0:00:00.873,0:00:02.817
Детство в северном Висконсине

0:00:02.841,0:00:06.650
сформировало у меня тесную связь[br]с рекой Миссисипи.

0:00:07.167,0:00:08.341
Когда я была маленькой,

0:00:08.365,0:00:12.512
мы с сестрой частенько соревновались,[br]кто быстрее произнесёт по буквам

0:00:12.536,0:00:16.250
слово Миссисипи.

0:00:17.115,0:00:18.679
В начальной школе

0:00:18.703,0:00:23.244
я увлеклась первопроходцами,[br]особенно экспедициями Жолье-Маркетт

0:00:23.268,0:00:27.078
и тем, как они использовали[br]Великие озера, реку Миссисипи

0:00:27.078,0:00:30.171
и её притоки, чтобы открыть Средний Запад

0:00:30.171,0:00:33.775
и нанести на карту торговый путь[br]к Мексиканскому заливу.

0:00:34.466,0:00:35.910
А в магистратуре

0:00:35.934,0:00:38.395
мне повезло, что Миссисипи

0:00:38.419,0:00:40.947
находилась за окном[br]моей исследовательской лаборатории

0:00:40.947,0:00:42.914
в Университете Миннесоты.

0:00:43.680,0:00:47.080
На протяжении пяти лет я всё ближе[br]знакомилась с Миссисипи.

0:00:47.425,0:00:49.766
Я узнала о её неспокойном характере

0:00:49.766,0:00:52.861
и местах, где она сначала[br]затапливает свои берега,

0:00:52.861,0:00:54.716
а вскоре после этого

0:00:54.716,0:00:57.400
вода вновь возвращается в русло.

0:00:58.218,0:01:00.980
Сегодня, занимаясь[br]физической органической химией,

0:01:01.004,0:01:03.035
я намерена использовать свои знания,

0:01:03.059,0:01:06.245
чтобы помочь защитить Миссисипи,[br]а также другие реки

0:01:06.269,0:01:09.399
от возникающего по вине человека[br]повышения уровня солёности.

0:01:10.374,0:01:15.769
Потому что соль – это то, что способно[br]загрязнять пресноводные реки.

0:01:16.422,0:01:22.264
Ведь в пресноводных реках уровень[br]солёности составляет всего 0,05 ‰.

0:01:22.677,0:01:25.700
Такая вода пригодна для питья.

0:01:26.296,0:01:30.276
Но большая часть воды на планете[br]приходится на океаны,

0:01:30.300,0:01:34.322
чей уровень солёности[br]составляет более 3 ‰.

0:01:34.346,0:01:37.506
Выпив её, вы очень скоро[br]почувствуете недомогание.

0:01:38.427,0:01:43.061
Если сравнить относительный объём воды

0:01:43.085,0:01:46.363
в океане и в реках нашей планеты,

0:01:46.387,0:01:51.361
то представьте заполненный морской[br]водой 50-метровый бассейн,

0:01:52.157,0:01:56.523
а вся речная вода поместится[br]в канистру объёмом 3,79 л.

0:01:57.095,0:02:00.007
Сразу видно, насколько это ценный ресурс.

0:02:00.031,0:02:02.864
Но относимся ли мы к ней,[br]как к ценному ресурсу?

0:02:02.888,0:02:05.157
Или мы относимся к ней,[br]как к старому ковру

0:02:05.181,0:02:08.494
у входной двери, о который вытираем ноги?

0:02:09.244,0:02:13.403
У отношения к рекам как к старому ковру[br]есть серьёзные последствия.

0:02:13.427,0:02:14.627
Смотрите сами.

0:02:15.022,0:02:19.022
Посмотрим, на что способна всего[br]одна чайная ложка соли.

0:02:19.530,0:02:21.934
Если мы добавим одну чайную ложку соли

0:02:21.938,0:02:25.260
в наш 50-метровый бассейн с солёной водой,

0:02:25.284,0:02:27.550
океанская вода останется прежней.

