Showing Revision 14 created 06/07/2020 by Yulia Kallistratova.

1. Title:
   Чистые реки благодаря замкнутому циклу утилизации солевого стока
2. Description:

   Зимой 2018-2019 гг. для борьбы с гололёдом использовали более миллиона тонн соли. И это только в штате Пенсильвания. Такая техническая соль часто попадает в пресноводные реки, делая их воду непригодной для питья и провоцируя растущий глобальный экологический кризис. Как нам защитить эти драгоценные природные ресурсы? Тина Эрроувуд, занимающаяся физической органической химией, предложила трёхэтапный план по предотвращению попадания соли в реки и создания замкнутого цикла утилизации солевого стока, которая превратит отходы промышленного производства в ценные ресурсы.

3. Speaker:
   Тина Эрроувуд
4. 873 0:01 - 0:03
   Детство в северном Висконсине
5. 2841 0:03 - 0:07
   сформировало у меня тесную связь
   с рекой Миссисипи.
6. 7167 0:07 - 0:08
   Когда я была маленькой,
7. 8365 0:08 - 0:13
   мы с сестрой частенько соревновались,
   кто быстрее произнесёт по буквам
8. 12536 0:13 - 0:16
   слово Миссисипи.
9. 17115 0:17 - 0:19
   В начальной школе
10. 18703 0:19 - 0:23
    я увлеклась первопроходцами,
    особенно экспедициями Жолье-Маркетт
11. 23268 0:23 - 0:27
    и тем, как они использовали
    Великие озера, реку Миссисипи
12. 27078 0:27 - 0:30
    и её притоки, чтобы открыть Средний Запад
13. 30171 0:30 - 0:34
    и нанести на карту торговый путь
    к Мексиканскому заливу.
14. 34466 0:34 - 0:36
    А в магистратуре
15. 35934 0:36 - 0:38
    мне повезло, что Миссисипи
16. 38419 0:38 - 0:41
    находилась за окном
    моей исследовательской лаборатории
17. 40947 0:41 - 0:43
    в Университете Миннесоты.
18. 43680 0:44 - 0:47
    На протяжении пяти лет я всё ближе
    знакомилась с Миссисипи.
19. 47425 0:47 - 0:50
    Я узнала о её неспокойном характере
20. 49766 0:50 - 0:53
    и местах, где она сначала
    затапливает свои берега,
21. 52861 0:53 - 0:55
    а вскоре после этого
22. 54716 0:55 - 0:57
    вода вновь возвращается в русло.
23. 58218 0:58 - 1:01
    Сегодня, занимаясь
    физической органической химией,

    ¶

24. 61004 1:01 - 1:03
    я намерена использовать свои знания,
25. 63059 1:03 - 1:06
    чтобы помочь защитить Миссисипи,
    а также другие реки
26. 66269 1:06 - 1:09
    от возникающего по вине человека
    повышения уровня солёности.
27. 70374 1:10 - 1:16
    Потому что соль – это то, что способно
    загрязнять пресноводные реки.
28. 76422 1:16 - 1:22
    Ведь в пресноводных реках уровень
    солёности составляет всего 0,05 ‰.
29. 82677 1:23 - 1:26
    Такая вода пригодна для питья.
30. 86296 1:26 - 1:30
    Но большая часть воды на планете
    приходится на океаны,
31. 90300 1:30 - 1:34
    чей уровень солёности
    составляет более 3 ‰.
32. 94346 1:34 - 1:38
    Выпив её, вы очень скоро
    почувствуете недомогание.
33. 98427 1:38 - 1:43
    Если сравнить относительный объём воды
34. 103085 1:43 - 1:46
    в океане и в реках нашей планеты,
35. 106387 1:46 - 1:51
    то представьте заполненный морской
    водой 50-метровый бассейн,
36. 112157 1:52 - 1:57
    а вся речная вода поместится
    в канистру объёмом 3,79 л.

    ¶

37. 117095 1:57 - 2:00
    Сразу видно, насколько это ценный ресурс.
38. 120031 2:00 - 2:03
    Но относимся ли мы к ней,
    как к ценному ресурсу?

