1
00:00:00,873 --> 00:00:02,817
Opgroeiend in het noorden van Wisconsin

2
00:00:02,841 --> 00:00:06,650
heb ik een natuurlijke band 
met de Mississippi ontwikkeld.

3
00:00:07,167 --> 00:00:08,341
Toen ik klein was,

4
00:00:08,365 --> 00:00:11,312
hielden mijn zus en ik 
wedstrijden om te kijken

5
00:00:11,312 --> 00:00:16,250
wie 'M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i' 
het snelst kon spellen.

6
00:00:17,115 --> 00:00:18,679
Op de lagere school

7
00:00:18,703 --> 00:00:23,244
leerde ik over hoe de vroege 
ontdekkingsreizigers en hun expedities,

8
00:00:23,268 --> 00:00:24,685
Marquette en Joliet,

9
00:00:24,685 --> 00:00:28,206
de Grote Meren en de Mississippi
en haar zijrivieren gebruikten

10
00:00:28,279 --> 00:00:30,171
om het Midwesten te ontdekken

11
00:00:30,195 --> 00:00:33,395
en om een handelsroute naar
de Golf van Mexico in kaart te brengen.

12
00:00:34,466 --> 00:00:35,910
Op de universiteit

13
00:00:35,934 --> 00:00:38,395
had ik het geluk
de Mississippi te kunnen zien

14
00:00:38,419 --> 00:00:40,823
vanuit het raam van mijn laboratorium

15
00:00:40,847 --> 00:00:42,914
aan de Universiteit van Minnesota.

16
00:00:43,680 --> 00:00:47,080
Tijdens die periode van vijf jaar 
leerde ik de Mississippi kennen.

17
00:00:47,425 --> 00:00:49,742
Ik kreeg haar temperamentvolle
karakter te zien;

18
00:00:49,766 --> 00:00:52,861
op het ene moment 
overstroomde ze haar oevers,

19
00:00:52,885 --> 00:00:55,186
en kort daarna

20
00:00:55,210 --> 00:00:57,410
stonden haar oevers droog.

21
00:00:58,218 --> 00:01:00,980
Nu wil ik als fysisch-organische chemicus

22
00:01:01,004 --> 00:01:03,035
mijn opleiding gebruiken

23
00:01:03,059 --> 00:01:06,245
om rivieren zoals
de Mississippi te beschermen

24
00:01:06,269 --> 00:01:09,399
tegen overmatig zout, 
vaak afkomstig van menselijke activiteit.

25
00:01:10,389 --> 00:01:15,920
Want zout is iets dat
zoetwaterrivieren kan vervuilen.

26
00:01:16,422 --> 00:01:22,264
Zoetwaterrivieren hebben
een zoutgehalte van slechts 0,05 procent.

27
00:01:22,677 --> 00:01:25,700
Op dat niveau is het veilig om te drinken.

28
00:01:26,296 --> 00:01:30,276
Maar het meeste water
op onze planeet zit in onze zeeën

29
00:01:30,300 --> 00:01:34,322
en zeewater heeft een zoutgehalte
van meer dan 3 procent.

30
00:01:34,346 --> 00:01:37,506
Als je dat drinkt, word je zeer snel ziek.

31
00:01:38,427 --> 00:01:43,061
Als we het volume van zeewater

32
00:01:43,085 --> 00:01:46,363
vergelijken met dat
van rivierwater op onze planeet,

33
00:01:46,387 --> 00:01:49,331
en stel je voor dat we met zeewater

34
00:01:49,355 --> 00:01:52,133
een zwembad van olympische 
afmetingen zouden vullen,

35
00:01:52,157 --> 00:01:54,760
dan zou in verhouding
het rivierwater van onze planeet

36
00:01:54,760 --> 00:01:57,095
in een fles van vier liter passen.

37
00:01:57,095 --> 00:02:00,007
Je ziet dat het een kostbare grondstof is.

38
00:02:00,031 --> 00:02:02,864
Maar behandelen we het ook
als een kostbare grondstof?

39
00:02:02,888 --> 00:02:05,157
Of behandelen we het eerder
als die oude mat

40
00:02:05,181 --> 00:02:08,394
waar je bij de voordeur
je voeten aan veegt?

