Чистые реки благодаря замкнутому циклу утилизации солевого стока
-
0:01 - 0:03Детство в северном Висконсине
-
0:03 - 0:07сформировало у меня тесную связь
с рекой Миссисипи. -
0:07 - 0:08Когда я была маленькой,
-
0:08 - 0:13мы с сестрой частенько соревновались,
кто быстрее произнесёт по буквам -
0:13 - 0:16слово Миссисипи.
-
0:17 - 0:19В начальной школе
-
0:19 - 0:23я увлеклась первопроходцами,
особенно экспедициями Жолье-Маркетт -
0:23 - 0:27и тем, как они использовали
Великие озера, реку Миссисипи -
0:27 - 0:30и её притоки, чтобы открыть Средний Запад
-
0:30 - 0:34и нанести на карту торговый путь
к Мексиканскому заливу. -
0:34 - 0:36А в магистратуре
-
0:36 - 0:38мне повезло, что Миссисипи
-
0:38 - 0:41находилась за окном
моей исследовательской лаборатории -
0:41 - 0:43в Университете Миннесоты.
-
0:44 - 0:47На протяжении пяти лет я всё ближе
знакомилась с Миссисипи. -
0:47 - 0:50Я узнала о её неспокойном характере
-
0:50 - 0:53и местах, где она сначала
затапливает свои берега, -
0:53 - 0:55а вскоре после этого
-
0:55 - 0:57вода вновь возвращается в русло.
-
0:58 - 1:01Сегодня, занимаясь
физической органической химией, -
1:01 - 1:03я намерена использовать свои знания,
-
1:03 - 1:06чтобы помочь защитить Миссисипи,
а также другие реки -
1:06 - 1:09от возникающего по вине человека
повышения уровня солёности. -
1:10 - 1:16Потому что соль – это то, что способно
загрязнять пресноводные реки. -
1:16 - 1:22Ведь в пресноводных реках уровень
солёности составляет всего 0,05 ‰. -
1:23 - 1:26Такая вода пригодна для питья.
-
1:26 - 1:30Но большая часть воды на планете
приходится на океаны, -
1:30 - 1:34чей уровень солёности
составляет более 3 ‰. -
1:34 - 1:38Выпив её, вы очень скоро
почувствуете недомогание. -
1:38 - 1:43Если сравнить относительный объём воды
-
1:43 - 1:46в океане и в реках нашей планеты,
-
1:46 - 1:51то представьте заполненный морской
водой 50-метровый бассейн, -
1:52 - 1:57а вся речная вода поместится
в канистру объёмом 3,79 л. -
1:57 - 2:00Сразу видно, насколько это ценный ресурс.
-
2:00 - 2:03Но относимся ли мы к ней,
как к ценному ресурсу? -
2:03 - 2:05Или мы относимся к ней,
как к старому ковру -
2:05 - 2:08у входной двери, о который вытираем ноги?
-
2:09 - 2:13У отношения к рекам как к старому ковру
есть серьёзные последствия. -
2:13 - 2:15Смотрите сами.
-
2:15 - 2:19Посмотрим, на что способна всего
одна чайная ложка соли. -
2:20 - 2:22Если мы добавим одну чайную ложку соли
-
2:22 - 2:25в наш 50-метровый бассейн с солёной водой,
-
2:25 - 2:28океанская вода останется прежней.
-
2:28 - 2:30Но если мы добавим столько же соли
-
2:30 - 2:33в эту канистру с пресной водой,
-
2:33 - 2:36она вдруг он станет
слишком соленой для питья. -
2:37 - 2:38Суть в том,
-
2:38 - 2:44что объём рек настолько мал
по сравнению с океанами, -
2:44 - 2:47что они особенно уязвимы
к деятельности человека, -
2:47 - 2:49и мы должны защитить их.
-
2:50 - 2:52Недавно я начала изучать
-
2:53 - 2:56состояние рек во всём мире.
-
2:56 - 2:59Я ожидала увидеть грязные реки
-
2:59 - 3:04в регионах с дефицитом воды
и промышленным производством. -
3:04 - 3:07И я обнаружила это
на севере Китая и Индии. -
3:08 - 3:12Но я была удивлена,
когда прочитала статью 2018 года -
3:12 - 3:17о качестве воды в 232 пробах,
-
3:17 - 3:19взятых из рек США.