    ¶

39. 122888 2:03 - 2:05
    Или мы относимся к ней,
    как к старому ковру
40. 125181 2:05 - 2:08
    у входной двери, о который вытираем ноги?
41. 129244 2:09 - 2:13
    У отношения к рекам как к старому ковру
    есть серьёзные последствия.
42. 133427 2:13 - 2:15
    Смотрите сами.
43. 135022 2:15 - 2:19
    Посмотрим, на что способна всего
    одна чайная ложка соли.
44. 139530 2:20 - 2:22
    Если мы добавим одну чайную ложку соли
45. 141938 2:22 - 2:25
    в наш 50-метровый бассейн с солёной водой,
46. 145284 2:25 - 2:28
    океанская вода останется прежней.
47. 148085 2:28 - 2:30
    Но если мы добавим столько же соли
48. 150339 2:30 - 2:33
    в эту канистру с пресной водой,
49. 153355 2:33 - 2:36
    она вдруг он станет
    слишком соленой для питья.
50. 157149 2:37 - 2:38
    Суть в том,
51. 158395 2:38 - 2:44
    что объём рек настолько мал
    по сравнению с океанами,
52. 164085 2:44 - 2:47
    что они особенно уязвимы
    к деятельности человека,
53. 166728 2:47 - 2:49
    и мы должны защитить их.
54. 170117 2:50 - 2:52
    Недавно я начала изучать

    ¶

55. 172506 2:53 - 2:56
    состояние рек во всём мире.
56. 175609 2:56 - 2:59
    Я ожидала увидеть грязные реки
57. 178863 2:59 - 3:04
    в регионах с дефицитом воды
    и промышленным производством.
58. 183760 3:04 - 3:07
    И я обнаружила это
    на севере Китая и Индии.
59. 187736 3:08 - 3:12
    Но я была удивлена,
    когда прочитала статью 2018 года
60. 192170 3:12 - 3:17
    о качестве воды в 232 пробах,
61. 196758 3:17 - 3:19
    взятых из рек США.
62. 199345 3:19 - 3:21
    Оказалось, что 37 % проб
63. 201024 3:21 - 3:25
    имели повышенный уровень солёности.
64. 205204 3:25 - 3:27
    Но более удивительно то,
65. 206950 3:27 - 3:30
    что реки с наибольшим процентом солёности
66. 209807 3:30 - 3:33
    находятся в восточной части США,
67. 212736 3:33 - 3:35
    а не на юго-западе.
68. 215480 3:35 - 3:38
    Авторы статьи считают,
69. 218125 3:38 - 3:43
    что это может быть связано
    с использованием соли в гололёд.
70. 223751 3:44 - 3:46
    Другим возможным источником загрязнения
71. 226373 3:46 - 3:50
    могли стать промышленные сточные воды.
72. 230084 3:50 - 3:55
    Получается, наша деятельность
    может превратить пресную речную воду

    ¶

73. 235406 3:55 - 3:58
    в солёную, как в океане.
74. 237930 3:58 - 4:01
    Нам нужно что-то с этим делать,
    пока не стало слишком поздно.
75. 242231 4:02 - 4:04
    И у меня есть решение.
76. 244942 4:05 - 4:09
    Можно использовать трёхступенчатую
    систему защиты рек,

    ¶

77. 249275 4:09 - 4:14
    и если применить её на предприятиях,
78. 254359 4:14 - 4:19
    то они станут более безопасными для рек.
79. 258899 4:19 - 4:21
    Это включает, во-первых,
80. 261334 4:21 - 4:24
    извлечение меньшего количества воды из рек
81. 263847 4:24 - 4:28
    путём рециркуляции
    и повторного использования воды.
82. 268403 4:28 - 4:30
    Во-вторых,
83. 269585 4:30 - 4:34
    необходимо извлечь соль
    из солёных промышленных сточных вод,
84. 273617 4:34 - 4:37
    очистить её и использовать
    для других целей.
85. 277695 4:38 - 4:42
    В-третьих, перенаправить
    потребителей соли,
86. 281784 4:42 - 4:45
    добытой в шахтах,
87. 284863 4:45 - 4:49
    на использование соли
    из вторичных источников.
88. 289942 4:50 - 4:53
    Эта трёхступенчатая система уже работает.
89. 293442 4:53 - 4:56
    Северный Китай и Индия уже применяют её,
90. 296405 4:56 - 4:59
    чтобы очистить реки.
91. 299123 4:59 - 5:01
    Мы предлагаем использовать
92. 300671 5:01 - 5:05
    эту систему, чтобы уже сейчас
93. 304901 5:05 - 5:07
    предотвратить загрязнение рек.
94. 308159 5:08 - 5:12
    К счастью, у нас есть решение.
95. 311619 5:12 - 5:13
    Мембраны,
96. 313532 5:14 - 5:17
    способные фильтровать воду.