0:02:28.085,0:02:30.315
Но если мы добавим столько же соли

0:02:30.339,0:02:32.801
в эту канистру с пресной водой,

0:02:33.355,0:02:36.402
она вдруг он станет[br]слишком соленой для питья.

0:02:37.149,0:02:38.371
Суть в том,

0:02:38.395,0:02:44.061
что объём рек настолько мал[br]по сравнению с океанами,

0:02:44.085,0:02:46.704
что они особенно уязвимы[br]к деятельности человека,

0:02:46.728,0:02:49.461
и мы должны защитить их.

0:02:50.117,0:02:52.482
Недавно я начала изучать

0:02:52.506,0:02:55.585
состояние рек во всём мире.

0:02:55.609,0:02:58.839
Я ожидала увидеть грязные реки

0:02:58.863,0:03:03.736
в регионах с дефицитом воды[br]и промышленным производством.

0:03:03.760,0:03:06.627
И я обнаружила это[br]на севере Китая и Индии.

0:03:07.736,0:03:12.146
Но я была удивлена,[br]когда прочитала статью 2018 года

0:03:12.170,0:03:16.734
о качестве воды в 232 пробах,

0:03:16.758,0:03:19.321
взятых из рек США.

0:03:19.345,0:03:21.000
Оказалось, что 37 % проб

0:03:21.024,0:03:24.515
имели повышенный уровень солёности.

0:03:25.204,0:03:26.926
Но более удивительно то,

0:03:26.950,0:03:29.783
что реки с наибольшим процентом солёности

0:03:29.807,0:03:32.712
находятся в восточной части США,

0:03:32.736,0:03:34.767
а не на юго-западе.

0:03:35.480,0:03:38.101
Авторы статьи считают,

0:03:38.125,0:03:42.854
что это может быть связано[br]с использованием соли в гололёд.

0:03:43.751,0:03:46.349
Другим возможным источником загрязнения

0:03:46.373,0:03:49.506
могли стать промышленные сточные воды.

0:03:50.084,0:03:55.382
Получается, наша деятельность[br]может превратить пресную речную воду

0:03:55.406,0:03:57.906
в солёную, как в океане.

0:03:57.930,0:04:01.413
Нам нужно что-то с этим делать,[br]пока не стало слишком поздно.

0:04:02.231,0:04:04.056
И у меня есть решение.

0:04:04.942,0:04:09.251
Можно использовать трёхступенчатую[br]систему защиты рек,

0:04:09.275,0:04:14.335
и если применить её на предприятиях,

0:04:14.359,0:04:18.533
то они станут более безопасными для рек.

0:04:18.899,0:04:21.310
Это включает, во-первых,

0:04:21.334,0:04:23.823
извлечение меньшего количества воды из рек

0:04:23.847,0:04:27.810
путём рециркуляции[br]и повторного использования воды.

0:04:28.403,0:04:29.561
Во-вторых,

0:04:29.585,0:04:33.593
необходимо извлечь соль[br]из солёных промышленных сточных вод,

0:04:33.617,0:04:37.132
очистить её и использовать[br]для других целей.

0:04:37.695,0:04:41.760
В-третьих, перенаправить[br]потребителей соли,

0:04:41.784,0:04:44.839
добытой в шахтах,

0:04:44.863,0:04:49.447
на использование соли[br]из вторичных источников.

0:04:49.942,0:04:53.418
Эта трёхступенчатая система уже работает.

0:04:53.442,0:04:56.381
Северный Китай и Индия уже применяют её,

0:04:56.405,0:04:58.568
чтобы очистить реки.

0:04:59.123,0:05:00.647
Мы предлагаем использовать

0:05:00.671,0:05:04.877
эту систему, чтобы уже сейчас

0:05:04.901,0:05:07.435
предотвратить загрязнение рек.

0:05:08.159,0:05:11.595
К счастью, у нас есть решение.

0:05:11.619,0:05:13.000
Мембраны,

0:05:13.532,0:05:16.762
способные фильтровать воду.