41
00:02:09,244 --> 00:02:13,403
Rivieren behandelen zoals die oude mat
heeft ernstige gevolgen.

42
00:02:13,427 --> 00:02:14,627
Laten we eens kijken.

43
00:02:15,022 --> 00:02:19,022
Laten we eens kijken wat
slechts een theelepel zout kan doen.

44
00:02:19,530 --> 00:02:21,794
Als we een theelepel zout

45
00:02:21,818 --> 00:02:25,260
aan dit olympisch zwembad
met zeewater toevoegen,

46
00:02:25,284 --> 00:02:27,550
dan blijft dat zeewater gewoon zeewater.

47
00:02:28,085 --> 00:02:30,315
Maar als we diezelfde
theelepel zout toevoegen

48
00:02:30,339 --> 00:02:33,331
aan die 4-literfles met zoet rivierwater,

49
00:02:33,355 --> 00:02:36,402
wordt het plotseling
te zout om te drinken.

50
00:02:37,149 --> 00:02:38,724
Waar het hier om gaat,

51
00:02:38,724 --> 00:02:42,465
is dat rivieren door hun
zeer kleine volume

52
00:02:42,465 --> 00:02:44,085
in vergelijking met de oceanen,

53
00:02:44,085 --> 00:02:46,704
bijzonder gevoelig zijn
voor menselijke activiteiten,

54
00:02:46,728 --> 00:02:49,461
en we ze dus moeten beschermen.

55
00:02:50,117 --> 00:02:52,482
Een tijdje terug bekeek ik de literatuur

56
00:02:52,506 --> 00:02:55,585
over riviergezondheid in de hele wereld.

57
00:02:55,609 --> 00:02:58,839
Ik verwachtte rivieren in slechte staat

58
00:02:58,863 --> 00:03:03,736
in regio's met waterschaarste
en zware industriële ontwikkeling.

59
00:03:03,760 --> 00:03:06,627
Ik zag dit in het noorden
van China en India.

60
00:03:07,736 --> 00:03:12,146
Maar ik was verrast
toen ik een artikel uit 2018 las

61
00:03:12,170 --> 00:03:16,734
over 232 rivieren
waar monsters uit genomen zijn

62
00:03:16,758 --> 00:03:19,321
in de Verenigde Staten.

63
00:03:19,345 --> 00:03:24,395
Op 37 procent van die plaatsen
steeg het zoutgehalte.

64
00:03:25,204 --> 00:03:26,926
Wat verrassender was,

65
00:03:26,950 --> 00:03:29,557
is dat die met de hoogste stijgingen

66
00:03:29,557 --> 00:03:32,712
werden gevonden in het oostelijke deel
van de Verenigde Staten,

67
00:03:32,736 --> 00:03:34,767
en niet in het droge zuidwesten.

68
00:03:35,480 --> 00:03:38,101
De auteurs van dit artikel stellen

69
00:03:38,125 --> 00:03:41,065
dat dit te wijten kan zijn
aan het gebruik van zout

70
00:03:41,065 --> 00:03:43,751
om de wegen ijsvrij te houden.

71
00:03:43,751 --> 00:03:46,349
Een andere potentiële bron van dit zout

72
00:03:46,373 --> 00:03:49,506
zou kunnen komen
van zout industrieel afvalwater.

73
00:03:50,023 --> 00:03:51,041
Zoals je ziet,

74
00:03:51,041 --> 00:03:55,306
kunnen menselijke activiteiten
het water in onze zoetwaterrivieren

75
00:03:55,306 --> 00:03:57,906
omzetten naar water
dat begint te lijken op zeewater.

76
00:03:57,930 --> 00:04:01,413
Dus moeten we handelen
en iets doen voordat het te laat is.

77
00:04:02,231 --> 00:04:04,056
Ik heb een voorstel.

78
00:04:04,942 --> 00:04:09,251
We kunnen een driestappenplan maken 
om onze rivieren te beschermen.