    ¶

97. 317593 5:18 - 5:21
    Мембраны существуют уже несколько лет.
98. 320752 5:21 - 5:26
    Они созданы из полимерных материалов
99. 325738 5:26 - 5:28
    и различаются размерами и зарядами.
100. 328371 5:28 - 5:32
     Мембраны, используемые
     для отделения соли от воды,
101. 331919 5:32 - 5:35
     обычно работают за счёт разности зарядов.
102. 334966 5:35 - 5:38
     Отрицательно заряженные мембраны
103. 337593 5:38 - 5:40
     отталкивают отрицательно
     заряженные ионы хлора,
104. 340458 5:40 - 5:43
     которые находятся в солёной воде.
105. 343974 5:44 - 5:48
     Я уже сказала, эти мембраны
     применяют уже несколько лет,
106. 348450 5:48 - 5:55
     и каждую минуту они способны
     очищать 113,5 млн литров воды.
107. 355457 5:55 - 5:57
     На самом деле это не предел.
108. 357770 5:58 - 5:59
     Они способны на большее.
109. 360254 6:00 - 6:05
     Эти мембраны работают по принципу
     обратного осмоса (ОС).

     ¶

110. 365421 6:05 - 6:10
     Осмос — естественный процесс,
     играющий важную роль в жизни человека.
111. 370450 6:10 - 6:12
     На клеточном уровне.
112. 372292 6:12 - 6:16
     Осмос — механизм разделения жидкости
113. 375738 6:16 - 6:19
     на две части с разной концентрацией соли.
114. 379340 6:19 - 6:21
     Одна с большей концентрацией,
115. 381434 6:21 - 6:24
     другая с меньшей.
116. 383528 6:24 - 6:28
     Части отделены друг от друга
     полупроницаемой мембраной.
117. 387871 6:28 - 6:30
     И в процессе прямого осмоса
118. 390331 6:30 - 6:34
     вода естественным образом
     проникает через эту мембрану
119. 394365 6:34 - 6:36
     из области низкой концентрации соли
120. 396310 6:36 - 6:39
     в область высокой концентрации соли,
121. 398802 6:39 - 6:41
     пока не будет достигнуто равновесие.
122. 402437 6:42 - 6:46
     Теперь рассмотрим обратный осмос.

     ¶

123. 406136 6:46 - 6:48
     Чтобы изменить направление осмоса
124. 408284 6:48 - 6:53
     в части с высокой солёностью
     создаём давление
125. 413162 6:53 - 6:57
     и тем самым направляем воду
     в противоположную сторону.
126. 417130 6:57 - 7:01
     Часть с высокой концентрацией
     становится ещё более солёной
127. 420583 7:01 - 7:02
     и более концентрированной,
128. 421987 7:02 - 7:06
     а часть с низкой концентрацией
     становится очищенной водой.
129. 426436 7:06 - 7:11
     Используя обратный осмос,
     мы можем очистить
130. 431277 7:11 - 7:16
     промышленные сточные воды на 95 %,
     до уровня питьевой воды,
131. 435903 7:16 - 7:20
     оставив в ней всего 5 % солей.
132. 441022 7:21 - 7:24
     Эти 5% концентрированной солёной смеси
133. 444363 7:24 - 7:26
     не несут вреда.
134. 445879 7:26 - 7:29
     Учёные также разработали
     модифицированные мембраны,
135. 448605 7:29 - 7:33
     фильтрующие вредные соли
136. 452972 7:33 - 7:34
     и не только их.
137. 454939 7:35 - 7:36
     Используя эти мембраны,
138. 456297 7:36 - 7:39
     их называют нанофильтрационными
     мембранами,
139. 459419 7:39 - 7:43
     этот 5% концентрированный солевой раствор
140. 462776 7:43 - 7:46
     можно превратить
     в очищенный солевой раствор.
141. 466863 7:47 - 7:52
     В целом, используя мембраны
     обратного осмоса и нанофильтрацию,
142. 471958 7:52 - 7:54
     мы можем сделать
     промышленные сточные воды
143. 474458 7:54 - 7:58
     источником как воды, так и солей.
144. 478633 7:59 - 8:00
     И при этом
145. 480271 8:00 - 8:05
     пройти две ступени системы защиты рек.
146. 485557 8:06 - 8:10
     Я представила это исследование
     промышленным водопользователям,

