WEBVTT

00:00:00.873 --> 00:00:02.817
Детство в северном Висконсине

00:00:02.841 --> 00:00:06.650
сформировало у меня тесную связь
с рекой Миссисипи.

00:00:07.167 --> 00:00:08.341
Когда я была маленькой,

00:00:08.365 --> 00:00:12.512
мы с сестрой частенько соревновались,
кто быстрее произнесёт по буквам

00:00:12.536 --> 00:00:16.250
слово Миссисипи.

00:00:17.115 --> 00:00:18.679
В начальной школе

00:00:18.703 --> 00:00:23.244
я увлеклась первопроходцами,
особенно экспедициями Жолье-Маркетт

00:00:23.268 --> 00:00:27.078
и тем, как они использовали
Великие озера, реку Миссисипи

00:00:27.078 --> 00:00:30.171
и её притоки, чтобы открыть Средний Запад

00:00:30.171 --> 00:00:33.775
и нанести на карту торговый путь
к Мексиканскому заливу.

00:00:34.466 --> 00:00:35.910
А в магистратуре

00:00:35.934 --> 00:00:38.395
мне повезло, что Миссисипи

00:00:38.419 --> 00:00:40.947
находилась за окном
моей исследовательской лаборатории

00:00:40.947 --> 00:00:42.914
в Университете Миннесоты.

00:00:43.680 --> 00:00:47.080
На протяжении пяти лет я всё ближе
знакомилась с Миссисипи.

00:00:47.425 --> 00:00:49.766
Я узнала о её неспокойном характере

00:00:49.766 --> 00:00:52.861
и местах, где она сначала
затапливает свои берега,

00:00:52.861 --> 00:00:54.716
а вскоре после этого

00:00:54.716 --> 00:00:57.400
вода вновь возвращается в русло.

NOTE Paragraph

00:00:58.218 --> 00:01:00.980
Сегодня, занимаясь
физической органической химией,

00:01:01.004 --> 00:01:03.035
я намерена использовать свои знания,

00:01:03.059 --> 00:01:06.245
чтобы помочь защитить Миссисипи,
а также другие реки

00:01:06.269 --> 00:01:09.399
от возникающего по вине человека
повышения уровня солёности.

00:01:10.374 --> 00:01:15.769
Потому что соль – это то, что способно
загрязнять пресноводные реки.

00:01:16.422 --> 00:01:22.264
Ведь в пресноводных реках уровень
солёности составляет всего 0,05 ‰.

00:01:22.677 --> 00:01:25.700
Такая вода пригодна для питья.

00:01:26.296 --> 00:01:30.276
Но большая часть воды на планете
приходится на океаны,

00:01:30.300 --> 00:01:34.322
чей уровень солёности
составляет более 3 ‰.

00:01:34.346 --> 00:01:37.506
Выпив её, вы очень скоро
почувствуете недомогание.

00:01:38.427 --> 00:01:43.061
Если сравнить относительный объём воды

00:01:43.085 --> 00:01:46.363
в океане и в реках нашей планеты,

00:01:46.387 --> 00:01:51.361
то представьте заполненный морской
водой 50-метровый бассейн,

NOTE Paragraph

00:01:52.157 --> 00:01:56.523
а вся речная вода поместится
в канистру объёмом 3,79 л.

00:01:57.095 --> 00:02:00.007
Сразу видно, насколько это ценный ресурс.

NOTE Paragraph

00:02:00.031 --> 00:02:02.864
Но относимся ли мы к ней,
как к ценному ресурсу?

00:02:02.888 --> 00:02:05.157
Или мы относимся к ней,
как к старому ковру

00:02:05.181 --> 00:02:08.494
у входной двери, о который вытираем ноги?

00:02:09.244 --> 00:02:13.403
У отношения к рекам как к старому ковру
есть серьёзные последствия.

00:02:13.427 --> 00:02:14.627
Смотрите сами.

00:02:15.022 --> 00:02:19.022
Посмотрим, на что способна всего
одна чайная ложка соли.

00:02:19.530 --> 00:02:21.934
Если мы добавим одну чайную ложку соли

00:02:21.938 --> 00:02:25.260
в наш 50-метровый бассейн с солёной водой,

00:02:25.284 --> 00:02:27.550
океанская вода останется прежней.

