Навряд чи можна знайти більш дивне держава на мапі світу, ніж Ізраїль: з усіх боків воно оточене або пісками, або водою, непридатною для пиття; а ресурси надр вкрай скромні (на відміну від арабських сусідів, тут немає нафти і газу; зате є сектор річки Газа, який став ось уже півстоліття місцем запеклих військових зіткнень і політичної напруженості). В умовах, які абсолютно не пристосовані для людини, за допомогою сучасних технологій Ізраїль з держави з постійною нестачею водних ресурсів перетворився в лідера з видобутку прісної води. Як же це вдалося?
Нові технології опріснення
У 16 кілометрах на південь від Тель-Авіва знаходиться найбільший в світі завод з опріснення води. У його бетонні резервуари розміром з кілька футбольних полів подається вода з Середземного моря, що забирається в кілометрі від берегової лінії. Як пояснює фахівець з біоресурсів Едо Бар-Зів (Edo Bar-Zeev), в резервуарах знаходиться пісок, який фільтрує солону воду перед тим, як вона надходить у величезні металеві ангари. З них рідина, перетворена в питну воду, надходить в водопроводи і забезпечує потреби 1,5 млн жителів країни.
Завод «Сорек»
Завод «Сорек», названий ім'ям ізраїльської річки, з'явився в результаті активної національної кампанії по боротьбі з нестачею водних ресурсів. Всього кілька років тому Ізраїль гостро відчував дефіцит питної води, а посухи, сильні за весь час спостереження погодних умов регіону, змусили владу шукати радикальне вирішення проблеми. На ряду з кампанією по збереженню і повторному використанню тих незначних природних запасів питної води, які мала країна, був узятий курс на будівництво опріснювати заводів.
Бар-Зів спеціалізується на органічному забрудненні і процесах скупчення відмерлих мікроорганізмів на поверхнях (в даному випадку - на стінках резервуара з водою). Він - науковий співробітник спеціалізованого водного відомства Zuckerberg Institute for Water Research. Як пояснює Бар-Зів, для процедури опріснення біоуражень мікроорганізмами є найслабшим місцем, через яке вся технологія неохоче використовується. Будівництво опріснювати резервуарів прийнято вважати самої крайнім заходом, до якої вдаються лише у виняткових випадках - і влада Ізраїлю вирішили, що для них настав саме такий момент.
Процес вилучення солі з морської води відбувається наступних чином: водні маси пропускають через мембрани з мікроскопічними порами. Пори утримують морську сіль, але пропускають більш дрібні молекули води. Мікроорганізми морської води швидко забивають пори і фільтрує мембрану доводиться регулярно чистити. Ці процедури дуже дорого коштують, включають в себе використання хімічних препаратів, а також призводять до затримок у виробництві. Але до процесу конструювання опріснювати резервуарів в Ізраїлі залучили вчених, які розробили новий метод очищення фільтрів. Він полягає в тому, що мікроорганізми перехоплюються пористою вулканічною породою до того, як потрапляють в мембрани. Така чистка виключає застосування хімічних препаратів - і це одна з багатьох інновацій, які зробили опріснення води більш ефективним.
На заводі з опріснення води «Сорек» стоїть гул, як у космічному кораблі перед запуском. Один із залів наповнений циліндрами, довжина яких становить 1,2 м, а діаметр - 0,4 м. Усередині кожного знаходиться 50 тис. Мембран, розташованих навколо центральної труби в циліндрі. Фільтруючі пори з діаметром менше 0,01 товщини людської волосини пропускають через мембрану воду, яка направляється в циліндр під тиском 70 атмосфер, а відфільтрована сіль повертається назад в море. Це - ще один інноваційний метод отримання прісної води.
Зал заводу з вертикальними циліндрами
На сьогоднішній день Ізраїль отримує шляхом опріснення 55% води, необхідної домогосподарствам країни. Одна з найбільш сухих країн світу перетворилася в лідера за кількістю видобутих кубометрів прісної води. Держава була змушена навчитися максимально продуктивно використовувати всю доступну воду. Основна частина «навчального процесу» проходила в Інституті водних ресурсів - його співробітники не тільки модернізували крапельне зрошення і системи опріснення, а й заснували нові правила використання води, які застосовуються на території всього Ізраїлю.
