การเก็บน้ำในบรรยากาศ: โอกาสทางสิ่งแวดล้อมเดียวของเราในการต่อต้านวิกฤตน้ำ

น้ำเป็นแก่นแท้ของชีวิต แต่ขึ้นอยู่กับว่าเรากำลังพูดถึงน้ำประเภทใด พื้นผิวโลกประมาณเจ็ดสิบเปอร์เซ็นต์จมอยู่ในน้ำ และมีน้ำเพียงไม่ถึงสองเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เราดื่มได้และเข้าถึงได้ น่าเศร้าที่เราเสียส่วนเล็กๆ นี้มากเกินไปกับกิจกรรมหลายอย่าง เช่น การเปิดก๊อกน้ำทิ้งไว้ การกดชักโครก การอาบน้ำหลายชั่วโมง และการแย่งลูกโป่งน้ำ แต่จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราไม่มีน้ำจืด? ภัยพิบัติเท่านั้น ความแห้งแล้งจะโจมตีไร่นาที่มีผลดกที่สุด และกลายเป็นทะเลทรายที่แผดเผา ความโกลาหลจะกระจายไปทั่วประเทศ และน้ำจะเป็นทรัพยากรที่มีค่าที่สุด มีค่ามากกว่าน้ำมัน การบอกให้โลกลดการใช้น้ำอาจสายเกินไปในกรณีนี้ วิธีเดียวที่จะหาน้ำจืด ณ จุดนั้นคือการสกัดน้ำออกจากบรรยากาศในกระบวนการที่เรียกว่าการเก็บน้ำในบรรยากาศ

การเก็บเกี่ยวน้ำในบรรยากาศคืออะไร?

การเก็บน้ำในบรรยากาศเป็นอีกวิธีหนึ่งที่จะช่วยโลกไม่ให้ขาดน้ำจืดในอนาคต เทคโนโลยีใหม่นี้มุ่งเป้าไปที่ชุมชนที่อาศัยอยู่ในภูมิภาคที่ขาดน้ำจืดเป็นหลัก ส่วนใหญ่ทำงานเกี่ยวกับการมีอยู่ของความชื้น มันเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องมือควบแน่นที่เปลี่ยนอุณหภูมิของอากาศชื้นในบรรยากาศ เมื่อความชื้นมาถึงเครื่องมือนี้ อุณหภูมิจะลดลงจนทำให้อากาศควบแน่น ทำให้เปลี่ยนสถานะจากก๊าซเป็นของเหลว จากนั้นจึงเก็บน้ำจืดในภาชนะที่ไม่ปนเปื้อน เมื่อกระบวนการเสร็จสิ้น จะใช้น้ำสำหรับกิจกรรมต่าง ๆ เช่น ดื่ม รดน้ำพืชผล และทำความสะอาด

การใช้ตาข่ายกันหมอก

มีหลายวิธีในการเก็บน้ำจากชั้นบรรยากาศ วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดวิธีหนึ่งที่ทราบคือการใช้ตาข่ายตัดหมอก วิธีนี้ประกอบด้วยรั้วตาข่ายคล้ายตาข่ายที่แขวนอยู่บนเสาในบริเวณที่มีความชื้น ท่อส่งน้ำหยด และถังเก็บน้ำจืด ตาม GaiaDiscovery ขนาดของรั้วหมอกจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ "การวางที่ดิน พื้นที่ว่าง และปริมาณน้ำที่ต้องการ" 

Onita Basu รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมแห่งมหาวิทยาลัย Carleton เพิ่งเดินทางไปแทนซาเนียเพื่อทดสอบการเก็บน้ำในชั้นบรรยากาศโดยใช้ตาข่ายหมอก เธออธิบายว่าตาข่ายหมอกขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ลดลงเพื่อเปลี่ยนความชื้นให้เป็นของเหลว และอธิบายวิธีการทำงานของตาข่ายหมอกเพื่อเก็บเกี่ยวและรวบรวมน้ำจืดจากความชื้น

“เมื่อความชื้นกระทบกับตาข่ายหมอก เนื่องจากมีพื้นผิว น้ำจะเปลี่ยนจากเฟสไอเป็นเฟสของเหลว ทันทีที่มันเข้าสู่เฟสของเหลว มันก็จะเริ่มหยดตาข่ายหมอกลงมา มีรางรับน้ำ. น้ำจะหยดลงมาตามตาข่ายหมอกลงสู่รางเก็บกักน้ำ จากนั้นจะไหลไปยังแอ่งเก็บกักที่ใหญ่ขึ้น” บาสุกล่าว

จำเป็นต้องมีเงื่อนไขบางประการสำหรับการเก็บเกี่ยวน้ำในบรรยากาศอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ตาข่ายตัดหมอก ต้องใช้ความเร็วลมสูงและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เพียงพอเพื่อเก็บน้ำจากชั้นบรรยากาศให้เพียงพอ Basu เน้นย้ำถึงความสำคัญของความชื้นสูงในกระบวนการนี้ เมื่อเธอกล่าวว่า "[ตาข่ายกันหมอก] ไม่สามารถสร้างน้ำได้เมื่อไม่มีน้ำให้เริ่มต้น"

อีกวิธีหนึ่งในการทำให้อุณหภูมิลดลงคือการดันอากาศเหนือพื้นดินขึ้นสู่ใต้ดิน ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่เย็นกว่าซึ่งจะทำให้อากาศควบแน่นเร็วขึ้น 

