1001 вопрос об океане и 1001 ответ
Шрифт:
В 1900 г. потребности США в пресной воде составляли около 150 млн. т в сутки, к 1920 г. эта цифра возросла более чем вдвое (350 млн. т), а к 1940 г. достигла 520 млн. т. В 1960 г. потребление воды составляло 1227 млн. т, а в 1965. г. — 1412 млн. т. Полагают, что к 1980 г. потребление пресной воды достигнет 1900 млн. т, а к 2000 г. — 4000 млн. т в сутки. Поэтому разработка экономически эффективных промышленных методов получения пресной воды из практически неограниченных запасов морской воды жизненно необходима,
Существуют три основных метода:
1) дистилляция — процесс опреснения, основанный на том, что при кипении соленой воды соль не испаряется и конденсируется пресная вода;
2) использование мембраны (физической перегородки), отделяющей соль за счет избирательного одностороннего пропускания соли либо воды;
3) кристаллизация — метод отделения соли от воды с помощью гидратов или замораживания.
Около 98% всех опреснителей работают на принципе дистилляции, мембранные и кристаллизационные системы составляют лишь 2%.
На 1 января 1969 г. во всем мире в сутки вырабатывалось 220 тыс. т опресненной воды. Полагают, что в ближайшие годы будет опресняться около 6 млн. т воды в сутки.
В списке Управления по опреснению соленой воды Министерства внутренних дел на 1 января 1969 г. числится 686 действующих и строящихся опреснительных установок, дающих в сутки более 100 т воды каждая. Из них 54 установки построены после 1968 г.
На первом месте стоит Средний Восток, где 74 опреснителя дают 24 тыс. т пресной воды в сутки. Первые крупные установки мощностью более 4 тыс. т в сутки были построены в районах нефтедобычи вокруг Персидского залива. В США и их владениях производится 20,3 тыс. т пресной воды на 322 опреснительных установках. В СССР имеется 7 опреснительных установок, производящих 14 тыс. т воды в сутки. 88 европейских установок дают 11 тыс. т, а 26 установок в странах Карибского моря — 6 тыс. т. В Северной Америке (кроме США) существует 12 установок, вырабатывающих 3,2 тыс. т, в Южной Америке — 21 опреснитель, общей производительностью 1,5 тыс. т в сутки. В Азии 24 установки дают 1,2 тыс. т, а в Австралии 6 установок — 0,5 тыс. т.
Крупнейшим опреснителем на Американском континенте является установка в г. Росанта в Мексике, которая дает 2,9 тыс. т в сутки. Самый крупный опреснитель в США расположен в Ки-Уэст (Флорида) и дает 1 тыс. т воды в сутки. Одна из крупнейших установок в Европе, расположенная в г. Тернейзен (Голландия), дает 3 тыс. т в сутки. Крупнейший советский опреснитель находится в г. Шевченко. Он рассчитан на полную мощность 12 тыс. т воды в сутки и, по-видимому, является крупнейшим в мире.
К 1969 г. их было 307, кроме того, 15 установок работали в заморских владениях США. Опреснители производительностью более 100 т воды в сутки имеются в 37 из 50 штатов.
По данным ООН, около 50% опресненной воды идет На бытовые нужды. Почти столько же (48%) используют промышленные предприятия. Остальные 2% потребляют армия, туристы и пр.
Чаще всего для получения пресной воды растапливают снег. Поскольку топливо на внутриматериковые станции доставляют с базы Мак-Мердо самолетами, то полученную таким способом воду приходится расходовать экономно. В Мак-Мердо пресную воду получают за счет опреснения морской воды, которую закачивают прямо из залива. Источником энергии для опреснителя служит атомный реактор. Опреснение происходит в двух 16-ступенчатых испарителях, каждый из которых дает в сутки 53 т пресной воды. Для получения 1 л пресной воды перерабатывается около 10 л морской воды. Для предохранения распределительных труб от замерзания применяется электроподогрев.
Результаты анализов проб воды из разных частей океана различаются незначительно, если речь идет об 1 куб. м морской воды, но, когда мы переходим к оценкам содержания золота в 1 куб. км, абсолютные различия сильно возрастают. В 1 куб. км может содержаться золота на сумму от 5 тыс. до 25 млн. долларов.
После первой мировой войны, когда Германии нужно было выплачивать военную контрибуцию, она всерьез занялась проблемой добычи золота из океана. Эту идею поддержал выдающийся химик Фриц Хабер. Изучение возможности добычи золота из океана было одной из главных целей многочисленных экспедиций на «Метеоре», неутомимо бороздившем просторы Северной и Южной Атлантики с 1924 по 1928 г. Содержание золота в морской воде оказалось не столь высоким, как ожидалось, а стоимость его извлечения — чрезмерно высокой. Тем не менее экспедиции на «Метеоре» имели большое значение, так как они позволили собрать ценные океанографические данные.
На первом месте, конечно, находятся нефть и газ. Это самые ценные из всех остальных ископаемых, добываемых на морском дне. Ежегодно нефти и газа добывается на сумму более 6 млрд. долларов. Песок и гравий, ракуша, олово, золото и другие полезные ископаемые собирают со дна моря драгами. Серу добывают из морского грунта, расплавляя ее с помощью перегретой воды и выкачивая на поверхность. Уголь, железную руду, никелево-медную руду добывают шахтным способом (ствол шахты начинается на суше). В Японии под водой добывается 30% угля, в Англии — более 10%.
В настоящее время рентабельна добыча полезных ископаемых лишь на материковом шельфе, однако в будущем, по мере истощения ресурсов суши, может возникнуть необходимость в разработке полезных ископаемых и в глубоководных районах океана. К уже разведанным минеральным ресурсам относятся марганцевые конкреции, марганцевая руда, медь, цинк и другие металлы; фосфориты, используемые при производстве сельскохозяйственных удобрений; красная глина, в которой содержатся алюминий и медь; глобигериновый ил, который можно использовать для производства цемента; диатомовый ил, служащий источником кремния, и бариевые шарики.