آیا نرم کننده های آب می توانند بحران کم آبی را حل کنند؟

تصور کنید شیر آب را باز می کنید و آب تمیز و شیرین اقیانوس آرام یا خلیج فارس لیوان شما را پر می کند. با توجه به اینکه بیش از 96 درصد از آب جهان در اقیانوس ها ذخیره می شود، این ایده بسیار جذاب است. پس چرا با وجود خشکسالی های شدید، هنوز همه کشورها به فناوری نمک زدایی یا شیرین سازی آب اقیانوس ها روی نیاورده اند؟ در ادامه، نگاهی به فناوری نمک‌زدایی آب، انواع، هزینه‌ها و پتانسیل آن در مبارزه با کم‌آبی می‌اندازیم.

نرم کننده یا آب شیرین کن چیست؟

به زبان ساده، نمک زدایی فرآیندی است که در آن نمک های معدنی و نمک از آب نمک (مانند آب دریا) جدا می شود تا آب آشامیدنی یا آب مناسب برای کشاورزی به دست آید. اگرچه ریشه های این فرآیند به دوران باستان برمی گردد (مانند یونان که از فیلترهای ساده استفاده می کرد)، اما با ظهور فناوری های صنعتی در قرن بیستم به یک راه حل جدی تبدیل شد. هدف نهایی بازگرداندن میلیاردها گالن آب غیرقابل استفاده دریا به چرخه مصرف انسان است.

اگرچه روش‌های مختلفی برای این کار وجود دارد، دو فناوری اصلی بر بازار مسلط هستند: اسمز معکوس و تقطیر حرارتی.

1. اسمز معکوس (RO)

این روش در حال حاضر محبوب ترین و کارآمدترین فناوری در جهان است. در این روش آب با فشار بسیار بالا از غشاهای نیمه تراوا (فیلترهای بسیار حساس) عبور داده می شود. این غشاها مانند یک غربال مولکولی عمل می کنند و نمک، باکتری ها و ناخالصی ها را نگه می دارند و فقط به مولکول های آب خالص اجازه عبور می دهند. این روش نسبت به روش های حرارتی انرژی کمتری مصرف می کند.

البته فرآیند اسمز معکوس آنقدر قدرتمند است که نمک و همچنین مواد معدنی مفیدی مانند منیزیم و کلسیم را از بین می برد. نوشیدن این آب برای مدت طولانی ممکن است باعث مشکلات سلامتی شود. بنابراین در مرحله نهایی باید این املاح را به صورت مصنوعی به آب اضافه کرد که هزینه بر است.

2. تقطیر حرارتی

این روش بیشتر سنتی است و بیشتر در کشورهای دارای منابع انرژی ارزان (از جمله خاورمیانه) استفاده می شود. در این روش آب نمک را می جوشانند تا تبدیل به بخار شود. سپس این بخار بدون نمک خنک می شود و به مایع (آب شیرین) تبدیل می شود. نمک و املاح در ظرف باقی می ماند. مشکل این روش این است که برای جوشاندن مقدار زیادی آب به انرژی زیادی نیاز است.

3. فناوری های جدید (خورشیدی و موجی)

برای پایین نگه داشتن هزینه ها، استارت آپ هایی مانند Oneka سیستم هایی را توسعه داده اند که با انرژی امواج دریا کار می کنند و به برق یا سوخت های فسیلی نیاز ندارند. سیستم های نمک زدایی با انرژی خورشیدی که از گرمای خورشید برای تبخیر و تصفیه آب استفاده می کنند نیز در حال توسعه هستند.

قیمت یک نرم کننده آب چقدر است؟

پاشنه آشیل این صنعت هزینه است. نرم کننده های آب بسیار انرژی بر هستند. بر اساس آمارهای جهانی، هزینه تولید هر متر مکعب (1000 لیتر) آب شیرین به طور کلی بسته به تکنولوژی و محل ساخت بین 0.50 تا 2.5 دلار است.

این هزینه برای آب آشامیدنی قابل توجیه است. تأمین حداقل میزان آب مورد نیاز یک فرد در سال (حدود 50 لیتر در روز برای نوشیدن و بهداشت) از این طریق حدود 38 دلار هزینه دارد که حتی برای کشورهای فقیر نیز نسبتاً قابل کنترل است.

از طرفی در کشاورزی وضعیت کاملا متفاوت است. به عنوان مثال برای تولید یک کیلوگرم گندم تقریباً 650 لیتر آب مورد نیاز است. اگر این آب از طریق آب شیرین کن تامین می شد، هزینه آب به تنهایی سه برابر قیمت نهایی گندم در بازار بود. بنابراین استفاده از این آب برای کشت محصولات ارزان قیمت توجیه اقتصادی ندارد.

در کنار هزینه، نکته ظریفی وجود دارد که کمتر به آن توجه شده است. در حالی که تولید آب شیرین برای کشورهای ثروتمند آسان است، اما برای کشورهای فقیر یک رویا است. در کشورهایی مانند مالاوی، انرژی مورد نیاز برای تولید 50 لیتر آب شیرین (حداقل نیاز روزانه یک فرد) معادل کل مصرف برق یک خانواده است. این بدان معناست که بسیاری از کشورها مجبورند بین روشن نگه داشتن چراغ ها و تولید آب یکی را انتخاب کنند.

مزایا و معایب دستگاه های نرم کننده آب

مانند سایر فناوری ها، نمک زدایی مانند یک سکه است که دو روی دارد:

منافع	معایب
اقیانوس ها خشک نمی شوند و منبعی پایدار در برابر خشکسالی هستند.	نیاز به نیروگاه های بزرگ و سوخت فسیلی دارد که باعث گرم شدن کره زمین می شود.
نیاز شهرها به باران و سدهای دور را از بین می برد.	زباله های ضخیم و بسیار نمکی که دوباره به دریا سرازیر می شوند و اکوسیستم دریایی را از بین می برند.
آب خروجی بسیار تمیز و عاری از بیماری است.	ساخت و نگهداری تاسیسات آن میلیاردها دلار هزینه داشته است.

آیا آب شیرین شده می تواند مشکل کمبود آب در جهان را حل کند؟

پاسخ این سوال هم بله و هم خیر است و بستگی به نحوه استفاده از آن دارد. برای شهرهای ساحلی و مناطق خشکی که به آب آشامیدنی نیاز دارند، نمک زدایی می تواند راه حلی حیاتی و نجات دهنده باشد. در حال حاضر شهرهایی مانند دبی یا سن دیگو بدون این فناوری نمی توانند دوام بیاورند.

از سوی دیگر، تقریباً 70 درصد آب جهان در بخش کشاورزی مصرف می شود. نمک زدایی برای کشاورزی با فناوری های فعلی (به جز محصولات خیلی گران یا گلخانه ای) از نظر اقتصادی ورشکسته خواهد بود.

بنابراین نمی توان با قطعیت گفت که نمک زدایی می تواند کم آبی را از بین ببرد. اما این تنها یک تکه از یک پازل بزرگتر است که باید در کنار حفاظت، توسعه و مدیریت منابع قرار گیرد. کارشناسان معتقدند تا زمانی که انرژی های تجدیدپذیر ارزان تر نشده و راه حل های بهتری برای مدیریت آبخیز پیدا شود، اتکای 100 درصدی بر این فناوری اشتباه است.