79
00:04:09,275 --> 00:04:11,919
Als industriële gebruikers van water

80
00:04:11,919 --> 00:04:14,359
dit afweermechanisme 
in de praktijk brengen,

81
00:04:14,359 --> 00:04:18,533
kunnen we onze rivieren 
in een veel veiligere positie brengen.

82
00:04:18,899 --> 00:04:21,310
Dit houdt in, nummer een:

83
00:04:21,334 --> 00:04:23,823
dat we minder water
aan onze rivieren onttrekken

84
00:04:23,847 --> 00:04:27,810
door het recyclen en hergebruik van water.

85
00:04:28,403 --> 00:04:29,561
Nummer twee:

86
00:04:29,585 --> 00:04:33,593
we moeten het zout uit dit zoute
industriële afvalwater halen,

87
00:04:33,617 --> 00:04:37,132
het terugwinnen en opnieuw gebruiken
voor andere doeleinden.

88
00:04:37,695 --> 00:04:41,760
Nummer drie: we moeten zoutgebruikers,

89
00:04:41,784 --> 00:04:44,839
die momenteel ons zout halen uit mijnen,

90
00:04:44,863 --> 00:04:49,447
veranderen in zoutgebruikers
die ons zout halen uit gerecycleerd zout.

91
00:04:49,942 --> 00:04:53,418
Dit driedelige afweermechanisme
wordt al toegepast.

92
00:04:53,442 --> 00:04:56,381
Noord-China en India doen het al

93
00:04:56,405 --> 00:04:58,568
om de rivieren te helpen herstellen.

94
00:04:59,123 --> 00:05:00,647
Maar het voorstel hier

95
00:05:00,671 --> 00:05:04,877
is dit afweermechanisme te gebruiken
om onze rivieren te beschermen,

96
00:05:04,901 --> 00:05:07,435
zodat we ze niet hoeven te herstellen.

97
00:05:08,159 --> 00:05:11,595
Het goede nieuws is dat we
de technologie hebben om dit te doen.

98
00:05:11,619 --> 00:05:13,000
Het werkt met membranen.

99
00:05:13,532 --> 00:05:16,762
Membranen die zout
en water kunnen scheiden.

100
00:05:17,593 --> 00:05:20,728
Membranen zijn er al een aantal jaren

101
00:05:20,752 --> 00:05:23,588
en ze zijn gebaseerd
op polymere materialen

102
00:05:23,588 --> 00:05:25,738
die scheiden op basis van grootte

103
00:05:25,738 --> 00:05:28,029
of op basis van elektrische lading.

104
00:05:28,371 --> 00:05:31,895
De membranen die worden gebruikt
om zout en water te scheiden,

105
00:05:31,919 --> 00:05:34,942
scheiden vooral op basis van lading.

106
00:05:34,966 --> 00:05:37,569
Deze membranen zijn negatief geladen

107
00:05:37,593 --> 00:05:40,434
en stoten zo de negatief
geladen chloorionen af

108
00:05:40,458 --> 00:05:42,525
in dat opgeloste zout.

109
00:05:43,974 --> 00:05:48,426
Zoals ik al zei zijn deze membranen
er al een aantal jaren

110
00:05:48,450 --> 00:05:55,433
en op dit moment zuiveren ze
100 miljoen liter water per minuut.

111
00:05:55,457 --> 00:05:57,372
Eigenlijk nog meer dan dat.

112
00:05:57,770 --> 00:05:59,170
Maar ze kunnen meer.

113
00:06:00,254 --> 00:06:04,952
Deze membranen zijn gebaseerd
op het principe van omgekeerde osmose.

114
00:06:05,421 --> 00:06:10,426
Osmose is een natuurlijk proces
dat in ons lichaam plaatsvindt --

115
00:06:10,450 --> 00:06:12,268
je weet wel, hoe onze cellen werken.

116
00:06:12,292 --> 00:06:15,714
Bij osmose heb je twee kamers

117
00:06:15,738 --> 00:06:19,316
die twee niveaus van zoutconcentratie
van elkaar scheiden.

118
00:06:19,340 --> 00:06:21,410
Een met een lage zoutconcentratie

119
00:06:21,434 --> 00:06:23,504
en een met een hoge zoutconcentratie.

