4 способа избежать катастрофической засухи | Дэвид Седлак | TEDxMarin

Климат на Земле меняется непредсказуемо, и совсем скоро районы с большим количеством питьевой воды могут обнаружить, что водохранилища высохли, а подземные водяные слои обеднели. В своём рассказе инженер Дэвид Седлак описывает 4 способа решить проблемы с водой в мире. Он предлагает переключиться на новые местные источники воды и создать систему, которая сможет выдержать любые последствия климатических изменений в ближайшем будущем.

Это выступление записано на мероприятии TEDx, независимо организованном местным сообществом с использованием формата конференций TED. Узнайте больше на http://ted.com/tedx

Поколение наших дедов
создало невероятную систему

каналов и резервуаров,
которая сделала возможной

жизнь для людей
на территориях с недостатком воды.

Например, во время Великой Депрессии

была построена плотина Гувера,

которая в свою очередь создала озеро Мид

и обеспечила водой жителей
Лас-Вегаса, Феникса и Лос-Анджелеса,

проживающих в засушливых регионах.

В ХХ веке были потрачены
буквально триллионы долларов

на создание инфраструктуры
по водоснабжению наших городов.

С точки зрения развития экономики
это было отличное вложение денег.

Но в последние десятилетия мы видим,
что совместное воздействие

изменений климата, роста населения
и конкуренции за воду

угрожает этим водохранилищам и каналам.

Эта диаграмма показывает изменение
уровня воды в озере Мид,

произошедшее за последние 15 лет.

Как видите, начиная с 2000 года

уровень воды в озере начал снижаться.

И он снижался с такой скоростью,

что грозил оставить Лас-Вегас без воды.

Городские власти были
сильно обеспокоены и недавно

построили новую
инфраструктуру поставки воды,

которую назвали «Третьей соломинкой»,

чтобы брать воду из озера
с большей глубины.

Сложности с обеспечением городов водой

испытывает не только Юго-Запад Америки.

В 2007 году третий по величине
город Австралии, Брисбейн,

имел запасов воды всего на 6 месяцев.

Нечто похожее происходит сегодня
в Сан-Паулу в Бразилии,

где главный резервуар города,

будучи заполненным в 2010 году,

сейчас стал практически пустым

в ходе подготовки к летней Олимпиаде-2016.

Тем из нас, кому посчастливилось

жить в одном из самых
больших городов мира,

не довелось испытать
эффект серьёзной засухи.

Мы любим жаловаться о том,
что приходится принимать «душ по-флотски».

Нам нравится демонстрировать соседям наши
грязные машины и пожухшие газоны.

Но мы никогда всерьёз не сталкивались

с вероятностью открыть однажды кран
и не увидеть воды.

И все это потому, что раньше

при затруднениях всегда можно
было расширить резервуар,

вырыть ещё несколько подземных колодцев.

Ну а сейчас, когда все известные
источники воды уже задействованы,

не стоит рассчитывать,
что этот испытанный метод

обеспечит нас водой.

Некоторые люди думают,
что проблему воды в городах

можно решить, взяв воду
у загородных соседей.

Но это чревато политическими, юридическими
и социальными проблемами.

И даже если бы нам удалось
отобрать воду у загородных соседей,

мы бы просто переложили проблему
на кого-то ещё,

и, вероятно, она вернулась бы к нам

более высокими ценами на продукты питания

и уроном для водных экосистем.

Мне кажется, что есть более верный способ
решить проблему воды в городах,

и я думаю, что он в том, чтобы открыть
четыре новых местных источника,

которые я сравниваю с кранами.

Если получится удачно вложиться

в новые источники воды в ближайшие годы,

мы решим городские проблемы с водой

и снизим вероятность
когда-либо столкнуться

с последствиями суровой засухи.

Если 20 лет назад вы бы сказали мне,

что современный город может жить
без внешнего источника воды,

я бы отмахнулся от вас
как от невежественного мечтателя.

Но мой собственный опыт

работы с самыми обезвоженными городами
мира в последние десятилетия показал,

что у нас достаточно технологий
и управленческих способностей

для отказа от ввоза воды,

и именно об этом я хочу
вам сегодня рассказать.

Первый местный источник воды,
который нужно освоить

для решения проблемы воды в городах, —

это выпадающий в них дождь.

Одна из серьёзнейших проблем
развития города —

это что с ростом поселений мы начали

закрывать все поверхности
бетоном и асфальтом.