Спочатку науковий інститут створили для пошуку рішень оптимізації умов життя в пустелі Негев, яка займає коло 60% території Ізраїлю. Але виявилося, що винаходи цілком можна застосувати в усьому близькосхідному регіоні «Родючого півмісяця» (від англійського терміна «Fertile Crescent», введеного в науковий обіг американським археологом Дж. Р. Брестед на початку XX століття). Створені ними гнучкі системи використовуються в африканських селах, а спеціальні біоустройства для гідролізу дозволяють скоротити використання води в одному будинку майже вдвічі.
Оснат Гиллорі (Osnat Gillor), професор в Zuckerberg Institute, який вивчав повторне використання води для поливу врожаю, констатує:
«- Близький Схід поступово висихає. І єдина країна регіону, яка не відчуває дефіциту води сьогодні - це Ізраїль ».
Брак водних ресурсів роками провокує масові заворушення в регіоні, але дослідники сподіваються, що їх рішення допоможуть приміряти ворогуючих сусідів і змусять їх об'єднатися в єдину боротьбі за виживання. Адже в міру виснаження запасів Землі суперництво за водні джерела тільки посилиться. Бар-Зів з колегами розробляють примирні заходи для держав Близького Сходу, одна з яких - розвиток систем опріснення.
суха безвихідь
Переломним став 2008 рік, коли через рекордну посуху під загрозою опинився головний джерело прісної води Ізраїлю - Галілейське море, або озеро Кінерет. Рівень води всього на кілька сантиметрів перевищував «чорну лінію», за якою повинна відбутися незворотна інфільтрація солями і знищення озера. Тоді на державному рівні були введені надзвичайні заходи щодо скорочення споживання води, а багато фермерів втратили річний урожай.
Набагато гірше йшли справи в Сирії. Коли нестача води стала критичною, місцеві фермери почали бурити свердловини в пошуках нових джерел - глибиною 100, 200, а потім і 500 м. Свердловини виявилися сухими, а на фермерських територіях Сирії пройшли найсильніші піщані бурі. В результаті більш 1 млн колишніх фермерів оселилися в трущобах на околицях великих міст в надії знайти хоч якусь роботу.
Ці стихійні поселення, наповнені зневіреними жебраками громадянами, і стали тією іскрою в пороховому погребі, яка привела до гуманітарної катастрофи в сучасній Сирії - в цьому впевнені автори дослідження про зміни клімату в регіоні «Родючого півмісяця» і про глобальні наслідки сирійської посухи. Влада не впоралися з наслідками природних катаклізмів, а сирійці стали біженцями не тільки через війну, а й в результаті спустошення земель сильною засухою. Подібні сценарії, але з менш трагічним результатом, розгортаються вже і в інших близькосхідних країнах. Через аграрного колапсу виростають цілі покоління жителів, які не бачать ніякої перспективи в подальшому збереженні своєї землі. Брак води гостро відчувається в Ірані, Іраку, Йорданії та стимулює місцеву владу до пошуку нових рішень.
водні надмірності
Сьогодні Ізраїль з такою проблемою не стикається. Ще в 2007 році там було введено вимоги по установці душових систем і унітазів з низьким рівнем споживання води, а система повторного збору перенаправляє на зрошення 86% від загальної кількості використаних кубометрів. За цим показником Ізраїль лідирує в усьому світі, в рази випереджаючи найближчого конкурента - Іспанію (з її 19% вдруге використовуваних водних ресурсів).