0:05:17.593,0:05:20.728
Мембраны существуют уже несколько лет.

0:05:20.752,0:05:25.714
Они созданы из полимерных материалов

0:05:25.738,0:05:28.029
и различаются размерами и зарядами.

0:05:28.371,0:05:31.895
Мембраны, используемые[br]для отделения соли от воды,

0:05:31.919,0:05:34.942
обычно работают за счёт разности зарядов.

0:05:34.966,0:05:37.569
Отрицательно заряженные мембраны

0:05:37.593,0:05:40.434
отталкивают отрицательно[br]заряженные ионы хлора,

0:05:40.458,0:05:42.525
которые находятся в солёной воде.

0:05:43.974,0:05:48.426
Я уже сказала, эти мембраны[br]применяют уже несколько лет,

0:05:48.450,0:05:55.433
и каждую минуту они способны[br]очищать 113,5 млн литров воды.

0:05:55.457,0:05:57.372
На самом деле это не предел.

0:05:57.770,0:05:59.170
Они способны на большее.

0:06:00.254,0:06:04.952
Эти мембраны работают по принципу[br]обратного осмоса (ОС).

0:06:05.421,0:06:10.426
Осмос — естественный процесс,[br]играющий важную роль в жизни человека.

0:06:10.450,0:06:12.268
На клеточном уровне.

0:06:12.292,0:06:15.714
Осмос — механизм разделения жидкости

0:06:15.738,0:06:19.316
на две части с разной концентрацией соли.

0:06:19.340,0:06:21.410
Одна с большей концентрацией,

0:06:21.434,0:06:23.504
другая с меньшей.

0:06:23.528,0:06:27.562
Части отделены друг от друга[br]полупроницаемой мембраной.

0:06:27.871,0:06:30.307
И в процессе прямого осмоса

0:06:30.331,0:06:34.341
вода естественным образом[br]проникает через эту мембрану

0:06:34.365,0:06:36.286
из области низкой концентрации соли

0:06:36.310,0:06:38.778
в область высокой концентрации соли,

0:06:38.802,0:06:41.309
пока не будет достигнуто равновесие.

0:06:42.437,0:06:46.112
Теперь рассмотрим обратный осмос.

0:06:46.136,0:06:48.260
Чтобы изменить направление осмоса

0:06:48.284,0:06:53.138
в части с высокой солёностью[br]создаём давление

0:06:53.162,0:06:56.741
и тем самым направляем воду[br]в противоположную сторону.

0:06:57.130,0:07:00.559
Часть с высокой концентрацией[br]становится ещё более солёной

0:07:00.583,0:07:01.963
и более концентрированной,

0:07:01.987,0:07:05.983
а часть с низкой концентрацией[br]становится очищенной водой.

0:07:06.436,0:07:11.253
Используя обратный осмос,[br]мы можем очистить

0:07:11.277,0:07:15.879
промышленные сточные воды на 95 %,[br]до уровня питьевой воды,

0:07:15.903,0:07:20.116
оставив в ней всего 5 % солей.

0:07:21.022,0:07:24.339
Эти 5% концентрированной солёной смеси

0:07:24.363,0:07:25.513
не несут вреда.

0:07:25.879,0:07:28.581
Учёные также разработали[br]модифицированные мембраны,

0:07:28.605,0:07:32.948
фильтрующие вредные соли

0:07:32.972,0:07:34.122
и не только их.

0:07:34.939,0:07:36.273
Используя эти мембраны,

0:07:36.297,0:07:39.395
их называют нанофильтрационными[br]мембранами,

0:07:39.419,0:07:42.752
этот 5% концентрированный солевой раствор

0:07:42.776,0:07:46.267
можно превратить[br]в очищенный солевой раствор.

0:07:46.863,0:07:51.934
В целом, используя мембраны[br]обратного осмоса и нанофильтрацию,

0:07:51.958,0:07:54.434
мы можем сделать[br]промышленные сточные воды

0:07:54.458,0:07:58.228
источником как воды, так и солей.