Это вынудило нас строить
ливневую канализацию

и выводить из города всю дождевую воду,

чтобы избежать затоплений,

а это — транжирство жизненно важного
источника воды.

Давайте я приведу пример.

Этот график показывает объём воды,

которую можно было бы собрать в Сан-Хосе,

если бы им удалось сохранять
все осадки в границах города.

По точке пересечения синей
и чёрной пунктирной линий видно,

что если бы Сан-Хосе сохранял
хотя бы половину осадков,

им бы хватило запаса воды на целый год.

Кто-то из вас наверняка думает:

«Чтобы решить проблему, достаточно
построить огромные цистерны

и соединить их со сливами городских крыш,

и так дождь сохранится».

Да, эта идея может сработать кое-где.

Но если вы живёте там, где дождь
преимущественно зимой,

а вода нужна в основном летом,

это не самое бережливое решение проблемы.

А если засуха затянется на несколько лет,

как сейчас в Калифорнии,

достаточно большую для нужного запаса воды
цистерну построить просто невозможно.

Мне кажется, есть гораздо более
реальный способ

сохранять дождевую воду в городах,

а именно: собирать её и давать ей
впитаться в землю.

В конце концов, многие города расположены
поверх природных хранилищ воды,

в которые влезет огромный её объём.

Например, изначально Лос-Анджелес получал

примерно треть своей воды
из огромного водоносного слоя,

расположенного под долиной
Сан-Фернандо.

Посмотрев на воду,
которая стекает с крыши,

пропитывает газон и собирается
в канализацию,

вы можете подумать:
«Я действительно должен это пить?»

Отвечаю: не должны,

пока воду не обработали.

Таким образом, пытаясь сохранить
воду в городах, мы должны

её собрать, очистить

и перенести под землю.

Именно это и делают власти Лос-Анджелеса

в своём новом проекте
в городе Бербанк, Калифорния.

Здесь вы видите ливневую систему,
которую они строят,

связывая ряд коллекторов,
или ливневых стоков,

и направляя собранную воду
в заброшенный гравийный карьер.

Вода, оказавшись в карьере,

постепенно протекает
через рукотворное болото,

а затем сюда, на поле с шариками,

и наконец впитывается в землю,

пополняя городской водный резервуар.

Проходя через болото

и впитываясь в землю,

вода смешивается с микробами,
живущими на поверхности растений

и в слоях почвы,

и таким образом очищается.

И если вода ещё недостаточно
чиста для питья,

после этого природного процесса очистки

можно ещё фильтровать её

в процессе выкачивания из резервуара

перед тем, как поставлять жителям.

Второй кран, который нужно открыть
для решения проблемы воды в городе,

спрятан в сливе отработанной воды,

которая получается
после очистки сточных вод.

Думаю, многие из вас знакомы с идеей
вторичного использования воды.

Вы наверняка видели подобные знаки,

что кусты, или разделительная
полоса шоссе,

и местное поле для гольфа

снабжаются водой,

полученной с завода очистки стоков.

Мы уже пару десятков лет
её так используем.

Но, как нам удалось выяснить
на собственном опыте,

этот подход гораздо дороже, чем ожидалось.

Поскольку если мы строим первые системы
рециркуляции воды

рядом с заводами очистки стоков,

нам приходится тянуть трубы
всё дальше,

чтобы вода попала туда, где она нужна.

Эти затраты становятся непосильными.

Но мы приходим к выводу,

что гораздо более экономично
и практично использовать стоки,

если превращать очищенную сточную
воду в питьевую.

Стадий обработки две.

На первой стадии вода под давлением

проводится через мембрану
обратного осмоса:

это тонкая проницаемая мембрана,

которая пропускает молекулы воды,

но удерживает соли, вирусы
и органические химикаты,

которые могут быть в этой воде.

На второй стадии процесса

добавляем немного пероксида водорода

и просвечиваем воду ультрафиолетом.

Ультрафиолет заставляет
пероксид водорода распадаться

на две части, которые называются
«гидроксильные радикалы».

Эти радикалы — очень агрессивная
форма кислорода,

которая расщепляет большинство
химических соединений.

После такой двухступенчатой обработки

воду можно пить.

(Смех)

Я знаю,

я изучал очищенную воду,

используя все способы
измерения её показателей,

известные за последние 15 лет.

