Atmosfēras ūdens ieguve: mūsu vienīgā iespēja vides jomā cīnīties pret ūdens krīzi

Ūdens ir dzīvības būtība, bet tas ir atkarīgs no tā, par kādu ūdeni mēs runājam. Apmēram septiņdesmit procenti Zemes virsmas ir iegremdēti ūdenī, un tikai mazāk nekā divi procenti no šī ūdens ir dzerami un mums pieejami. Diemžēl mēs pārmērīgi tērējam šo nelielo daļu daudzām aktivitātēm, piemēram, krāna atstāšanai vaļā, tualetes skalošana, stundām ilga duša un ūdens balonu cīņas. Bet kas notiek, kad mums beidzas saldūdens? Tikai katastrofas. Sausums piemeklēs visauglīgākās saimniecības, pārvēršot tās svelmainos tuksnešos. Haoss izplatīsies visās valstīs, un ūdens būs visvērtīgākais resurss, dārgāks par naftu. Šajā gadījumā būtu par vēlu pateikt pasaulei samazināt ūdens patēriņu. Vienīgais veids, kā atrast svaigu ūdeni tajā brīdī, būtu to ekstrahēt no atmosfēras procesā, kas pazīstams kā atmosfēras ūdens savākšana.

Kas ir atmosfēras ūdens ieguve?

Atmosfēras ūdens ieguve ir viena no metodēm, kas nākotnē varētu glābt Zemi no saldūdens trūkuma. Šī jaunā tehnoloģija galvenokārt ir paredzēta kopienām, kas dzīvo reģionos, kur trūkst saldūdens. Tas galvenokārt darbojas uz mitruma esamību. Tas ietver kondensācijas instrumentu izmantošanu, kas maina mitrā gaisa temperatūru atmosfērā. Kad mitrums sasniedz šo instrumentu, temperatūra pazeminās tādā mērā, ka gaiss kondensējas, mainot tā stāvokli no gāzes uz šķidrumu. Pēc tam saldūdeni savāc nepiesārņotos traukos. Kad process ir pabeigts, ūdens tiek izmantots vairākām darbībām, piemēram, dzeršanai, ražas laistīšanai un tīrīšanai.

Miglas tīklu izmantošana

Ir vairāki veidi, kā iegūt ūdeni no atmosfēras. Viens no efektīvākajiem zināmajiem līdzekļiem ir miglas tīklu izmantošana. Šī metode sastāv no tīkla veida miglas žogiem, kas piekārti pie stabiem mitrās vietās, caurulēm pilošā ūdens transportēšanai un tvertnēm saldūdens uzglabāšanai. Saskaņā ar GaiaDiscovery teikto, miglas žogu izmēri atšķirsies atkarībā no “zemes izvietojuma, pieejamās vietas un nepieciešamā ūdens daudzuma”. 

Onita Basu, Karletonas universitātes vides inženierijas asociētā profesore, nesen ir bijusi ceļojumā uz Tanzāniju, lai pārbaudītu atmosfēras ūdens savākšanu, izmantojot miglas tīklus. Viņa skaidro, ka miglas tīkli ir atkarīgi no temperatūras krituma, lai mitrums pārvērstos šķidrā fāzē, un apraksta, kā miglas tīkls darbojas, lai savāktu un savāktu svaigu ūdeni no mitruma.

“Kad mitrums sitas pret miglas tīklu, jo ir virsma, ūdens no tvaika fāzes pāriet uz šķidro fāzi. Tiklīdz tas nonāk šķidrā fāzē, tas vienkārši sāk pilēt pa miglas tīklu. Ir sateces baseins. Ūdens pil pa miglas tīklu sateces teknē, un tad no turienes tas nonāk lielākā savākšanas baseinā,” stāsta Basu.

Ir nepieciešami noteikti nosacījumi efektīvai atmosfēras ūdens savākšanai, izmantojot miglas tīklus. Lai no atmosfēras savāktu pietiekami daudz ūdens, ir nepieciešams liels vēja ātrums un atbilstošas ​​temperatūras izmaiņas. Basu uzsver augsta mitruma nozīmi procesā, sakot: "[Miglas tīkli] nevar radīt ūdeni, ja nav ūdens, ar ko sākt."

Vēl viens veids, kā panākt temperatūras pazemināšanos, ir virzīt gaisu virs zemes uz pazemi, kur ir vēsāka vide, kas ātrāk kondensē gaisu. 