ความสะอาดของน้ำจืดที่เก็บรวบรวมมีความสำคัญต่อกระบวนการที่ประสบความสำเร็จ การสุขาภิบาลของน้ำขึ้นอยู่กับว่าพื้นผิวที่สัมผัสนั้นสะอาดหรือไม่ ตาข่ายกันหมอกสามารถปนเปื้อนได้โดยการสัมผัสของมนุษย์ 

"สิ่งที่คุณพยายามทำเพื่อรักษาระบบให้สะอาดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้คือเพียงแค่ลดการสัมผัสโดยตรงกับมือ เช่น มือมนุษย์หรืออะไรก็ตาม จากการสัมผัสกับสิ่งที่อยู่ในอ่างเก็บของ" Basu ให้คำแนะนำ

ข้อดีและข้อเสียของ Fog Nets

สิ่งที่ทำให้ตาข่ายกันหมอกมีประสิทธิภาพมากคือไม่เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว วิธีการอื่นๆ ต้องใช้พื้นผิวโลหะและชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ ซึ่ง Basu เชื่อว่ามีราคาแพงกว่า ไม่ได้หมายความว่ามุ้งลวดนั้นราคาถูก พวกเขายังครอบคลุมพื้นที่ผิวที่เพียงพอเพื่อรวบรวมน้ำ

อย่างไรก็ตาม ตาข่ายกันหมอกก็มีข้อเสียเช่นกัน ที่ใหญ่ที่สุดคือสามารถทำงานได้ในสถานที่ที่มีความชื้นเท่านั้น Basu กล่าวว่าพื้นที่หนึ่งที่เธอไปเยือนในแทนซาเนียเป็นพื้นที่ที่ต้องการน้ำ แต่สภาพอากาศแห้งมาก ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้วิธีนี้ได้ในบริเวณที่อากาศเย็นหรือแห้งเกินไป ข้อบกพร่องอีกประการหนึ่งคือมีราคาแพงเนื่องจากมีการใช้งานที่หายาก Basu ระบุว่ามีเพียงสองทางเลือกในการจัดหาอวนหมอก: “คุณต้องมีรัฐบาลที่กำลังมองหาวิธีการช่วยเหลือประชาชนของตนอย่างแข็งขัน และไม่ใช่ว่าทุกรัฐบาลจะทำอย่างนั้น หรือคุณต้องมี NGO หรือบางประเภท ขององค์กรการกุศลอื่น ๆ ที่เต็มใจที่จะแบกรับต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานนั้น”

การใช้เครื่องกำเนิดน้ำในบรรยากาศ

เมื่อวิธีการเก็บเกี่ยวน้ำจากชั้นบรรยากาศด้วยตนเองหยุดทำงาน เราต้องใช้วิธีการที่ทันสมัยกว่า เช่น Atmospheric Water Generator (AWG) AWG ไม่เหมือนกับตาข่ายกันหมอกตรงที่ AWG ใช้ไฟฟ้าเพื่อทำงานเหล่านี้ให้เสร็จ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบด้วยระบบหล่อเย็นเพื่อทำให้อากาศมีอุณหภูมิลดลง รวมถึงระบบกรองน้ำเพื่อฆ่าเชื้อ ในสภาพแวดล้อมแบบเปิด พลังงานไฟฟ้าสามารถหาได้จากแหล่งพลังงานธรรมชาติ เช่น แสงแดด ลม และคลื่น 

พูดง่ายๆ ก็คือ AWG ทำงานเป็นเครื่องลดความชื้นในอากาศ ยกเว้นว่าจะผลิตน้ำดื่มได้ เมื่อความชื้นเข้าสู่เครื่องกำเนิด ระบบน้ำหล่อเย็นจะควบแน่นอากาศ “โดยการทำให้อากาศเย็นลงต่ำกว่าจุดน้ำค้าง ทำให้อากาศสัมผัสกับสารดูดความชื้น หรือเพิ่มแรงดันอากาศ” ตามที่ระบุโดย GaiaDiscovery เมื่อความชื้นมีสถานะเป็นของเหลว จะผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์โดยใช้แผ่นกรองอากาศแบบป้องกันแบคทีเรีย ตัวกรองจะขจัดแบคทีเรีย สารเคมี และมลพิษออกจากน้ำ ทำให้ได้น้ำที่ใสสะอาดพร้อมให้ผู้ที่ต้องการใช้

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องกำเนิดน้ำในบรรยากาศ

AWG เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพมากในการเก็บเกี่ยวน้ำจากชั้นบรรยากาศ เนื่องจากสิ่งที่ต้องการทั้งหมดคืออากาศและไฟฟ้า ซึ่งทั้งสองอย่างสามารถหาได้จากแหล่งพลังงานธรรมชาติ เมื่อติดตั้งระบบทำให้บริสุทธิ์ น้ำที่ผลิตจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสะอาดกว่าน้ำที่ผลิตโดยวิธีการเก็บเกี่ยวน้ำในบรรยากาศส่วนใหญ่ แม้ว่า AWG จะต้องใช้ความชื้นในการผลิตน้ำจืด แต่ก็สามารถวางไว้ได้ทุกที่ การพกพาทำให้สามารถเข้าถึงได้ในสถานที่ฉุกเฉินหลายแห่ง เช่น โรงพยาบาล สถานีตำรวจ หรือแม้แต่ที่พักพิงสำหรับผู้รอดชีวิตจากพายุที่สร้างความเสียหาย มีประโยชน์ต่อพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำ เป็นที่ทราบกันดีว่า AWG มีราคาแพงกว่าเทคโนโลยีการเก็บน้ำในชั้นบรรยากาศพื้นฐานอื่นๆ