У рік посухи Ізраїлю не вистачало близько 1,9 млрд куб. м в рік, з яких природні джерела могли забезпечити лише 1,4 млрд куб. м. Висихання Галілейського моря вело до втрати відсутнього 0,5 млрд куб. м і збитку для фермерських господарств. Щоб не залежати від природи, влади переключилися на стимулювання опріснення і будівництво заводів. Сьогодні 3 виробництва - в містах Ашкелон, Хадер і згаданий вище завод «Сорек» - сумарно дають понад 600 млн куб. м в рік і створюють небачену раніше в регіоні ситуацію: необхідність позбавлятися від надлишку води. Фермерські угіддя в Ізраїлі процвітають, а Галілейське море вдалося зберегти.
Едо Бар-Зів (праворуч) і Борис Ліберман з компанії IDE, в залі заводу з опріснення води
Дипломатія на воді
Добре засвоївши страшний урок посухи 2008-го, країна тепер вчиться новому для себе промислу - реалізовувати зайву воду. До впровадження розробок Zuckerberg Institute опріснення було дорогим і енергоємним, але вчені докорінно змінили цю галузь. Опріснені вода зразка 2016- го коштує в 3 рази дешевше свого аналога в 1990-х. Один тільки завод «Сорек» виробляє тисячу літрів питної води з собівартістю всього $ 0,58. Місячне споживання води середнім ізраїльським домогосподарством коштує близько $ 30, що приблизно дорівнює вартості води в більшості міст США, де ситуація з природними джерелами води в рази краще. А ось жителі Лас-Вегаса і Лос-Анджелеса платять набагато більше за спожиту воду - $ 47 і $ 58 в місяць відповідно.
Міжнародна асоціація з питань опріснення води констатує, що число людей, які вживають очищену від солі воду швидко збільшується і досягло вже 300 млн чоловік. Ізраїльська компанія IDE Technologies Ltd, якій належать всі 3 провідних заводу з опріснення в країні, нещодавно закінчила об'єкт в Південній Каліфорнії. Триває будівництво по всьому світу - щорічно IDE здає в експлуатацію 6 заводів з потужністю «Сорек», а це 150 млн куб. м прісної води з кожного. Можна сміливо говорити про початок ери опріснення по всьому світу.
Бар-Зів і його колеги бачать в такому положенні справ можливість для розвитку «водної дипломатії». Рішення проблеми з нестачею води, через яку в усі часи виникали війни, може залагодити багато міжнародні конфлікти. Згідно з домовленостями, Ізраїль забезпечує водою Західний берег річки Йордан, але палестинці все одно відчувають дефіцит водних ресурсів. Водне забезпечення незмінно є предметом обговорення в заплутаних і суперечливих мирних переговорах. Однак зараз, з появою дешевої опрісненої води, фахівці сподіваються на деполітизацію цього питання. Співробітники Zuckerberg Institute планують проведення в 2018 році конференції «Water Knows No Boundaries», яка об'єднає фахівців з Єгипту, Ізраїлю, Йорданії, Туреччини і проблемних регіонів Західного берега річки Йордан і Сектора річки Газа.
Ще один амбітний план - будівництво заводу з опріснення води на Червоному морі. Спільний проект на кордоні Ізраїлю і Йорданії обійдеться в $ 900 млн. За задумом інженерів, завод буде скидати відфільтровану сіль назад в Червоне море, тим самим поповнюючи його. Відомо, що щорічно цей водойму всихає на один метр, в силу того, що обидві держави з 1960-х років дуже активно використовують річку, яка його живить. Якщо проект буде реалізований за наміченим планом, вже до 2020 року два одвічно ворогуючих сусіда почнуть пити опріснені воду буквально «з одного глечика».
Поява технології, яка здатна протягом 40 хвилин зробити солону воду моря придатною для пиття і доступна більшості держав, здатна змінити життя народів планети. В історії людства були приклади, коли через агресивну експлуатації пересихали джерела, і жителі покидали регіон, а місцевість перетворювалася на руїни. Розквіт технологій сьогодні дозволяє створювати питну воду і оживляти сухі, занедбані землі. Едо Бар-Зів і його колеги впевнені, що такий приклад стане новим правилом хорошого тону для сучасного людства.
джерело: Scientific American | фото: IDE Technologies Ltd.
Як же це вдалося?