120
00:06:23,528 --> 00:06:27,562
Tussen de twee kamers
zit een halfdoorlatend membraan.

121
00:06:27,871 --> 00:06:30,307
Bij het natuurlijke osmoseproces

122
00:06:30,331 --> 00:06:34,341
gaat het water uit zichzelf
door dat membraan

123
00:06:34,365 --> 00:06:36,286
van het gebied met lage zoutconcentratie

124
00:06:36,310 --> 00:06:38,778
naar het gebied met hoge zoutconcentratie

125
00:06:38,802 --> 00:06:41,309
tot een evenwicht is bereikt.

126
00:06:42,437 --> 00:06:46,112
Omgekeerde osmose is de omkering
van dit natuurlijke proces.

127
00:06:46,136 --> 00:06:48,260
Om deze omkering te verwezenlijken,

128
00:06:48,284 --> 00:06:53,138
oefenen we een druk uit
aan de kant van de hoge concentratie

129
00:06:53,162 --> 00:06:56,741
en duwen we daardoor het water
in de tegengestelde richting.

130
00:06:57,130 --> 00:07:00,559
De kant met de hoge concentratie 
wordt daardoor nog zouter,

131
00:07:00,583 --> 00:07:01,963
geconcentreerder,

132
00:07:01,987 --> 00:07:05,983
en de kant met de lage concentratie
wordt het gezuiverde water.

133
00:07:06,436 --> 00:07:11,253
Door omgekeerde osmose
kunnen we industrieel afvalwater

134
00:07:11,277 --> 00:07:15,879
voor 95 procent omzetten in zuiver water,

135
00:07:15,903 --> 00:07:20,116
waardoor er slechts 5 procent
als geconcentreerd zoutmengsel overblijft.

136
00:07:21,022 --> 00:07:24,339
Die 5 procent geconcentreerd zoutmengsel

137
00:07:24,363 --> 00:07:25,513
is echter geen afval.

138
00:07:25,879 --> 00:07:28,581
Wetenschappers hebben
ook membranen ontwikkeld

139
00:07:28,605 --> 00:07:32,948
die ontworpen zijn
om bepaalde zouten door te laten

140
00:07:32,972 --> 00:07:34,122
en andere niet.

141
00:07:34,769 --> 00:07:36,196
Met behulp van deze membranen,

142
00:07:36,196 --> 00:07:39,395
algemeen aangeduid
als nanofiltratiemembranen,

143
00:07:39,419 --> 00:07:42,752
kan nu deze 5 procent
geconcentreerde zoutoplossing

144
00:07:42,776 --> 00:07:46,267
worden omgezet in
een gezuiverde zoutoplossing.

145
00:07:46,863 --> 00:07:51,934
Dus met omgekeerde osmose 
en nanofiltratiemembranen

146
00:07:51,958 --> 00:07:54,434
kunnen we industrieel afvalwater omzetten

147
00:07:54,458 --> 00:07:58,228
in zowel water als zout.

148
00:07:58,661 --> 00:08:04,668
Daardoor bereiken we pijler een en twee
van dit rivierafweermechanisme.

149
00:08:05,557 --> 00:08:10,160
Ik stelde dit voor aan een aantal
gebruikers van industrieel water

150
00:08:10,184 --> 00:08:12,871
en de algemene reactie was:

151
00:08:12,895 --> 00:08:15,561
"Ja, maar wie gaat mijn zout gebruiken?"

152
00:08:16,014 --> 00:08:19,014
Daarom is pijler nummer drie
zo belangrijk.

153
00:08:19,038 --> 00:08:22,818
We moeten gebruikers
van zout uit zoutmijnen

154
00:08:22,842 --> 00:08:25,548
veranderen in gebruikers
van gerecycleerd zout.

155
00:08:26,080 --> 00:08:28,707
Wie zijn deze zoutgebruikers?

156
00:08:29,056 --> 00:08:31,326
Ik vernam dat in 2018
in de Verenigde Staten,

157
00:08:31,350 --> 00:08:36,249
43 procent van het
in de VS verbruikte zout

158
00:08:36,273 --> 00:08:39,519
werd gebruikt als strooizout
om wegen ijsvrij te houden.