     ¶

147. 490184 8:10 - 8:13
     и все они ответили так:
148. 492895 8:13 - 8:16
     «Да, но кому понадобится наша соль?»
149. 496014 8:16 - 8:19
     Вот почему пункт номер три так важен.
150. 499038 8:19 - 8:23
     Нам нужно изменить людей,
     использующих каменную соль,
151. 502842 8:23 - 8:26
     в потребителей соли из вторсырья.
152. 506080 8:26 - 8:29
     Так кто же эти потребители соли?
153. 509056 8:29 - 8:31
     В 2018 году
154. 511350 8:31 - 8:36
     я обнаружила, что 43 % соли,
     потребляемой в США,
155. 516273 8:36 - 8:40
     использовалось на дорогах
     во время гололёда.
156. 520289 8:40 - 8:44
     А 39 % применялись
     в химической промышленности.
157. 523577 8:44 - 8:46
     Давайте взглянем на эти два факта.

     ¶

158. 526927 8:47 - 8:50
     Я лично была в шоке.
159. 529958 8:50 - 8:53
     В зимний сезон 2018/2019 года
160. 533141 8:53 - 8:56
     на дорогах штата Пенсильвания
161. 536118 8:56 - 9:00
     был высыпан миллион тонн соли.
162. 541315 9:01 - 9:03
     Одного миллиона тонн соли достаточно,
163. 543138 9:03 - 9:06
     чтобы заполнить на 2/3
     Эмпайр Стейт Билдинг.
164. 547030 9:07 - 9:11
     Этот миллион тонн соли,
     которую мы добываем в шахтах
165. 550826 9:11 - 9:13
     и высыпаем на дорогах,
166. 552548 9:13 - 9:16
     загрязняет окружающую среду и реки.
167. 557625 9:18 - 9:21
     Моё предложение заключается в том,
     чтобы по крайней мере
168. 561046 9:21 - 9:25
     получать эту соль из сточных вод,
169. 564690 9:25 - 9:27
     предотвращая её попадание в реки,
170. 567126 9:27 - 9:30
     и использовать её на дорогах.
171. 570204 9:30 - 9:33
     Тогда по весне талая вода
     с высоким содержанием солей
172. 572978 9:33 - 9:36
     будет единственным,
173. 575752 9:36 - 9:38
     что попадёт в реки,
174. 578030 9:38 - 9:41
     предотвратив таким образом загрязнение.
175. 582053 9:42 - 9:43
     Теперь, работая химиком

     ¶

176. 583458 9:43 - 9:48
     я лучше понимаю,
177. 587592 9:48 - 9:52
     как внедрить переработку соли
     в химическую промышленность.
178. 593052 9:53 - 9:57
     Для этого идеально подходит
     хлорно-щелочная промышленность.
179. 598028 9:58 - 10:01
     Это производство эпоксидных смол,
180. 601522 10:02 - 10:04
     уретанов и растворителей,
     а также множества продуктов,
181. 604400 10:04 - 10:08
     которыми мы пользуемся ежедневно.
182. 608593 10:09 - 10:13
     Основным сырьём этой промышленности
     является хлорид натрия, то есть соль.
183. 613934 10:14 - 10:16
     Идея заключается в том,
184. 615920 10:16 - 10:19
     что сначала следует обратить внимание
     на линейную экономику.
185. 618783 10:19 - 10:22
     В линейной экономике они
     добывают эту соль из шахт,

