La desalificazione è in piena espansione Ma che dire di tutta quella salamoia tossica?


Se solo umani potremmo bere acqua di mare senza morire, non ci troveremmo di fronte a una crisi idrica. Per non morire, prima devi far bollire l'acqua salata e raccogliere il vapore puro, o procurarti una membrana di fantasia che filtra tutto il sale e, convenientemente, la vita marina.

Questa è l'idea controversa dietro la desalinizzazione su larga scala: grandi, grandi e costose strutture che trasformano l'acqua salata in un liquido che non ti ucciderà. La classica critica del desal è che ci vuole un'enorme quantità di energia per elaborare l'acqua di mare, e in realtà non dovremmo bruciare più combustibili fossili di quanto dobbiamo essere. Ma un problema meno chiacchierato è l'effetto sull'ambiente locale: il sottoprodotto principale di desal è salamoia, e le strutture si ritirano in mare aperto. La sostanza affonda sul fondo del mare e causa scompiglio negli ecosistemi, livelli di ossigeno croccanti e contenuto di sale a spillo.

Sfortunatamente, gli scienziati non hanno avuto una buona idea di quanto siano state prodotte le 16.000 strutture operative di tutto il mondo. Fino ad ora. I ricercatori riferiscono oggi che la produzione globale di salamoia salata è del 50% superiore alle stime precedenti, per un totale di 141,5 milioni di metri cubi al giorno, rispetto ai 95 milioni di metri cubi di produzione effettiva di acqua dolce proveniente dalle strutture. Cattive notizie per l'ambiente, certo, ma le cose non sono del tutto disastrose: la tecnologia Desal si sta evolvendo rapidamente, quindi le piante stanno diventando molto più efficienti, sia nella salamoia che producono che nell'energia che usano.

Le strutture di dissalazione rientrano in genere in due categorie: termica e membrana. Con la termica, succhi l'acqua di mare, la scaldi per ottenere il vapore puro e rimetti in acqua la salamoia rimanente. Con le membrane, si spinge l'acqua di mare a grandi pressioni attraverso una serie di filtri, che estraggono tutto il sale e altri contaminanti.

Termico è il metodo più vecchio-scuola-prima degli anni '80, l'84 per cento dell'acqua desalinizzata ha attraversato questo processo. Dall'inizio del nuovo millennio, però, un particolare tipo di tecnologia a membrana, l'osmosi inversa (lo chiameremo RO in breve), ha proliferato esponenzialmente. Le strutture RO ora producono il 69 percento dell'acqua desalinizzata in tutto il mondo.

Perché? Perché RO è più economico e più efficiente. I progressi nella tecnologia delle membrane significano che le strutture richiedono sempre meno pressione, e quindi energia, per filtrare l'acqua di mare. Come ulteriore vantaggio, RO produce meno salamoia. Con il calore, il 75 percento dell'acqua che porti può uscire come salamoia. Con RO, è più 50-50 di acqua dolce per le acque reflue.

"Dipende anche dall'acqua di alimentazione" o dall'input water, dice Edward Jones, coautore del nuovo studio e scienziato ambientale presso l'Università di Wageningen nei Paesi Bassi. "L'osmosi inversa è meno efficace quando si sta dissalando acqua altamente salina, come l'acqua di mare. E diventa sempre più efficiente con la caduta della salinità dell'acqua di alimentazione. "

Jones et al./Science of the Total Environment

Questa è una considerazione importante perché non tutte le strutture desaltiche stanno elaborando l'acqua di mare. Infatti, se dai un'occhiata alla mappa qui sopra, vedrai che gran parte di essi sono nell'entroterra. Questi stanno elaborando acqua salmastra (cioè, solo leggermente salata) da falde acquifere o fiumi per bere, o per uso nell'industria e nell'agricoltura. Sono per natura più efficienti delle piante costiere che elaborano l'acqua di mare.

Questo è uno dei motivi per cui le piante costiere in Medio Oriente e in Nord Africa producono una quantità sbalorditiva di salamoia del mondo. In totale 173 paesi e territori gestiscono impianti desalici, ma solo quattro nazioni – Arabia Saudita, Emirati Arabi Uniti, Kuwait e Qatar – producono il 55% della salamoia globale, secondo il nuovo studio.

La seconda ragione della discrepanza è che in Medio Oriente stanno utilizzando impianti termici vecchi e inefficienti, mentre il resto del mondo si sta spostando verso RO. "Queste piante sono molto, molto costose da costruire, quindi non è probabile che verranno prese offline", afferma Jones. "Quindi ci saranno ancora questi impianti operativi che producono grandi quantità di salamoia, in particolare in Medio Oriente, dove hanno una rete consolidata di impianti di desalinizzazione termica".