00:02:28.085 --> 00:02:30.315
Но если мы добавим столько же соли

00:02:30.339 --> 00:02:32.801
в эту канистру с пресной водой,

00:02:33.355 --> 00:02:36.402
она вдруг он станет
слишком соленой для питья.

00:02:37.149 --> 00:02:38.371
Суть в том,

00:02:38.395 --> 00:02:44.061
что объём рек настолько мал
по сравнению с океанами,

00:02:44.085 --> 00:02:46.704
что они особенно уязвимы
к деятельности человека,

00:02:46.728 --> 00:02:49.461
и мы должны защитить их.

NOTE Paragraph

00:02:50.117 --> 00:02:52.482
Недавно я начала изучать

00:02:52.506 --> 00:02:55.585
состояние рек во всём мире.

00:02:55.609 --> 00:02:58.839
Я ожидала увидеть грязные реки

00:02:58.863 --> 00:03:03.736
в регионах с дефицитом воды
и промышленным производством.

00:03:03.760 --> 00:03:06.627
И я обнаружила это
на севере Китая и Индии.

00:03:07.736 --> 00:03:12.146
Но я была удивлена,
когда прочитала статью 2018 года

00:03:12.170 --> 00:03:16.734
о качестве воды в 232 пробах,

00:03:16.758 --> 00:03:19.321
взятых из рек США.

00:03:19.345 --> 00:03:21.000
Оказалось, что 37 % проб

00:03:21.024 --> 00:03:24.515
имели повышенный уровень солёности.

00:03:25.204 --> 00:03:26.926
Но более удивительно то,

00:03:26.950 --> 00:03:29.783
что реки с наибольшим процентом солёности

00:03:29.807 --> 00:03:32.712
находятся в восточной части США,

00:03:32.736 --> 00:03:34.767
а не на юго-западе.

00:03:35.480 --> 00:03:38.101
Авторы статьи считают,

00:03:38.125 --> 00:03:42.854
что это может быть связано
с использованием соли в гололёд.

00:03:43.751 --> 00:03:46.349
Другим возможным источником загрязнения

00:03:46.373 --> 00:03:49.506
могли стать промышленные сточные воды.

NOTE Paragraph

00:03:50.084 --> 00:03:55.382
Получается, наша деятельность
может превратить пресную речную воду

00:03:55.406 --> 00:03:57.906
в солёную, как в океане.

00:03:57.930 --> 00:04:01.413
Нам нужно что-то с этим делать,
пока не стало слишком поздно.

00:04:02.231 --> 00:04:04.056
И у меня есть решение.

NOTE Paragraph

00:04:04.942 --> 00:04:09.251
Можно использовать трёхступенчатую
систему защиты рек,

00:04:09.275 --> 00:04:14.335
и если применить её на предприятиях,

00:04:14.359 --> 00:04:18.533
то они станут более безопасными для рек.

00:04:18.899 --> 00:04:21.310
Это включает, во-первых,

00:04:21.334 --> 00:04:23.823
извлечение меньшего количества воды из рек

00:04:23.847 --> 00:04:27.810
путём рециркуляции
и повторного использования воды.

00:04:28.403 --> 00:04:29.561
Во-вторых,

00:04:29.585 --> 00:04:33.593
необходимо извлечь соль
из солёных промышленных сточных вод,

00:04:33.617 --> 00:04:37.132
очистить её и использовать
для других целей.

00:04:37.695 --> 00:04:41.760
В-третьих, перенаправить
потребителей соли,

00:04:41.784 --> 00:04:44.839
добытой в шахтах,

00:04:44.863 --> 00:04:49.447
на использование соли
из вторичных источников.

00:04:49.942 --> 00:04:53.418
Эта трёхступенчатая система уже работает.

00:04:53.442 --> 00:04:56.381
Северный Китай и Индия уже применяют её,

00:04:56.405 --> 00:04:58.568
чтобы очистить реки.

00:04:59.123 --> 00:05:00.647
Мы предлагаем использовать

00:05:00.671 --> 00:05:04.877
эту систему, чтобы уже сейчас

00:05:04.901 --> 00:05:07.435
предотвратить загрязнение рек.

00:05:08.159 --> 00:05:11.595
К счастью, у нас есть решение.

00:05:11.619 --> 00:05:13.000
Мембраны,

NOTE Paragraph

00:05:13.532 --> 00:05:16.762
способные фильтровать воду.