159
00:08:40,289 --> 00:08:43,553
39 procent werd gebruikt
in de chemische industrie.

160
00:08:43,577 --> 00:08:46,410
Laten we eens kijken
naar deze twee toepassingen.

161
00:08:46,927 --> 00:08:49,934
Ik was geschokt.

162
00:08:49,958 --> 00:08:53,117
In de winter van 2018

163
00:08:53,141 --> 00:08:56,094
werd een miljoen ton zout

164
00:08:56,118 --> 00:09:00,161
uitgestrooid op de wegen
in de staat Pennsylvania.

165
00:09:01,315 --> 00:09:03,114
Een miljoen ton zout is genoeg

166
00:09:03,138 --> 00:09:06,338
om het Empire State Building
voor twee derde te vullen.

167
00:09:07,030 --> 00:09:10,802
Dat is een miljoen ton zout
gewonnen uit de aarde,

168
00:09:10,826 --> 00:09:12,524
toegepast op onze wegen,

169
00:09:12,548 --> 00:09:16,490
en weggespoeld naar
het milieu en onze rivieren.

170
00:09:17,625 --> 00:09:21,022
Het voorstel is dat we op zijn minst

171
00:09:21,046 --> 00:09:24,666
dat zout uit industrieel
afvalwater kunnen halen,

172
00:09:24,690 --> 00:09:27,102
voorkomen dat het 
in onze rivieren terechtkomt,

173
00:09:27,126 --> 00:09:30,180
en liever dat gebruiken op onze wegen.

174
00:09:30,204 --> 00:09:32,954
Wanneer het in de lente gaat dooien

175
00:09:32,978 --> 00:09:35,622
en er zoveel zout wordt afgevoerd,

176
00:09:35,622 --> 00:09:38,006
zijn de rivieren tenminste
in een betere positie

177
00:09:38,030 --> 00:09:40,577
om zich ertegen te verdedigen.

178
00:09:42,053 --> 00:09:43,434
Wat me als chemicus

179
00:09:43,458 --> 00:09:47,568
echter nog het meest enthousiast maakt,

180
00:09:47,592 --> 00:09:52,274
is het concept om circulair zout
in de chemische industrie te introduceren.

181
00:09:53,052 --> 00:09:57,449
De chlooralkali-industrie
is daar perfect voor.

182
00:09:58,028 --> 00:10:01,498
De chlooralkali-industrie maakt epoxy,

183
00:10:01,522 --> 00:10:04,376
urethanen, oplosmiddelen,

184
00:10:04,400 --> 00:10:08,040
en heel wat nuttige producten
die we gebruiken in ons dagelijks leven.

185
00:10:08,593 --> 00:10:11,011
Bovendien gebruiken ze
het zout natriumchloride

186
00:10:11,011 --> 00:10:13,931
als belangrijkste grondstof.

187
00:10:13,934 --> 00:10:15,750
Dus het idee hier is --

188
00:10:15,750 --> 00:10:18,649
laten we eerst eens kijken
naar de lineaire economie.

189
00:10:18,673 --> 00:10:22,006
In een lineaire economie
halen ze dat zout uit een mijn,

190
00:10:22,030 --> 00:10:24,085
doorloopt dit het chlooralkaliproces

191
00:10:24,109 --> 00:10:26,069
en wordt het tot een basisstof omgezet

192
00:10:26,093 --> 00:10:29,007
die vervolgens kan worden omgezet
in een ander nieuw product

193
00:10:29,007 --> 00:10:30,898
of een meer functioneel product.

194
00:10:31,300 --> 00:10:33,982
Maar tijdens die omzetting

195
00:10:34,006 --> 00:10:37,815
ontstaat vaak zout als bijproduct

196
00:10:37,839 --> 00:10:40,237
en eindigt het in
het industriële afvalwater.

197
00:10:41,402 --> 00:10:46,497
Het idee is dat we
circulariteit kunnen introduceren.

198
00:10:46,521 --> 00:10:51,371
We kunnen het water en zout recyclen
uit het industriële afvalwater

199
00:10:51,395 --> 00:10:52,815
van de fabrieken

200
00:10:52,839 --> 00:10:56,910
en het hergebruiken
in het chlooralkaliproces.