I paesi del Medio Oriente possono permettersi di continuare a gestire queste cose assetate di energia perché sono inondati di petrolio ma poveri di risorse idriche. Ma mentre le popolazioni crescono in altre parti del mondo, ei cambiamenti climatici guidano la siccità, il desal è diventato un'opzione sempre più attraente. (Gli analisti prevedono un tasso di crescita annuo del settore prossimo al 9% almeno per i prossimi quattro anni. Puoi vedere quanto di recente è esploso il desal nel grafico qui sotto.) Ad esempio, l'anno scorso Cape Town si è affrettata a portare temporaneamente Le piante RO sono online, quindi la città non appassirebbe in mezzo a una siccità crudele.

Jones et al./Science of the Total Environment

"Aumentare la scarsità d'acqua è il principale driver", afferma Manzoor Qadir, co-autore del nuovo studio e assistente direttore dell'Istituto delle Nazioni Unite per l'acqua, l'ambiente e la salute. "Allo stesso tempo, se guardi ai paesi in cui la desalificazione è enormemente aumentata, quelli sono i paesi che possono permetterselo".

Il boom del desal porta con sé un'ondata di salamoia. Poiché questa roba è più densa della tipica acqua di mare, affonda sul fondo marino e sconvolge le vivaci comunità di vita, che si ritrovano a desiderare molto meno sale e molto più ossigeno. Le strutture possono mitigare l'impatto ambientale, ad esempio miscelando la salamoia con l'acqua di mare prima di pomparla, per diluirla. Potrebbero anche aver cura di espellere il sottoprodotto in cui le correnti sono più forti, dissipando così la salamoia più velocemente. Nell'entroterra, una pianta potrebbe evaporare l'acqua nelle piscine e trasportare via via il sale rimanente.

Ma la salamoia è molto più di una semplice acqua ipersalina: può essere caricata con metalli pesanti e sostanze chimiche che impediscono alle acque di alimentazione di sparare a colpi di pistola contro la complicata e costosa struttura. "Gli antifoulanti utilizzati nel processo, in particolare nel processo di pretrattamento dell'acqua di fonte, si accumulano e scaricano nell'ambiente in concentrazioni che possono potenzialmente avere effetti dannosi sugli ecosistemi", afferma Jones. La diluizione può aiutare con il problema dell'ipersalinismo, ma non elimina le tossine chimiche.

Ma qui sta l'opportunità: lo scarico può contenere anche elementi preziosi come l'uranio. Questo potrebbe essere un incentivo sufficiente per trasformare la salamoia desal da un sottoprodotto nocivo in una fonte di entrate. Oppure potresti utilizzare le piscine evaporative nell'entroterra per produrre sale commerciale per dissodare strade. E questo potrebbe aiutare a ripulire il settore, perché il capitalismo.

"Esistono sicuramente opportunità economiche", afferma Jones. "Ecco perché sottolineiamo che anche qui ci sono notizie positive. C'è un'opportunità e al momento è una grande sfida ".

Desal, nonostante tutti i suoi difetti, non sta andando da nessuna parte. Man mano che diventa più economico, l'adozione continuerà a crescere. I paesi del Medio Oriente si appoggiano su di esso, mentre altre regioni, come la California meridionale, la usano per integrare fonti d'acqua tradizionali e sempre più imprevedibili. Un impianto gestito da Poseidon Water, ad esempio, produce il 10 per cento della riserva idrica della contea di San Diego.

"C'è abbastanza acqua per servire 400.000 residenti", dice Jessica Jones, portavoce di Poseidon. "Questo è l'unico nuovo approvvigionamento idrico nella contea che non dipende dal manto nevoso nelle Sierras o dalle precipitazioni locali, davvero resiliente al clima. "

Tranne, per il fatto, che i livelli del mare sono in aumento a causa dei cambiamenti climatici, che minacciano le piante di dissalazione marina in tutto il mondo. E ironicamente, queste strutture stanno assorbendo enormi quantità di energia, contribuendo così al problema delle emissioni. "Dal punto di vista dell'impatto, l'intensità energetica è enorme", afferma Michael Kiparsky, direttore del Wheeler Water Institute di UC Berkeley, che non è stato coinvolto in questo studio. "Anche se alimentati da fonti di energia rinnovabile come il solare o il vento, stai ancora utilizzando un'enorme quantità di energia, che in linea di principio potrebbe andare altrove per spostare il consumo di combustibili fossili."

"La desalinizzazione non è una panacea", aggiunge Kiparsky. In un posto come la California, può essere un complemento alle fonti più tradizionali di acqua come il manto nevoso. E mentre l'efficienza di queste piante migliorerà, questa è ancora una tecnologia fondamentalmente energica. "Esistono limiti teorici alle riduzioni dell'intensità energetica che sono possibili per la desalinizzazione dell'acqua di mare", afferma Kiparsky. "Non sarà mai economico."

Questo è un mondo terrificante che abbiamo costruito per noi stessi, per essere sicuro. Ma forse non è troppo tardi per ripulire il nostro atto.


Altre grandi storie WIRED