ડિસેલિનેશન: તરસનો ભાર હળવો કરવો

1900 ના દાયકાથી, દુષ્કાળની વ્યાપક અસરોના પરિણામે લગભગ 11 મિલિયન લોકો મૃત્યુ પામ્યા. દુકાળ - એક પ્રદેશમાં સરેરાશ કરતાં ઓછા વરસાદનો સમયગાળો - વધતી જતી વૈશ્વિક સમસ્યા છે. પરિણામોમાં તાજા પાણીના સ્તરમાં ઘટાડો, દુષ્કાળ અને રોગોનો સમાવેશ થાય છે.

વૈશ્વિક સ્તરે ડિસેલિનેશનનું મહત્વ

વધતી જતી વસ્તીને ટકાવી રાખવા માટે, સંશોધન આ મુદ્દાઓનું સમાધાન વિકસાવવા તરફ વળેલું છે. ગ્રાઉન્ડ વોટર ડ્રિલિંગ અને ગંદા પાણીનું રિસાયક્લિંગ એ કામચલાઉ ઉકેલોના ઉદાહરણો છે. આ ઉકેલો પૈકી ડિસેલિનેશન છે. ડિસેલિનેશન એ રિવર્સ ઓસ્મોસિસ દ્વારા ખારા પાણીને પટલ દ્વારા દબાણ કરવાની પ્રક્રિયા છે, જે તાજા પાણીને અશુદ્ધિઓથી અલગ કરે છે. જો કે તેનો ઉપયોગ ઇઝરાયેલ અને કેલિફોર્નિયા જેવા સ્થળોએ થાય છે, પરંતુ જંગી ઉર્જા વપરાશ માટે તેની પ્રતિષ્ઠાને કારણે બાકીના વિશ્વ દ્વારા ડિસેલિનેશનનો ઉપયોગ કરવાનો બાકી છે.

ખર્ચ ઘટાડવાનો અભિગમ એ છે કે બાંધકામ પટલમાં વપરાતી પ્રાથમિક સામગ્રીને પોલીમાઇડ નામની પ્રમાણમાં સસ્તી સામગ્રી વડે બદલવી. કમનસીબે, આ અવેજી બીજી કિંમત સાથે આવે છે. તે જાણીતું છે કે ક્લોરિન એ બેક્ટેરિયાનો નાશ કરવા માટે પાણીના શુદ્ધિકરણમાં હાજર એક રસાયણ છે, પરંતુ પોલિમાઇડ સાથે સંપર્ક પટલને ક્ષીણ કરે છે. અધોગતિ ટાળવા માટે, ક્લોરિનનું નિષ્કર્ષણ એ ડિસેલિનેશન પ્રક્રિયામાં વધારાનું પગલું બની જાય છે. જો કે, જ્યારે ક્લોરિન ગેરહાજર હોય, ત્યારે સૂક્ષ્મજીવાણુઓ થઈ શકે છે અને પાણીના પ્રવાહને અવરોધે છે.

પોલીમાઇડને ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ સાથે બદલવાનો સંભવિત ઉકેલ છે. કમ્પાઉન્ડ ગ્રાફીનનું માળખું મધપૂડા જેવું જ છે. એવું અનુમાન છે કે આ સામગ્રી પાણી માટે વધુ અભેદ્ય હશે અને તેથી પાણીના પ્રવાહને નિર્ધારિત કરવા માટે જરૂરી દબાણ ઘટાડશે.

MIT સામગ્રીના વૈજ્ઞાનિકો, જેફ ગ્રોસમેન, શ્રેયા દવે અને સહકર્મીઓ, તેમના સંશોધનમાં આ સંયોજનનો ઉપયોગ કરે છે. ગ્રેફાઈટના ટુકડામાંથી છીનવાઈ ગયેલા ગ્રાફીન ફ્લેક્સને પાણીમાં મૂકવામાં આવે છે. પછી પ્રવાહીને વેક્યૂમ ફિલ્ટરેશન દ્વારા ચૂસવામાં આવે છે, શીટ્સને અવશેષો તરીકે છોડી દેવામાં આવે છે. કાર્બન અને ઓક્સિજન પરમાણુને જોડીને ટુકડાઓ બનાવવા માટે અવશેષોને એકસાથે મૂકવામાં આવે છે. મીઠું અને અન્ય અશુદ્ધિઓને અવરોધે છે ત્યારે પાણીના અણુઓના પ્રવાહને મંજૂરી આપવા માટે ફ્લેક્સ વચ્ચેની જગ્યાઓ એટલી મોટી બનાવવા માટે આ ફ્યુઝનને બદલવામાં આવે છે. તે સાબિત થયું હતું કે પાણીના અણુઓ પોલિમાઇડ કરતાં ગ્રેફાઇટ પટલ દ્વારા સરળ મુસાફરી કરે છે. એવું પણ અનુમાન કરવામાં આવે છે કે આ સામગ્રી પાણીના અણુઓના ઓછા પ્રતિકારને કારણે ઊર્જાની માંગને વધુ ઘટાડી શકે છે, જોકે આ પૂર્વધારણાનું પરીક્ષણ કરવાનું બાકી છે. વધુમાં, ગ્રાફીન ઓક્સાઇડની કિંમત પોલિમાઇડની કિંમતથી ખૂબ જ અલગ નથી.