Savāktā saldūdens tīrība ir ļoti svarīga veiksmīgam procesam. Ūdens sanitārija ir atkarīga no tā, vai virsma, uz kuru tas saskaras, ir tīra vai nē. Miglas tīkli var būt piesārņoti cilvēku saskarsmē. 

“Tas, ko jūs mēģināt un darīt, lai sistēma būtu pēc iespējas tīrāka, ir tikai samazināt jebkādu tiešu saskari ar rokām, piemēram, cilvēka rokām vai jebko citu, pieskaroties tam, kas atrodas uzglabāšanas baseinā,” iesaka Basu.

Miglas tīklu plusi un mīnusi

Miglas tīklus ļoti efektīvus padara tas, ka tajos nav nevienas kustīgas daļas. Citām metodēm ir nepieciešamas metāla virsmas un kustīgas daļas, kas, pēc Basu domām, ir dārgākas. Tomēr tas nenozīmē, ka miglas tīkli ir lēti. Tie arī aptver pietiekamu virsmas laukumu, lai savāktu ūdeni.

Tomēr miglas tīkliem ir trūkumi. Lielākais no tiem ir tas, ka tas var darboties tikai vietās, kur ir mitrums. Basu stāsta, ka viena no Tanzānijā apmeklētajām vietām bija apgabals, kurā bija nepieciešams ūdens, taču klimats bija ļoti sauss. Tāpēc šo metodi var nebūt iespējams izmantot vietās, kas ir pārāk aukstas vai pārāk sausas. Vēl viens trūkums ir tas, ka tas ir dārgs tā retā lietojuma dēļ. Basu norāda, ka ir tikai divas iespējas finansēt miglas tīklus: “Vai nu ir jābūt valdībai, kas aktīvi meklē metodes, kā palīdzēt saviem iedzīvotājiem, un ne visas valdības to dara, vai arī ir jābūt NVO vai kādai no citas labdarības organizācijas, kas ir gatava segt šīs infrastruktūras izmaksas.

Atmosfēras ūdens ģeneratoru izmantošana

Kad manuālās metodes ūdens savākšanai no atmosfēras pārstāj darboties, mums ir jāizmanto modernākas metodes, piemēram, atmosfēras ūdens ģenerators (AWG). Atšķirībā no miglas tīkliem, AWG izmanto elektrību, lai veiktu šos uzdevumus. Ģenerators sastāv no dzesēšanas šķidruma sistēmas, lai izraisītu gaisa temperatūras pazemināšanos, kā arī attīrīšanas sistēmas ūdens dezinficēšanai. Atvērtā vidē elektrisko enerģiju var iegūt no dabīgiem enerģijas avotiem, piemēram, saules gaismas, vēja un viļņiem. 

Vienkārši sakot, AWG darbojas kā gaisa sausinātājs, izņemot to, ka tas ražo dzeramo ūdeni. Kad ģeneratorā nonāk mitrums, dzesēšanas šķidruma sistēma kondensē gaisu, “dzesējot gaisu zem rasas punkta, pakļaujot gaisu desikantiem vai saspiežot gaisu”, kā norādījis GaiaDiscovery. Kad mitrums sasniedz šķidru stāvokli, tas tiek cauri attīrīšanas procesam, ko izmanto antibakteriālais gaisa filtrs. Filtrs no ūdens noņem baktērijas, ķīmiskās vielas un piesārņojumu, tādējādi iegūstot kristāldzidru ūdeni, kas ir gatavs lietošanai cilvēkiem, kuriem tas ir nepieciešams.

Atmosfēras ūdens ģeneratoru plusi un mīnusi

AWG ir ļoti efektīva tehnoloģija ūdens savākšanai no atmosfēras, jo tai ir nepieciešams tikai gaiss un elektrība, ko var iegūt no dabīgiem enerģijas avotiem. Ja tas ir aprīkots ar attīrīšanas sistēmu, ūdens, kas tiek ražots no ģeneratora, būtu tīrāks nekā ūdens, kas iegūts ar lielāko daļu atmosfēras ūdens savākšanas metožu. Lai gan AWG ir nepieciešams mitrums, lai ražotu svaigu ūdeni, to var novietot jebkur. Tā pārnēsājamība padara to pieejamu daudzās ārkārtas vietās, piemēram, slimnīcās, policijas iecirkņos vai pat patversmē postošās vētras laikā izdzīvojušajiem. Tas ir vērtīgs apgabaliem, kas neatbalsta dzīvību ūdens trūkuma dēļ. Diemžēl ir zināms, ka AWG ir dārgākas nekā citas pamata atmosfēras ūdens savākšanas tehnoloģijas.