0:09:38.030,0:09:40.577 خود علیه آن باشند. 0:09:42.053,0:09:43.434 حال به عنوان یک شیمیدان، 0:09:43.458,0:09:47.568 فرصتی که بسیار مشتاق آن بودم 0:09:47.592,0:09:52.274 معرفی مفهوم نمک دورانی[br]در صنایع شیمیایی است. 0:09:53.052,0:09:57.449 صنعت کلر- قلیایی بی نظیر است. 0:09:58.028,0:10:01.498 صنعت کلرـ قلیایی منبع اپوکسی‌هاست، 0:10:01.522,0:10:04.376 منبعی برای اورتان‌ها و حلال‌ها 0:10:04.400,0:10:08.040 و شماری از محصولات مفیدی که در زندگی[br]ما به طور روزمره مصرف می‌شوند. 0:10:08.593,0:10:12.928 و از نمک کلراید سدیم به عنوان[br]ماده اصلی استفاده می‌کند. 0:10:13.934,0:10:16.236 پس ایده این است، 0:10:16.260,0:10:18.649 که در وهله نخست، نگاهی به[br]اقتصاد خطی بیاندازیم. 0:10:18.673,0:10:22.006 در اقتصاد خطی، نمک از معدن استخراج می‌شود، 0:10:22.030,0:10:24.085 پس از پشت سر گذاشتن فرایند کلر- قلیایی، 0:10:24.109,0:10:26.069 به ماده شیمیایی اولیه تبدیل می‌شود، 0:10:26.093,0:10:28.831 که قابلیت تبدیل شدن به محصولات جدید دیگر 0:10:28.855,0:10:30.788 یا محصولات کاربردی تر را دارد. 0:10:31.300,0:10:33.982 اما طی این فرایند تبدیل، 0:10:34.006,0:10:37.815 اغلب اوقات، نمک به عنوان[br]فرآورده ای فرعی دوباره تولید شده 0:10:37.839,0:10:40.237 و سرانجام درون پساب‌های صنعتی یافت می‌شود. 0:10:41.402,0:10:46.497 بنابراین ایده این است که می‌توانیم[br]این شکل دورانی را معرفی کنیم، 0:10:46.521,0:10:51.371 و آب و نمک را از جریانات پساب صنعتی 0:10:51.395,0:10:52.815 کارخانه‌ها بازیافت کنیم، 0:10:52.839,0:10:56.910 و برای فرایند کلر- قلیایی ارسال کنیم. 0:10:58.388,0:10:59.594 نمک دورانی 0:10:59.936,0:11:02.078 حال اثرگذاری آن چه میزان است؟ 0:11:02.420,0:11:04.849 خب، این مثال را درنظر بگیرید. 0:11:04.873,0:11:08.359 ۵۰ درصد تولید پروپلین اکسید دنیا 0:11:08.383,0:11:10.835 از طریق فرایند کلرـ قلیایی انجام می‌شود. 0:11:11.379,0:11:16.616 و به طور کل سالانه حدودا [br]پنج میلیون تن پروپلین اکسید 0:11:16.640,0:11:18.849 در دنیا ساخته می‌شود. 0:11:19.768,0:11:23.926 بنابراین پنج میلیون تن نمک معدن از طریق 0:11:23.950,0:11:27.839 فرایند کلرـ قلیایی به پروپلین[br]اکسید تبدیل می‌شود، 0:11:27.863,0:11:29.553 و حین این فرآیند، 0:11:29.577,0:11:33.801 پنج ملیون تن نمک روانه پساب‌ها می‌شود. 0:11:34.547,0:11:36.031 ۵ میلیون تن نمک، 0:11:36.055,0:11:39.452 برای پر کردن سه ساختمان[br]امپایر استیت کافی است. 0:11:39.794,0:11:41.794 و این میزان سالیانه است. 0:11:42.157,0:11:47.696 بنابراین می‌توانید ببینید که نمک دورانی[br]چگونه می‌تواند سدی برای در امان ماندن 0:11:47.720,0:11:51.637 رودهای ما از سرازیر شدن[br]نمک به سوی آن‌‌ها باشد. 0:11:52.446,0:11:54.035 شاید با خودتان بگویید، 0:11:54.059,0:11:58.049 عجب! این همه سال غشاها را در اختیار داشتیم 0:11:58.073,0:12:02.178 آن وقت چرا در بازیافت پساب استفاده نشدند؟ 0:12:02.741,0:12:04.772 خب، مشکل اصلی این است، 0:12:04.796,0:12:07.709 که برای اجرای طرح استفاده مجدد[br]از پساب پول لازم است. 0:12:08.114,0:12:09.700 دوما، 0:12:09.724,0:12:12.886 آب در این مناطق بی ارزش است. 0:12:13.323,0:12:14.657 تا مادامی که دیر شود. 0:12:15.244,0:12:19.783 واقف هستید که اگر برای پایداری[br]آب شیرین چاره ای نکنیم، 0:12:19.807,0:12:22.164 با عواقبی جدی مواجه می‌شویم. 0:12:22.188,0:12:25.340 کافی است تنها از یکی از بزرگترین [br]تولیدکنندگان مواد شیمیایی جهان 0:12:25.364,0:12:29.027 که سال گذشته بخاطر پایین آمدن[br]سطح رود راین در آلمان 0:12:29.051,0:12:33.040 دچار خسارت ۲۸۰ میلیون دلاری شد سوال کنید. 0:12:33.995,0:12:37.855 می‌توانید از ساکنان کیپ تاون[br]در آفریقای جنوبی بپرسید، 0:12:37.879,0:12:42.077 که بخاطر تجربه خشکسالی برای سالیان[br]متمادی منابع آبی آن‌ها کاملا خشک شده 0:12:42.101,0:12:45.368 و از آن‌ها خواسته شده که موقع[br]توالت رفتن آب مصرف نکنند. 0:12:46.292,0:12:48.077 بنابراین همانطور که مشاهده می‌کنید، 0:12:48.101,0:12:50.315 با کمک غشاها راهکارهایی داریم، 0:12:50.339,0:12:54.766 تا بتوانیم آب خالص تامین کنیم، 0:12:54.790,0:12:57.004 نمک خالص تامین کنیم، 0:12:57.028,0:12:59.172 با کمک غشاها به هردو آن‌ها دست پیدا کنیم، 0:12:59.196,0:13:02.433 تا به حفاظت از رودخانه‌ها[br]برای نسل‌های آینده کمک کنیم. 0:13:02.734,0:13:03.893 متشکرم. 0:13:03.917,0:13:06.611 (تشویق)