Мы обнаружили ряд соединений,

которые преодолевают
первую стадию очистки,

но ко второму шагу —

процессу агрессивного окисления —

посторонних соединений
в воде уже не остаётся.

Это разительно отличается
от той природной воды,

которую мы всё время пьём.

Есть ещё один способ очистить воду.

Это болото, предназначенное для очистки
воды, которое мы недавно создали

на реке Санта-Ана в Южной Калифорнии.

Оно получает воду из реки Санта-Ана,

которая в летний период состоит почти
из одних отходов производства

городов Риверсайд и Сан-Бернардино.

Вода попадает в нашу топь

и подвергается воздействию
солнца и водорослей,

которые расщепляют органические химикаты,

удаляют загрязнения
и деактивируют патогены.

Вода затем возвращается в реку,

течёт в Анахейм,

там её забирают и дают впитаться в землю,

после чего она становится
питьевой водой города Анахейм,

завершая своё путешествие
от канализации графства Риверсайд

до питьевого источника графства Ориндж.

Вы, конечно, можете подумать,
что идея пить сточную воду —

нереалистичная фантазия,
и так никто не делает.

Однако в Калифорнии мы повторно
используем за год около 40 млрд галлонов

сточных вод, очищая их
двухступенчатым процессом,

который я описал.

Такого количества воды было бы достаточно,
чтобы обеспечить миллион человек,

если бы другой воды у них не было.

Третий источник, который нам нужно
открыть, по сути не совсем источник —

это воображаемый источник,

это на самом деле та вода,
которую нам удаётся запасти.

И запасать её нужно под открытым небом,

потому что в Калифорнии и других
современных американских районах

примерно половина воды
расходуется не в помещении.

За время сегодняшней засухи

мы видели, что вполне возможно,

чтобы выживали и газоны, и растения

лишь на половине такого объёма воды.

Так что не нужно красить бетон
в зелёный цвет,

как не нужно закупать лунный грунт
и сажать кактусы.

Можно содержать подходящие
для нашего климата растения

с помощью контроля влажности почвы
и автоматизированного полива

и сохранить всю городскую зелень.

Четвёртый и последний источник воды,
который нам нужно освоить,

чтобы решить проблему воды в городах, —

опреснение морской воды.

Я знаю, что вы наверняка слышали
нелестные отзывы об опреснении.

«Это замечательно, когда у вас
полно нефти, мало воды

и вам наплевать на изменения климата».

Как ни крути, опреснение расходует
много энергии.

Но рассматривать этот факт как препятствие
для его использования нельзя,

такой подход устарел.

Методы опреснения сильно улучшены

за последние 20 лет.

На этом изображении показан

крупнейший завод по опреснению
морской воды в западном полушарии,

который сейчас строится
к северу от Сан-Диего.

По сравнению с опреснительным заводом,

построенным в Санта-Барбаре 25 лет назад,

этот очистной завод использует
вдвое меньше энергии

на производство одного галлона воды.

Затраты меньшего количества энергии
при опреснении морской воды не значат,

что пора строить
опреснительные заводы везде.

Среди всех имеющихся у нас возможностей

эта может быть самым энергоёмким

и потенциально опасным
для окружающей среды

способом добывать воду локально.

В общем, вот так.

С помощью этих четырёх
источников воды

мы можем избежать зависимости
от внешних поставок воды.

Изменив подходы к проектированию
земельных участков и зданий,

мы можем вдвое снизить
уличное потребление воды,

таким образом на четверть увеличив
количество воды для остальных целей.

Мы можем использовать воду заново,

очищать ту, что попадает в канализацию,

на 40% увеличивая её местный запас.

Остаток можно добрать,

комбинируя сохранение дождевой воды
и опреснение морской.

Да, создать новую систему

использующую только местную воду,
будет трудно.

Но именно с такими трудностями
боролись поколения наших предков

причём успешно,

и мы смогли построить
наши современные города.

Я предлагаю создать такую систему,

которая сможет противостоять
любым вызовам природы,

ожидающим нас благодаря изменениям климата
в ближайшем будущем.

Я призываю использовать
местные источники воды,

чтобы меньше забирать её
из природных экосистем.

Давайте создадим такую систему, которая
будет помогать нам охранять природу.

Давайте сделаем это
для наших детей и внуков

и скажем им, чтобы они эту систему

берегли в будущем,

потому что это наш единственный шанс
начать обращаться с водой по-новому.

Большое спасибо за внимание.

(Аплодисменты)