Пресная вода

Ресурсы, содержащиеся в морской воде

Во всех прибрежных районах океана, где население почему-либо испытывает нехватку пресной воды, важный потенциальный ресурс представляет сама морская вода. Кроме того, большой потенциальной ценностью обладает ряд химических рментов и соединений, растворенных в морской воде. Главным препятствием использования служит их низкая концентрация. Однако, в любом случае опреснение морской воды и извлечение из нее минеральных веществ исключается при отсутствии дешевых источников энергии из-за нерентабельности.

Опреснительные установки уже давно используются на морских судах, не могущих иначе пополнять запасы питьевой воды; они с успехом применяются и в некоторых районах суши, например, при добыче нефти в Кувейте в качестве подобного продукта получают большое количество природного газа. До появленния судов-газовозов побочные нефтяные газы рассеивались атмосфере или сжигались. Теперь их используют как источник энергии для опреснительных установок, так как Кувейт испытывает заметную нехватку пресной воды.

Пресной воды не хватает и на многих островах. Так, например, Бермудские острова, где пресная вода поступает лишь с осадками и ее приходится перехватывать и запасать.

Предлагались различные способы устранить хроническую нехватку пресной воды на ряде островов. Один из простейших разработан сотрудниками Геологической лаборатории Колумбийского университета для о-ва Санта-Крус из группы Виргинских о-вов. Этот остров расположен в зоне пассатных ветров, которые ежедневно проносят над островом огромные количества пресной воды в насыщенном влагой воздухе. Остров имеет узкий шельф, и уже в миле от берега можно найти холодную глубинную воду. Согласно проекту, холодная вода должна подаваться в конденсатор, установленный на пути насыщенного влагой воздуха. Влага будет конденсироваться на холодных тру­бах и накапливаться в приемнике пресной воды. Так как холод­ная вода должна извлекаться с глубин ниже фотического слоя, в котором фитопланктон истощает запасы биогенов, после ис­пользования в конденсаторе воду целесообразно сбрасывать не в море, а в мелководную лагуну. Эта обогащенная биогенами во­да стимулировала бы развитие планктона и в лагуне можно бы­ло бы создать марикулътурное хозяйство.

Поваренная соль (NaCl). Первое по значению место среди соединений, извле­каемых из морской воды, принадлежит обычной поваренной со­ли NaCl, которая составляет до 86% всех растворенных в мор­ской воде солей. Во многих районах мира соль добывают путем выпаривания воды при нагреве солнцем, иногда очищая, а иног­да и нет для последующего использования.

В США большая часть соли добывается из подземных со­ляных копей, но все-таки около 5% ее поступает с полей выпари­вания в районе залива Сан-Франциско. Морскую воду пускают в мелкие пруды, где из нее начинают выкристаллизовываться со­ли. Первым осаждается карбонат кальция, основная масса которого кристаллизуется к моменту, когда плотность рас­сола достигает 1,13 г/см³. Затем воду сбрасывают в другой пруд, где осаждается сульфат кальция. Основное количество сульфата кальция кристаллизуется при плотности рассола 1,22 г/см³; в следующем пруду при плотности рассола 1,26 г/см³ осаждают­ся соли магния. Наконец, в четвертом пруду осаждается остав­шийся в рассоле хлорид натрия. Степень чистоты поваренной со­ли из морской воды достигает 99,6% и в большинстве случаев не требует дополнительной очистки.

Соли магния. Завод химической компании «Доу» в городе Фрипорте, штат Техас, построенный в начале второй мировой войны, чтобы удовлетворить потребности страны в магнии, представляет, по­жалуй, наиболее успешно действующий комплекс предприятий, занимающихся извлечением минерального сырья из морской во­ды. Место для постройки завода диктовалось высокой соле­ностью вод Мексиканского залива, удобством транспортировки грузов, наличием источников энергии и большими запасами со­ли, серы и карбоната кальция в виде устричной ракуши авод забирает из залива около 7,5 млн. л воды в минуту. Вначале вода поступает на электростанцию, благодаря чему до­стигается двойная цель: вода охлаждает агрегаты и подогревает­ся для последующего использования. Затем вода про­ходит над обожженной ракушей, и из нее осаждается гидроокись магния. Гидроокись можно использовать непосредственно как огнеупорный материал или же превратить в хлорид магния и пу­тем электролиза получить из него металлический магний. Одно время из воды извлекали также бром, который использовали как присадку для бензина, но затем от этого способа получения бро­ма отказались, так как его оказалось выгоднее извлекать из кон­центрированных подземных рассолов. Спрос на бром в значи­тельной мере связан с использованием в качестве присадки для бензина тетраэтилсвинца, производство которого сокращается, поскольку это соединение представляет опасный загрязнитель окружающей среды.

Гидротермальные рассолы. Гидротермальные рассолы, образующиеся при пере­движении горячей воды через породы морского дна, должны рас­сматриваться как потенциальный ресурс, так как еще не доказана экономическая рентабельность извлечения содержащихся в этих рассолах веществ. Такие рассолы обнаружены как под дном океана, так и на участках выхода на сушу глобальной системы рифтов, отмечаю­щих границы литосферных плит и места формирования новой коры. Лучше всего такие участки изучены в Красном море, где в наиболее глубоких местах температура воды достигает 62°С. Эти воды должны были бы обладать неустойчивостью и подни­маться вверх в результате конвекции, но этому препятствует их крайне высокая соленость, достигающая 270‰, что в восемь раз превышает нормальную соленость морской воды. Плотность рассолов настолько высока (1,18-1,23 г/см³), что они выявляются на эхограмме.

Рассолы представляют интерес не только по причине высокой солености, в 5-10 раз превышающей обычную, но и вследствие значительной обогащенности сравнительно с морской водой та­кими металлами, как цинк, медь, свинец и никель. Очевидно, что рассолы представляют собой не просто обычную морскую воду с очень высокой соленостью; они отличаются от этой воды содержанием не свойственных ей химических веществ, выщелоченных горячей водой из пород морского дна.

Дата добавления: 2014-01-03