0:07:58.633,0:08:00.247
И при этом

0:08:00.271,0:08:04.668
пройти две ступени системы защиты рек.

0:08:05.557,0:08:10.160
Я представила это исследование[br]промышленным водопользователям,

0:08:10.184,0:08:12.871
и все они ответили так:

0:08:12.895,0:08:15.561
«Да, но кому понадобится наша соль?»

0:08:16.014,0:08:19.014
Вот почему пункт номер три так важен.

0:08:19.038,0:08:22.818
Нам нужно изменить людей,[br]использующих каменную соль,

0:08:22.842,0:08:25.548
в потребителей соли из вторсырья.

0:08:26.080,0:08:28.707
Так кто же эти потребители соли?

0:08:29.056,0:08:31.326
В 2018 году

0:08:31.350,0:08:36.249
я обнаружила, что 43 % соли,[br]потребляемой в США,

0:08:36.273,0:08:39.519
использовалось на дорогах[br]во время гололёда.

0:08:40.289,0:08:43.553
А 39 % применялись[br]в химической промышленности.

0:08:43.577,0:08:46.410
Давайте взглянем на эти два факта.

0:08:46.927,0:08:49.934
Я лично была в шоке.

0:08:49.958,0:08:53.117
В зимний сезон 2018/2019 года

0:08:53.141,0:08:56.094
на дорогах штата Пенсильвания

0:08:56.118,0:09:00.161
был высыпан миллион тонн соли.

0:09:01.315,0:09:03.114
Одного миллиона тонн соли достаточно,

0:09:03.138,0:09:06.338
чтобы заполнить на 2/3[br]Эмпайр Стейт Билдинг.

0:09:07.030,0:09:10.802
Этот миллион тонн соли,[br]которую мы добываем в шахтах

0:09:10.826,0:09:12.524
и высыпаем на дорогах,

0:09:12.548,0:09:16.490
загрязняет окружающую среду и реки.

0:09:17.625,0:09:21.022
Моё предложение заключается в том,[br]чтобы по крайней мере

0:09:21.046,0:09:24.666
получать эту соль из сточных вод,

0:09:24.690,0:09:27.102
предотвращая её попадание в реки,

0:09:27.126,0:09:30.180
и использовать её на дорогах.

0:09:30.204,0:09:32.954
Тогда по весне талая вода[br]с высоким содержанием солей

0:09:32.978,0:09:35.728
будет единственным,

0:09:35.752,0:09:38.006
что попадёт в реки,

0:09:38.030,0:09:40.577
предотвратив таким образом загрязнение.

0:09:42.053,0:09:43.434
Теперь, работая химиком

0:09:43.458,0:09:47.568
я лучше понимаю,

0:09:47.592,0:09:52.274
как внедрить переработку соли[br]в химическую промышленность.

0:09:53.052,0:09:57.449
Для этого идеально подходит[br]хлорно-щелочная промышленность.

0:09:58.028,0:10:01.498
Это производство эпоксидных смол,

0:10:01.522,0:10:04.376
уретанов и растворителей,[br]а также множества продуктов,

0:10:04.400,0:10:08.040
которыми мы пользуемся ежедневно.

0:10:08.593,0:10:12.928
Основным сырьём этой промышленности[br]является хлорид натрия, то есть соль.

0:10:13.934,0:10:15.890
Идея заключается в том,

0:10:15.920,0:10:18.769
что сначала следует обратить внимание[br]на линейную экономику.

0:10:18.783,0:10:22.006
В линейной экономике они[br]добывают эту соль из шахт,

0:10:22.030,0:10:24.085
которая обрабатывается хлором и щёлочью

0:10:24.109,0:10:26.119
и превращается в продукт[br]основного синтеза,

0:10:26.133,0:10:28.831
на основе которого производят новый

0:10:28.855,0:10:30.788
или более функциональный продукт.