201
00:10:58,388 --> 00:10:59,594
Circulair zout.

202
00:10:59,936 --> 00:11:02,078
Heeft een hoop impact, toch?

203
00:11:02,420 --> 00:11:04,849
Laten we gewoon één voorbeeld nemen.

204
00:11:04,873 --> 00:11:08,359
50 procent van de wereldwijde
productie van propeenoxide

205
00:11:08,383 --> 00:11:10,835
gaat via het chlooralkaliproces.

206
00:11:11,379 --> 00:11:16,616
Dat is een totaal van ongeveer
vijf miljoen ton propeenoxide

207
00:11:16,640 --> 00:11:18,849
op jaarbasis, wereldwijd.

208
00:11:19,768 --> 00:11:23,926
Dat is dus vijf miljoen ton zout
gewonnen uit de aarde

209
00:11:23,950 --> 00:11:27,839
en via het chlooralkaliproces
omgezet in propeenoxide.

210
00:11:27,863 --> 00:11:29,553
Tijdens dat proces

211
00:11:29,577 --> 00:11:33,801
eindigt vijf miljoen ton zout
in het afvalwater.

212
00:11:34,555 --> 00:11:39,452
Vijf miljoen ton is genoeg zout
om drie Empire State Buildings te vullen.

213
00:11:39,794 --> 00:11:41,794
Per jaar.

214
00:11:42,157 --> 00:11:47,696
Je ziet hoe circulair zout
een barrière kan zijn

215
00:11:47,720 --> 00:11:51,637
om onze rivieren tegen deze overmaat
aan zout te beschermen.

216
00:11:52,446 --> 00:11:54,035
Je kan je afvragen,

217
00:11:54,059 --> 00:11:58,049
"Als deze membranen
al een aantal jaren bestaan,

218
00:11:58,073 --> 00:12:02,178
waarom hergebruiken
mensen dan geen afvalwater?"

219
00:12:02,741 --> 00:12:04,772
De reden is

220
00:12:04,796 --> 00:12:07,869
dat het geld kost om hergebruik
van afvalwater te implementeren.

221
00:12:08,114 --> 00:12:09,700
Ten tweede

222
00:12:09,724 --> 00:12:12,886
wordt water in deze regio's
ondergewaardeerd.

223
00:12:13,323 --> 00:12:14,657
Tot het te laat is.

224
00:12:15,244 --> 00:12:19,783
Als we niet plannen
voor duurzaam zoetwater,

225
00:12:19,807 --> 00:12:22,122
heeft dat ernstige gevolgen.

226
00:12:22,122 --> 00:12:25,364
Je kunt het vragen aan een
van 's werelds grootste chemieproducenten

227
00:12:25,364 --> 00:12:29,027
die vorig jaar een verlies
van 280 miljoen dollar incasseerde

228
00:12:29,051 --> 00:12:33,040
vanwege de lage waterstanden
van de Rijn in Duitsland.

229
00:12:33,995 --> 00:12:37,855
Je kunt het vragen aan de inwoners
van Kaapstad in Zuid-Afrika,

230
00:12:37,879 --> 00:12:42,077
die door droogte jaar-op-jaar
hun waterreserves zagen opdrogen

231
00:12:42,101 --> 00:12:45,368
en werden verzocht om hun toiletten
niet door te spoelen.

232
00:12:46,292 --> 00:12:48,077
Zoals je kunt zien

233
00:12:48,101 --> 00:12:50,315
hebben we oplossingen met membranen

234
00:12:50,339 --> 00:12:54,766
waarmee we zuiver water kunnen leveren,

235
00:12:54,790 --> 00:12:57,004
we kunnen zuiver zout leveren,

236
00:12:57,028 --> 00:12:59,172
met deze beide membranen,

237
00:12:59,196 --> 00:13:02,433
om onze rivieren voor toekomstige 
generaties te helpen beschermen.

238
00:13:02,734 --> 00:13:03,893
Dank je.

239
00:13:03,917 --> 00:13:06,611
(Applaus)