-
3:19 - 3:21Оказалось, что 37 % проб
-
3:21 - 3:25имели повышенный уровень солёности.
-
3:25 - 3:27Но более удивительно то,
-
3:27 - 3:30что реки с наибольшим процентом солёности
-
3:30 - 3:33находятся в восточной части США,
-
3:33 - 3:35а не на юго-западе.
-
3:35 - 3:38Авторы статьи считают,
-
3:38 - 3:43что это может быть связано
с использованием соли в гололёд. -
3:44 - 3:46Другим возможным источником загрязнения
-
3:46 - 3:50могли стать промышленные сточные воды.
-
3:50 - 3:55Получается, наша деятельность
может превратить пресную речную воду -
3:55 - 3:58в солёную, как в океане.
-
3:58 - 4:01Нам нужно что-то с этим делать,
пока не стало слишком поздно. -
4:02 - 4:04И у меня есть решение.
-
4:05 - 4:09Можно использовать трёхступенчатую
систему защиты рек, -
4:09 - 4:14и если применить её на предприятиях,
-
4:14 - 4:19то они станут более безопасными для рек.
-
4:19 - 4:21Это включает, во-первых,
-
4:21 - 4:24извлечение меньшего количества воды из рек
-
4:24 - 4:28путём рециркуляции
и повторного использования воды. -
4:28 - 4:30Во-вторых,
-
4:30 - 4:34необходимо извлечь соль
из солёных промышленных сточных вод, -
4:34 - 4:37очистить её и использовать
для других целей. -
4:38 - 4:42В-третьих, перенаправить
потребителей соли, -
4:42 - 4:45добытой в шахтах,
-
4:45 - 4:49на использование соли
из вторичных источников. -
4:50 - 4:53Эта трёхступенчатая система уже работает.
-
4:53 - 4:56Северный Китай и Индия уже применяют её,
-
4:56 - 4:59чтобы очистить реки.
-
4:59 - 5:01Мы предлагаем использовать
-
5:01 - 5:05эту систему, чтобы уже сейчас
-
5:05 - 5:07предотвратить загрязнение рек.
-
5:08 - 5:12К счастью, у нас есть решение.
-
5:12 - 5:13Мембраны,
-
5:14 - 5:17способные фильтровать воду.
-
5:18 - 5:21Мембраны существуют уже несколько лет.
-
5:21 - 5:26Они созданы из полимерных материалов
-
5:26 - 5:28и различаются размерами и зарядами.
-
5:28 - 5:32Мембраны, используемые
для отделения соли от воды, -
5:32 - 5:35обычно работают за счёт разности зарядов.
-
5:35 - 5:38Отрицательно заряженные мембраны
-
5:38 - 5:40отталкивают отрицательно
заряженные ионы хлора, -
5:40 - 5:43которые находятся в солёной воде.
-
5:44 - 5:48Я уже сказала, эти мембраны
применяют уже несколько лет, -
5:48 - 5:55и каждую минуту они способны
очищать 113,5 млн литров воды. -
5:55 - 5:57На самом деле это не предел.
-
5:58 - 5:59Они способны на большее.
-
6:00 - 6:05Эти мембраны работают по принципу
обратного осмоса (ОС). -
6:05 - 6:10Осмос — естественный процесс,
играющий важную роль в жизни человека. -
6:10 - 6:12На клеточном уровне.
-
6:12 - 6:16Осмос — механизм разделения жидкости
-
6:16 - 6:19на две части с разной концентрацией соли.
-
6:19 - 6:21Одна с большей концентрацией,
-
6:21 - 6:24другая с меньшей.
-
6:24 - 6:28Части отделены друг от друга
полупроницаемой мембраной. -
6:28 - 6:30И в процессе прямого осмоса
-
6:30 - 6:34вода естественным образом
проникает через эту мембрану -
6:34 - 6:36из области низкой концентрации соли
-
6:36 - 6:39в область высокой концентрации соли,
-
6:39 - 6:41пока не будет достигнуто равновесие.
-
6:42 - 6:46Теперь рассмотрим обратный осмос.