00:05:17.593 --> 00:05:20.728
Мембраны существуют уже несколько лет.

00:05:20.752 --> 00:05:25.714
Они созданы из полимерных материалов

00:05:25.738 --> 00:05:28.029
и различаются размерами и зарядами.

00:05:28.371 --> 00:05:31.895
Мембраны, используемые
для отделения соли от воды,

00:05:31.919 --> 00:05:34.942
обычно работают за счёт разности зарядов.

00:05:34.966 --> 00:05:37.569
Отрицательно заряженные мембраны

00:05:37.593 --> 00:05:40.434
отталкивают отрицательно
заряженные ионы хлора,

00:05:40.458 --> 00:05:42.525
которые находятся в солёной воде.

00:05:43.974 --> 00:05:48.426
Я уже сказала, эти мембраны
применяют уже несколько лет,

00:05:48.450 --> 00:05:55.433
и каждую минуту они способны
очищать 113,5 млн литров воды.

00:05:55.457 --> 00:05:57.372
На самом деле это не предел.

00:05:57.770 --> 00:05:59.170
Они способны на большее.

NOTE Paragraph

00:06:00.254 --> 00:06:04.952
Эти мембраны работают по принципу
обратного осмоса (ОС).

00:06:05.421 --> 00:06:10.426
Осмос — естественный процесс,
играющий важную роль в жизни человека.

00:06:10.450 --> 00:06:12.268
На клеточном уровне.

00:06:12.292 --> 00:06:15.714
Осмос — механизм разделения жидкости

00:06:15.738 --> 00:06:19.316
на две части с разной концентрацией соли.

00:06:19.340 --> 00:06:21.410
Одна с большей концентрацией,

00:06:21.434 --> 00:06:23.504
другая с меньшей.

00:06:23.528 --> 00:06:27.562
Части отделены друг от друга
полупроницаемой мембраной.

00:06:27.871 --> 00:06:30.307
И в процессе прямого осмоса

00:06:30.331 --> 00:06:34.341
вода естественным образом
проникает через эту мембрану

00:06:34.365 --> 00:06:36.286
из области низкой концентрации соли

00:06:36.310 --> 00:06:38.778
в область высокой концентрации соли,

00:06:38.802 --> 00:06:41.309
пока не будет достигнуто равновесие.

NOTE Paragraph

00:06:42.437 --> 00:06:46.112
Теперь рассмотрим обратный осмос.

00:06:46.136 --> 00:06:48.260
Чтобы изменить направление осмоса

00:06:48.284 --> 00:06:53.138
в части с высокой солёностью
создаём давление

00:06:53.162 --> 00:06:56.741
и тем самым направляем воду
в противоположную сторону.

00:06:57.130 --> 00:07:00.559
Часть с высокой концентрацией
становится ещё более солёной

00:07:00.583 --> 00:07:01.963
и более концентрированной,

00:07:01.987 --> 00:07:05.983
а часть с низкой концентрацией
становится очищенной водой.

00:07:06.436 --> 00:07:11.253
Используя обратный осмос,
мы можем очистить

00:07:11.277 --> 00:07:15.879
промышленные сточные воды на 95 %,
до уровня питьевой воды,

00:07:15.903 --> 00:07:20.116
оставив в ней всего 5 % солей.

00:07:21.022 --> 00:07:24.339
Эти 5% концентрированной солёной смеси

00:07:24.363 --> 00:07:25.513
не несут вреда.

00:07:25.879 --> 00:07:28.581
Учёные также разработали
модифицированные мембраны,

00:07:28.605 --> 00:07:32.948
фильтрующие вредные соли

00:07:32.972 --> 00:07:34.122
и не только их.

00:07:34.939 --> 00:07:36.273
Используя эти мембраны,

00:07:36.297 --> 00:07:39.395
их называют нанофильтрационными
мембранами,

00:07:39.419 --> 00:07:42.752
этот 5% концентрированный солевой раствор

00:07:42.776 --> 00:07:46.267
можно превратить
в очищенный солевой раствор.

00:07:46.863 --> 00:07:51.934
В целом, используя мембраны
обратного осмоса и нанофильтрацию,

00:07:51.958 --> 00:07:54.434
мы можем сделать
промышленные сточные воды

00:07:54.458 --> 00:07:58.228
источником как воды, так и солей.