     ¶

186. 622030 10:22 - 10:24
     которая обрабатывается хлором и щёлочью
187. 624109 10:24 - 10:26
     и превращается в продукт
     основного синтеза,
188. 626133 10:26 - 10:29
     на основе которого производят новый
189. 628855 10:29 - 10:31
     или более функциональный продукт.
190. 631300 10:31 - 10:34
     Но в процессе производства
191. 634006 10:34 - 10:38
     соль часто воспринимается
     как побочный продукт
192. 637839 10:38 - 10:40
     и попадает в промышленные сточные воды.
193. 641402 10:41 - 10:46
     Идея заключается в том,
     чтобы сделать производство безотходным
194. 646521 10:47 - 10:51
     и повторно использовать
     воду и соль из сточных вод
195. 651395 10:51 - 10:53
     химического предприятия,
196. 652839 10:53 - 10:57
     направить её в начало
     производственной цепочки.
197. 658388 10:58 - 11:00
     Циркуляция соли.
198. 659936 11:00 - 11:02
     Так насколько это эффективно?

     ¶

199. 662420 11:02 - 11:05
     Давайте просто рассмотрим пример.
200. 664873 11:05 - 11:08
     50 % пропиленоксида в мире
201. 668383 11:08 - 11:11
     производится с помощью
     хлорщелочной обработки.
202. 671379 11:11 - 11:17
     Это в общей сложности
     около 5 млн тонн пропиленоксида,
203. 676640 11:17 - 11:19
     произведённых во всём мире за год.
204. 679768 11:20 - 11:24
     А это 5 млн тонн соли,
     добываемой из-под земли
205. 683950 11:24 - 11:28
     и превращённой с помощью
     хлора и щёлочи в пропиленоксид,
206. 687863 11:28 - 11:30
     а во время этого процесса
207. 689577 11:30 - 11:34
     5 млн тонн соли попадает в сточные воды.
208. 694547 11:35 - 11:36
     5 млн тонн соли достаточно,
209. 696055 11:36 - 11:39
     чтобы заполнить три Эмпайр Стейт Билдинг.
210. 699794 11:40 - 11:42
     И это происходит ежегодно.
211. 702157 11:42 - 11:48
     Теперь вы видите, как циркуляция соли
     сможет обеспечить защиту
212. 707720 11:48 - 11:52
     наших рек от загрязнения солью.
213. 712446 11:52 - 11:54
     Вы зададитесь вопросом:

     ¶

214. 714059 11:54 - 11:58
     «Чёрт возьми, эти мембраны
     существуют уже много лет,
215. 718073 11:58 - 12:02
     так почему люди не
     перерабатывают сточные воды?».
216. 722741 12:03 - 12:05
     Дело в том,
217. 724796 12:05 - 12:08
     что внедрение повторного использования —
     затратный процесс.
218. 728114 12:08 - 12:10
     Во-вторых,
219. 729724 12:10 - 12:13
     в этих регионах вода
     не является ценным ресурсом.
220. 733323 12:13 - 12:15
     Пока её хватает.
221. 735244 12:15 - 12:20
     Но знаете, если мы не планируем обеспечить
     будущие поколения пресной водой,
222. 739807 12:20 - 12:22
     это может привести
     к серьёзным последствиям.
223. 742188 12:22 - 12:25
     Можно спросить одного из крупнейших
     мировых производителей химикатов,
224. 745474 12:25 - 12:29
     убытки которого в прошлом году
     составили 280 млн $
225. 749051 12:29 - 12:33
     из-за низкого уровня реки Рейн в Германии.
226. 753995 12:34 - 12:38
     Спросите жителей Кейптауна
     в Южной Африке,
227. 757879 12:38 - 12:42
     которые из-за многолетней засухи
     исчерпали запасы пресной воды
228. 762101 12:42 - 12:45
     и которых просили
     спускать воду в туалетах.
229. 766292 12:46 - 12:48
     Как вы видите,

     ¶

230. 768101 12:48 - 12:50
     у нас есть решение.
231. 770339 12:50 - 12:55
     Мембраны обеспечат чистую воду,
232. 774790 12:55 - 12:57
     чистую соль.
233. 777028 12:57 - 12:59
     Используя мембраны,
234. 779196 12:59 - 13:02
     мы сохраним наши реки
     для будущих поколений.
235. 782734 13:03 - 13:04
     Спасибо.

     ¶

236. 783917 13:04 - 13:07
     (Аплодисменты)

     ¶