-
6:46 - 6:48Чтобы изменить направление осмоса
-
6:48 - 6:53в части с высокой солёностью
создаём давление -
6:53 - 6:57и тем самым направляем воду
в противоположную сторону. -
6:57 - 7:01Часть с высокой концентрацией
становится ещё более солёной -
7:01 - 7:02и более концентрированной,
-
7:02 - 7:06а часть с низкой концентрацией
становится очищенной водой. -
7:06 - 7:11Используя обратный осмос,
мы можем очистить -
7:11 - 7:16промышленные сточные воды на 95 %,
до уровня питьевой воды, -
7:16 - 7:20оставив в ней всего 5 % солей.
-
7:21 - 7:24Эти 5% концентрированной солёной смеси
-
7:24 - 7:26не несут вреда.
-
7:26 - 7:29Учёные также разработали
модифицированные мембраны, -
7:29 - 7:33фильтрующие вредные соли
-
7:33 - 7:34и не только их.
-
7:35 - 7:36Используя эти мембраны,
-
7:36 - 7:39их называют нанофильтрационными
мембранами, -
7:39 - 7:43этот 5% концентрированный солевой раствор
-
7:43 - 7:46можно превратить
в очищенный солевой раствор. -
7:47 - 7:52В целом, используя мембраны
обратного осмоса и нанофильтрацию, -
7:52 - 7:54мы можем сделать
промышленные сточные воды -
7:54 - 7:58источником как воды, так и солей.
-
7:59 - 8:00И при этом
-
8:00 - 8:05пройти две ступени системы защиты рек.
-
8:06 - 8:10Я представила это исследование
промышленным водопользователям, -
8:10 - 8:13и все они ответили так:
-
8:13 - 8:16«Да, но кому понадобится наша соль?»
-
8:16 - 8:19Вот почему пункт номер три так важен.
-
8:19 - 8:23Нам нужно изменить людей,
использующих каменную соль, -
8:23 - 8:26в потребителей соли из вторсырья.
-
8:26 - 8:29Так кто же эти потребители соли?
-
8:29 - 8:31В 2018 году
-
8:31 - 8:36я обнаружила, что 43 % соли,
потребляемой в США, -
8:36 - 8:40использовалось на дорогах
во время гололёда. -
8:40 - 8:44А 39 % применялись
в химической промышленности. -
8:44 - 8:46Давайте взглянем на эти два факта.
-
8:47 - 8:50Я лично была в шоке.
-
8:50 - 8:53В зимний сезон 2018/2019 года
-
8:53 - 8:56на дорогах штата Пенсильвания
-
8:56 - 9:00был высыпан миллион тонн соли.
-
9:01 - 9:03Одного миллиона тонн соли достаточно,
-
9:03 - 9:06чтобы заполнить на 2/3
Эмпайр Стейт Билдинг. -
9:07 - 9:11Этот миллион тонн соли,
которую мы добываем в шахтах -
9:11 - 9:13и высыпаем на дорогах,
-
9:13 - 9:16загрязняет окружающую среду и реки.
-
9:18 - 9:21Моё предложение заключается в том,
чтобы по крайней мере -
9:21 - 9:25получать эту соль из сточных вод,
-
9:25 - 9:27предотвращая её попадание в реки,
-
9:27 - 9:30и использовать её на дорогах.
-
9:30 - 9:33Тогда по весне талая вода
с высоким содержанием солей -
9:33 - 9:36будет единственным,
-
9:36 - 9:38что попадёт в реки,
-
9:38 - 9:41предотвратив таким образом загрязнение.
-
9:42 - 9:43Теперь, работая химиком
-
9:43 - 9:48я лучше понимаю,
-
9:48 - 9:52как внедрить переработку соли
в химическую промышленность. -
9:53 - 9:57Для этого идеально подходит
хлорно-щелочная промышленность. -
9:58 - 10:01Это производство эпоксидных смол,
-
10:02 - 10:04уретанов и растворителей,
а также множества продуктов, -
10:04 - 10:08которыми мы пользуемся ежедневно.