ઇઝરાયેલમાં ડિસેલિનેશનની અરજી

થોડા વર્ષો પહેલા, ઇઝરાયેલ ગંભીર દુષ્કાળની સમસ્યા સાથે કામ કરી રહ્યું હોવાનું જણાયું હતું - 900 વર્ષમાં સૌથી ખરાબ. સૂકી જમીનનો સામનો કરવા માટે, ઇઝરાયેલે જળ સંરક્ષણ સુનિશ્ચિત કરવા માટે રાષ્ટ્રીય અભિયાનની શોધ કરી. 2007માં, ઓછા પ્રવાહવાળા શૌચાલયો અને શાવરહેડ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો, અને ડ્રેનેજ સિસ્ટમમાંથી પાણીને સિંચાઈ માટે રિસાયકલ કરવામાં આવ્યું. જો કે, ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટ્સ લાગુ કર્યા પછી સૌથી મોટો સુધારો થયો છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોરેક ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટ ઑક્ટોબર 2013 માં કાર્યરત થયો. તે તેલ અવીવથી દસ માઇલ દક્ષિણમાં સ્થિત છે અને વિશ્વની સૌથી મોટી રિવર્સ-ઓસ્મોસિસ ડિસેલિનેશન સુવિધા છે.

પાણીના દબાણયુક્ત પ્રવાહને પગલે, ડિસેલિનેશન પ્રક્રિયામાં એક સામાન્ય સમસ્યા પાછળ રહી ગયેલા પરમાણુઓમાંથી અવરોધિત છિદ્રોને સાફ કરવાનો ખર્ચ છે. ઇઝરાયલની ઝકરબર્ગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર વોટર રિસર્ચના ઇડો બાર-ઝીવ અને સહકર્મીઓએ પાણી અને દૂષિત પદાર્થો વચ્ચેના વિભાજનને સુધારવા માટે નોંધપાત્ર શોધ કરી હતી. તેઓએ છિદ્રાળુ લાવા પથ્થરનો ઉપયોગ કર્યો જેના દ્વારા સુક્ષ્મસજીવોને પટલ સાથે સંપર્કમાં આવતા અટકાવવામાં આવે છે. આ ટેક્નોલોજીએ ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટ્સની કામગીરીમાં સુધારો કર્યો છે. હવે, 55 ટકા ઘરેલું પાણી ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટ્સમાંથી તેના સ્ત્રોતો શોધી કાઢે છે.

એલ્યુમિનિયમ ડિસ્ક - વિકાસશીલ દેશોને સપ્લાય કરે છે

વધુ સંશોધન મેમ્બ્રેન તરીકે કાર્બન નેનોટ્યુબ જેવી વૈકલ્પિક સામગ્રી તરફ ઝુકાવ્યું છે. આવા તારણોને એકીકૃત કરવા માટેનો મુખ્ય મુદ્દો ખર્ચ છે. આવી પ્રક્રિયાઓની અરજી વૈશ્વિક સ્તરે ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે. વિશ્વભરમાં એવા ગ્રામીણ વિસ્તારો છે જે ઓછા વિકસિત છે અને અન્ય વિસ્તારોમાં હાજરી આપવા માટે ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટ વિકસાવવા માટે સંસાધનો નથી.

આવા પડકારનો સામનો કરવા માટે, ચીનની નાનજિંગ યુનિવર્સિટીના જિયા ઝુ અને તેના સાથીઓએ સૂર્ય જેવા ઊર્જાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોતો પર કામ કર્યું. છતાં સૂર્યના સીધા સંપર્ક પર આધાર રાખીને મર્યાદિત છે. સંશોધન સૂર્યપ્રકાશમાંથી ઊર્જાની માત્રા વધારવા માટે શોષી શકાય તેવી સામગ્રીના ઉપયોગ પર ધ્યાન આપી રહ્યું છે. સંભવિત ઉકેલ એ એલ્યુમિનિયમ ડિસ્કનો ઉપયોગ છે જે 96 ટકા કરતાં વધુ સૂર્યપ્રકાશને શોષી લે છે - જેમાંથી 90 ટકા પાણીની વરાળ બનાવવા માટે વપરાય છે. પીવાના ધોરણો પણ આ રીતે મળે છે. જો અમલ કરવામાં આવે તો, એલ્યુમિનિયમ એ ઓછી કિંમતની સામગ્રી છે અને તે ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટની જેમ જ પાણીનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. જો કે, બાષ્પીભવન પછી શુદ્ધ નિસ્યંદિત પાણીને લીધે, મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમ જેવા ખનિજોની ગેરહાજરી એક પરિણામ છે. આમ, આ કામચલાઉ ઉકેલ તરીકે કામ કરે છે પરંતુ લાંબા ગાળે તેનો ઉપયોગ થવો જોઈએ નહીં.