00:07:58.633 --> 00:08:00.247
И при этом

00:08:00.271 --> 00:08:04.668
пройти две ступени системы защиты рек.

NOTE Paragraph

00:08:05.557 --> 00:08:10.160
Я представила это исследование
промышленным водопользователям,

00:08:10.184 --> 00:08:12.871
и все они ответили так:

00:08:12.895 --> 00:08:15.561
«Да, но кому понадобится наша соль?»

00:08:16.014 --> 00:08:19.014
Вот почему пункт номер три так важен.

00:08:19.038 --> 00:08:22.818
Нам нужно изменить людей,
использующих каменную соль,

00:08:22.842 --> 00:08:25.548
в потребителей соли из вторсырья.

00:08:26.080 --> 00:08:28.707
Так кто же эти потребители соли?

00:08:29.056 --> 00:08:31.326
В 2018 году

00:08:31.350 --> 00:08:36.249
я обнаружила, что 43 % соли,
потребляемой в США,

00:08:36.273 --> 00:08:39.519
использовалось на дорогах
во время гололёда.

00:08:40.289 --> 00:08:43.553
А 39 % применялись
в химической промышленности.

NOTE Paragraph

00:08:43.577 --> 00:08:46.410
Давайте взглянем на эти два факта.

00:08:46.927 --> 00:08:49.934
Я лично была в шоке.

00:08:49.958 --> 00:08:53.117
В зимний сезон 2018/2019 года

00:08:53.141 --> 00:08:56.094
на дорогах штата Пенсильвания

00:08:56.118 --> 00:09:00.161
был высыпан миллион тонн соли.

00:09:01.315 --> 00:09:03.114
Одного миллиона тонн соли достаточно,

00:09:03.138 --> 00:09:06.338
чтобы заполнить на 2/3
Эмпайр Стейт Билдинг.

00:09:07.030 --> 00:09:10.802
Этот миллион тонн соли,
которую мы добываем в шахтах

00:09:10.826 --> 00:09:12.524
и высыпаем на дорогах,

00:09:12.548 --> 00:09:16.490
загрязняет окружающую среду и реки.

00:09:17.625 --> 00:09:21.022
Моё предложение заключается в том,
чтобы по крайней мере

00:09:21.046 --> 00:09:24.666
получать эту соль из сточных вод,

00:09:24.690 --> 00:09:27.102
предотвращая её попадание в реки,

00:09:27.126 --> 00:09:30.180
и использовать её на дорогах.

00:09:30.204 --> 00:09:32.954
Тогда по весне талая вода
с высоким содержанием солей

00:09:32.978 --> 00:09:35.728
будет единственным,

00:09:35.752 --> 00:09:38.006
что попадёт в реки,

00:09:38.030 --> 00:09:40.577
предотвратив таким образом загрязнение.

NOTE Paragraph

00:09:42.053 --> 00:09:43.434
Теперь, работая химиком

00:09:43.458 --> 00:09:47.568
я лучше понимаю,

00:09:47.592 --> 00:09:52.274
как внедрить переработку соли
в химическую промышленность.

00:09:53.052 --> 00:09:57.449
Для этого идеально подходит
хлорно-щелочная промышленность.

00:09:58.028 --> 00:10:01.498
Это производство эпоксидных смол,

00:10:01.522 --> 00:10:04.376
уретанов и растворителей,
а также множества продуктов,

00:10:04.400 --> 00:10:08.040
которыми мы пользуемся ежедневно.

00:10:08.593 --> 00:10:12.928
Основным сырьём этой промышленности
является хлорид натрия, то есть соль.

00:10:13.934 --> 00:10:15.890
Идея заключается в том,

00:10:15.920 --> 00:10:18.769
что сначала следует обратить внимание
на линейную экономику.

NOTE Paragraph

00:10:18.783 --> 00:10:22.006
В линейной экономике они
добывают эту соль из шахт,

00:10:22.030 --> 00:10:24.085
которая обрабатывается хлором и щёлочью

00:10:24.109 --> 00:10:26.119
и превращается в продукт
основного синтеза,

00:10:26.133 --> 00:10:28.831
на основе которого производят новый

00:10:28.855 --> 00:10:30.788
или более функциональный продукт.