-
10:09 - 10:13Основным сырьём этой промышленности
является хлорид натрия, то есть соль. -
10:14 - 10:16Идея заключается в том,
-
10:16 - 10:19что сначала следует обратить внимание
на линейную экономику. -
10:19 - 10:22В линейной экономике они
добывают эту соль из шахт, -
10:22 - 10:24которая обрабатывается хлором и щёлочью
-
10:24 - 10:26и превращается в продукт
основного синтеза, -
10:26 - 10:29на основе которого производят новый
-
10:29 - 10:31или более функциональный продукт.
-
10:31 - 10:34Но в процессе производства
-
10:34 - 10:38соль часто воспринимается
как побочный продукт -
10:38 - 10:40и попадает в промышленные сточные воды.
-
10:41 - 10:46Идея заключается в том,
чтобы сделать производство безотходным -
10:47 - 10:51и повторно использовать
воду и соль из сточных вод -
10:51 - 10:53химического предприятия,
-
10:53 - 10:57направить её в начало
производственной цепочки. -
10:58 - 11:00Циркуляция соли.
-
11:00 - 11:02Так насколько это эффективно?
-
11:02 - 11:05Давайте просто рассмотрим пример.
-
11:05 - 11:0850 % пропиленоксида в мире
-
11:08 - 11:11производится с помощью
хлорщелочной обработки. -
11:11 - 11:17Это в общей сложности
около 5 млн тонн пропиленоксида, -
11:17 - 11:19произведённых во всём мире за год.
-
11:20 - 11:24А это 5 млн тонн соли,
добываемой из-под земли -
11:24 - 11:28и превращённой с помощью
хлора и щёлочи в пропиленоксид, -
11:28 - 11:30а во время этого процесса
-
11:30 - 11:345 млн тонн соли попадает в сточные воды.
-
11:35 - 11:365 млн тонн соли достаточно,
-
11:36 - 11:39чтобы заполнить три Эмпайр Стейт Билдинг.
-
11:40 - 11:42И это происходит ежегодно.
-
11:42 - 11:48Теперь вы видите, как циркуляция соли
сможет обеспечить защиту -
11:48 - 11:52наших рек от загрязнения солью.
-
11:52 - 11:54Вы зададитесь вопросом:
-
11:54 - 11:58«Чёрт возьми, эти мембраны
существуют уже много лет, -
11:58 - 12:02так почему люди не
перерабатывают сточные воды?». -
12:03 - 12:05Дело в том,
-
12:05 - 12:08что внедрение повторного использования —
затратный процесс. -
12:08 - 12:10Во-вторых,
-
12:10 - 12:13в этих регионах вода
не является ценным ресурсом. -
12:13 - 12:15Пока её хватает.
-
12:15 - 12:20Но знаете, если мы не планируем обеспечить
будущие поколения пресной водой, -
12:20 - 12:22это может привести
к серьёзным последствиям. -
12:22 - 12:25Можно спросить одного из крупнейших
мировых производителей химикатов, -
12:25 - 12:29убытки которого в прошлом году
составили 280 млн $ -
12:29 - 12:33из-за низкого уровня реки Рейн в Германии.
-
12:34 - 12:38Спросите жителей Кейптауна
в Южной Африке, -
12:38 - 12:42которые из-за многолетней засухи
исчерпали запасы пресной воды -
12:42 - 12:45и которых просили
спускать воду в туалетах. -
12:46 - 12:48Как вы видите,
-
12:48 - 12:50у нас есть решение.
-
12:50 - 12:55Мембраны обеспечат чистую воду,
-
12:55 - 12:57чистую соль.
-
12:57 - 12:59Используя мембраны,
-
12:59 - 13:02мы сохраним наши реки
для будущих поколений. -
13:03 - 13:04Спасибо.
-
13:04 - 13:07(Аплодисменты)
- Title:
- Чистые реки благодаря замкнутому циклу утилизации солевого стока
- Speaker:
- Тина Эрроувуд
- 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.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:19
Retired user approved Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean | ||
Retired user accepted Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean | ||
Retired user edited Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean | ||
Retired user edited Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean | ||
Retired user edited Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean | ||
Anastasia Bolotina edited Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean | ||
Anastasia Bolotina edited Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean | ||
Anastasia Bolotina edited Russian subtitles for A circular economy for salt that keeps rivers clean |