0:10:31.300,0:10:33.982
Но в процессе производства

0:10:34.006,0:10:37.815
соль часто воспринимается[br]как побочный продукт

0:10:37.839,0:10:40.237
и попадает в промышленные сточные воды.

0:10:41.402,0:10:46.497
Идея заключается в том,[br]чтобы сделать производство безотходным

0:10:46.521,0:10:51.371
и повторно использовать[br]воду и соль из сточных вод

0:10:51.395,0:10:52.815
химического предприятия,

0:10:52.839,0:10:56.910
направить её в начало[br]производственной цепочки.

0:10:58.388,0:10:59.594
Циркуляция соли.

0:10:59.936,0:11:02.078
Так насколько это эффективно?

0:11:02.420,0:11:04.849
Давайте просто рассмотрим пример.

0:11:04.873,0:11:08.359
50 % пропиленоксида в мире

0:11:08.383,0:11:10.835
производится с помощью[br]хлорщелочной обработки.

0:11:11.379,0:11:16.616
Это в общей сложности[br]около 5 млн тонн пропиленоксида,

0:11:16.640,0:11:18.849
произведённых во всём мире за год.

0:11:19.768,0:11:23.926
А это 5 млн тонн соли,[br]добываемой из-под земли

0:11:23.950,0:11:27.839
и превращённой с помощью[br]хлора и щёлочи в пропиленоксид,

0:11:27.863,0:11:29.553
а во время этого процесса

0:11:29.577,0:11:33.801
5 млн тонн соли попадает в сточные воды.

0:11:34.547,0:11:36.031
5 млн тонн соли достаточно,

0:11:36.055,0:11:39.452
чтобы заполнить три Эмпайр Стейт Билдинг.

0:11:39.794,0:11:41.794
И это происходит ежегодно.

0:11:42.157,0:11:47.696
Теперь вы видите, как циркуляция соли[br]сможет обеспечить защиту

0:11:47.720,0:11:51.637
наших рек от загрязнения солью.

0:11:52.446,0:11:54.035
Вы зададитесь вопросом:

0:11:54.059,0:11:58.049
«Чёрт возьми, эти мембраны[br]существуют уже много лет,

0:11:58.073,0:12:02.178
так почему люди не[br]перерабатывают сточные воды?».

0:12:02.741,0:12:04.772
Дело в том,

0:12:04.796,0:12:07.709
что внедрение повторного использования —[br]затратный процесс.

0:12:08.114,0:12:09.700
Во-вторых,

0:12:09.724,0:12:12.886
в этих регионах вода[br]не является ценным ресурсом.

0:12:13.323,0:12:14.657
Пока её хватает.

0:12:15.244,0:12:19.783
Но знаете, если мы не планируем обеспечить[br]будущие поколения пресной водой,

0:12:19.807,0:12:22.164
это может привести[br]к серьёзным последствиям.

0:12:22.188,0:12:25.450
Можно спросить одного из крупнейших[br]мировых производителей химикатов,

0:12:25.474,0:12:29.027
убытки которого в прошлом году[br]составили 280 млн $

0:12:29.051,0:12:33.040
из-за низкого уровня реки Рейн в Германии.

0:12:33.995,0:12:37.855
Спросите жителей Кейптауна[br]в Южной Африке,

0:12:37.879,0:12:42.077
которые из-за многолетней засухи[br]исчерпали запасы пресной воды

0:12:42.101,0:12:45.368
и которых просили[br]спускать воду в туалетах.

0:12:46.292,0:12:48.077
Как вы видите,

0:12:48.101,0:12:50.315
у нас есть решение.

0:12:50.339,0:12:54.766
Мембраны обеспечат чистую воду,

0:12:54.790,0:12:57.004
чистую соль.

0:12:57.028,0:12:59.172
Используя мембраны,

0:12:59.196,0:13:02.433
мы сохраним наши реки[br]для будущих поколений.

0:13:02.734,0:13:03.893
Спасибо.

0:13:03.917,0:13:06.611
(Аплодисменты)