Chociaż woda pokrywa niemal 75 proc. powierzchni Ziemi, to w większości jest to woda słona, nienadająca się do picia. Na całym świecie prowadzi się badania nad technologiami jej odsalania. Na PWr zajmują się tym naukowcy z Wydziału Inżynierii Środowiska.

Aż 97 proc. zasobów wody na naszej planecie to woda morska i oceaniczna o znacznym stopniu zasolenia, która w efekcie nie nadaje się do spożycia. Picie takiej wody jest szkodliwe dla naszego zdrowia, bowiem wydalamy po niej więcej płynów, niż wypiliśmy. Z pozostałych 3 proc. znaczna część wody znajduje się w lodowcach, a stosunkowo łatwo osiągalne jest jedynie ok. 0,7 proc. wody słodkiej.

Rozwiązaniem mogą być technologie odsalania wody morskiej i obecnie tego typu procesy prowadzone są w ponad 100 krajach na całym świecie. Największe zakłady odsalające znajdują się w Zjednoczonych Emiratach Arabskich i Izraelu, ale technologie te rozwijane są także m.in. w USA, Chinach, Japonii czy Australii. Największym problemem w ich zastosowaniu jest jednak wysoki koszt oraz efektywność.

Odsalanie polega na usunięciu z wody morskiej soli i innych rozpuszczonych w niej substancji. Wśród najpopularniejszych metod odsalania wody są m.in. destylacja (czyli rozdzielanie ciekłej mieszaniny poprzez odparowanie, a następnie skroplenie jej składników), elektrodializa (migracja jonów w stałym polu elektrycznym) czy odwrócona osmoza wykorzystująca półprzepuszczalne membrany (proces, w którym rozpuszczalnik z roztworu o wyższym stężeniu jest transportowany do roztworu o niższym stężeniu, kosztem przyłożonego wysokiego ciśnienia).

– Membrany to nic innego jak filtry, a w zależności od tego, jaki rodzaj stosujemy, mogą przypominać wyglądem np. kawałek kartki lub mają postać ceramicznej rurki. W trakcie całego procesu mamy do czynienia z szeregiem różnych oddziaływań i mechanizmów. Często ma miejsce tzw. efekt sitowy, w którym membrany separują cząstki określonej wielkości i typu, przepuszczając dalej czystą wodę – mówi dr inż. Martyna Grzegorzek z Wydziału Inżynierii Środowiska PWr.

Technologie odsalania wody z zastosowaniem membran stają się coraz popularniejsze m.in. ze względu łatwość ich prowadzenia, nie wymagają też dużych nakładów dodatkowych reagentów chemicznych, a po ich zastosowaniu powstaje stosunkowo mała ilość odpadów poprocesowych.

– Cały proces można też dość łatwo zautomatyzować i pozyskujemy końcowy produkt, czyli w tym wypadku wodę do picia, o w miarę stałym składzie. Technologia ta jest także bardzo skuteczna i efektywna. W zależności od tego, jak zaplanujemy cały proces, a także od składu wody i rodzaju membran, ze 100 litrów wody morskiej możemy uzyskać od 60 do nawet 90 proc. wody do picia – tłumaczy dr inż. Martyna Grzegorzek.

Zastosowanie membran nie jest jednak pozbawione pewnych wad, ponieważ są one podatne na uszkodzenia i łatwo mogą zostać zablokowane (tzw. zjawisko foulingu). Stosowane są dopiero na kolejnych etapach oczyszczania, gdy większe cząstki zostaną już usunięte.

W swojej pracy nasza badaczka testowała efektywność i zużycie energii w procesie elektrodializy. Swoje testy prowadziła na roztworach modelowych, które symulowały skład wody morskiej. – Uzyskane przeze mnie wyniki są zadowalające. Odsolenie wody kształtowało się na poziomie 90 proc., a zużycie energii, która była wykorzystywana głównie na transport jonów, też było dosyć niskie. Trzeba jednak pamiętać, że badania prowadzone były w skali laboratoryjnej – dodaje.

Także Polska od wielu lat zmaga się z kryzysem wodnym, który w naszym kraju ma głównie postać suszy hydrologicznej i hydrogeologicznej. Z powodu zmian klimatycznych mamy mniejsze ilości wody w rzekach i w efekcie nie ma możliwości pobranie takiej jej ilości, jaka zazwyczaj była wykorzystywana przez miasta. Nie jesteśmy też przygotowani na retencjonowanie wody.

Czy rozwiązaniem może być dla nas odsalanie wody? Obecnie jest to niestety bardzo mało prawdopodobne. – Trudno oczekiwać, żebyśmy zaczęli odsalać wodę na dużą skalę. Na tle innych mórz Bałtyk charakteryzuje się silnym zanieczyszczeniem. Trzeba byłoby zastosować skomplikowane technologie odsalania i oczyszczania, żeby pozyskać wodę nadającą się do picia – wyjaśnia dr inż. Martyna Grzegorzek.

Co więcej, nawet jeśli nasz kraj zdecydowałby się na takie rozwiązanie, to na chwilę obecną nie będziemy mogli z niego skorzystać we Wrocławiu. Ogromnym problemem byłaby bowiem konieczność transportu wody na duże odległości, który spowodowałby zmianę jej składu. Wiąże się to choćby z oddziaływaniem przewodów wodociągowych, ale także wielu innych czynników. W praktyce jest to więc nierealne.

Wodę warto więc oszczędzać, bo chociaż obecnie trudno przewidzieć, kiedy jej zabraknie, to pesymistyczne prognozy zakładają, że może to być perspektywa najbliższych kilkudziesięciu lat.

mic