00:10:31.300 --> 00:10:33.982
Но в процессе производства

00:10:34.006 --> 00:10:37.815
соль часто воспринимается
как побочный продукт

00:10:37.839 --> 00:10:40.237
и попадает в промышленные сточные воды.

00:10:41.402 --> 00:10:46.497
Идея заключается в том,
чтобы сделать производство безотходным

00:10:46.521 --> 00:10:51.371
и повторно использовать
воду и соль из сточных вод

00:10:51.395 --> 00:10:52.815
химического предприятия,

00:10:52.839 --> 00:10:56.910
направить её в начало
производственной цепочки.

00:10:58.388 --> 00:10:59.594
Циркуляция соли.

NOTE Paragraph

00:10:59.936 --> 00:11:02.078
Так насколько это эффективно?

00:11:02.420 --> 00:11:04.849
Давайте просто рассмотрим пример.

00:11:04.873 --> 00:11:08.359
50 % пропиленоксида в мире

00:11:08.383 --> 00:11:10.835
производится с помощью
хлорщелочной обработки.

00:11:11.379 --> 00:11:16.616
Это в общей сложности
около 5 млн тонн пропиленоксида,

00:11:16.640 --> 00:11:18.849
произведённых во всём мире за год.

00:11:19.768 --> 00:11:23.926
А это 5 млн тонн соли,
добываемой из-под земли

00:11:23.950 --> 00:11:27.839
и превращённой с помощью
хлора и щёлочи в пропиленоксид,

00:11:27.863 --> 00:11:29.553
а во время этого процесса

00:11:29.577 --> 00:11:33.801
5 млн тонн соли попадает в сточные воды.

00:11:34.547 --> 00:11:36.031
5 млн тонн соли достаточно,

00:11:36.055 --> 00:11:39.452
чтобы заполнить три Эмпайр Стейт Билдинг.

00:11:39.794 --> 00:11:41.794
И это происходит ежегодно.

00:11:42.157 --> 00:11:47.696
Теперь вы видите, как циркуляция соли
сможет обеспечить защиту

00:11:47.720 --> 00:11:51.637
наших рек от загрязнения солью.

NOTE Paragraph

00:11:52.446 --> 00:11:54.035
Вы зададитесь вопросом:

00:11:54.059 --> 00:11:58.049
«Чёрт возьми, эти мембраны
существуют уже много лет,

00:11:58.073 --> 00:12:02.178
так почему люди не
перерабатывают сточные воды?».

00:12:02.741 --> 00:12:04.772
Дело в том,

00:12:04.796 --> 00:12:07.709
что внедрение повторного использования —
затратный процесс.

00:12:08.114 --> 00:12:09.700
Во-вторых,

00:12:09.724 --> 00:12:12.886
в этих регионах вода
не является ценным ресурсом.

00:12:13.323 --> 00:12:14.657
Пока её хватает.

00:12:15.244 --> 00:12:19.783
Но знаете, если мы не планируем обеспечить
будущие поколения пресной водой,

00:12:19.807 --> 00:12:22.164
это может привести
к серьёзным последствиям.

00:12:22.188 --> 00:12:25.450
Можно спросить одного из крупнейших
мировых производителей химикатов,

00:12:25.474 --> 00:12:29.027
убытки которого в прошлом году
составили 280 млн $

00:12:29.051 --> 00:12:33.040
из-за низкого уровня реки Рейн в Германии.

00:12:33.995 --> 00:12:37.855
Спросите жителей Кейптауна
в Южной Африке,

00:12:37.879 --> 00:12:42.077
которые из-за многолетней засухи
исчерпали запасы пресной воды

00:12:42.101 --> 00:12:45.368
и которых просили
спускать воду в туалетах.

NOTE Paragraph

00:12:46.292 --> 00:12:48.077
Как вы видите,

00:12:48.101 --> 00:12:50.315
у нас есть решение.

00:12:50.339 --> 00:12:54.766
Мембраны обеспечат чистую воду,

00:12:54.790 --> 00:12:57.004
чистую соль.

00:12:57.028 --> 00:12:59.172
Используя мембраны,

00:12:59.196 --> 00:13:02.433
мы сохраним наши реки
для будущих поколений.

NOTE Paragraph

00:13:02.734 --> 00:13:03.893
Спасибо.

NOTE Paragraph

00:13:03.917 --> 00:13:06.611
(Аплодисменты)