آب شیرین‌کن چیست و آیا می‌تواند با مشکل کم‌آبی مقابله کند؟_آفتاب شرق

فکر کنید شیر آب را باز می‌کنید و آبی که از اقیانوس آرام یا خلیج فارس آمده، زلال و شیرین است و لیوان شما را پر می‌کند. با دقت به این که بیشتر از ۹۶ درصد آب‌های کره زمین در اقیانوس‌ها ذخیره شده، این ایده زیاد وسوسه‌کننده است. اما چرا با وجود خشکسالی‌های شدید تا این مدت همه کشورها به سراغ فناوری‌های آب شیرین‌کن یا نمک‌زدایی آب اقیانوس‌ها نرفته‌اند؟ در ادامه به تکنولوژی آب شیرین‌کن، انواع آن، هزینه‌ها و پتانسیل آن در مقابله با کم‌آبی نگاهی می‌اندازیم.

آب شیرین‌کن یا نمک‌زدایی چیست؟

به زبان ساده، نمک‌زدایی (Desalination) فرایندی است که طی آن املاح معدنی و نمک از آب شور (همانند آب دریا) جدا می‌شود تا آب قابل آشامیدن یا مناسب برای کشاورزی به دست آید. این فرایند اگرچه در دوران باستان (همانند یونان که از فیلترهای ساده منفعت گیری می‌کردند) ریشه دارد، اما در قرن بیستم و با ظهور تکنولوژی‌های صنعتی به یک راهکار جدی تبدیل شد. مقصد نهایی این است که میلیاردها گالن آب دریا که غیرقابل منفعت گیری است، به چرخه مصرف انسانی داخل شود.

اگرچه راه حلهای متنوعی برای این کار وجود دارد، اما دو فناوری مهم بر بازار تسلط دارند: اسمز معکوس و تقطیر حرارتی.

۱. اسمز معکوس (RO)

این روش اکنون محبوب‌ترین و کارآمدترین تکنولوژی جهان است. در این روش آب با سختی زیاد زیاد از غشاهای نیمه‌تراوا (فیلترهای زیاد دقیق) عبور داده می‌شود. این غشاها همانند یک صافی مولکولی می باشند و نمک، باکتری‌ها و ناخالصی‌ها را پشت سر نگه می‌دارند و فقط مولکول‌های آب خالص را عبور خواهند داد. این روش مصرف انرژی کمتری نسبت به راه حلهای حرارتی دارد.

یقیناً فرایند اسمز معکوس آنقدر قوی است که علاوه‌بر نمک، مواد معدنی سودمند همانند منیزیم و کلسیم را نیز حذف می‌کند. نوشیدن طویل‌زمان این آب می‌تواند برای سلامتی مشکل‌ساز باشد؛ به این علت در مرحله نهایی باید این املاح به طور مصنوعی به آب اضافه شوند که خود هزینه‌بر است.

۲. تقطیر حرارتی

این روش سنتی‌تر است و زیاد تر در کشورهایی (ازجمله در خاورمیانه) که منبع های انرژی ارزان دارند منفعت گیری می‌شود. در این روش آب شور جوشانده می‌شود تا بخار شود. سپس این بخار که فاقد نمک است، خنک و به مایع (آب شیرین) تبدیل می‌شود. نمک و املاح در ظرف باقی می‌همانند. مشکل این روش این است که انرژی زیاد بسیاری برای جوشاندن حجم عظیم آب نیاز دارد.

۳. فناوری‌های نوین (خورشیدی و موجی)

برای افت هزینه‌ها، استارتاپ‌هایی همانند Oneka سیستم‌هایی ساخته‌اند که با انرژی امواج دریا کار می‌کنند و به برق یا سوخت فسیلی نیاز ندارند. این چنین سیستم‌های نمک‌زدایی خورشیدی نیز درحال گسترش می باشند که از گرمای خورشید برای تبخیر و تصفیه آب منفعت گیری می‌کنند.

هزینه آب شیرین‌کن چه مقدار است؟

پاشنه آشیل این صنعت هزینه است. آب شیرین‌کن‌ها به‌شدت انرژی‌بر می باشند. مطابق آمارهای جهانی، هزینه تشکیل هر متر مکعب (۱۰۰۰ لیتر) آب شیرین بسته به تکنولوژی و محل احداث طبق معمولً بین ۰.۵۰ تا ۲.۵ دلار متغیر است.

برای آب شرب این هزینه قابل توجیه است. فراهم حداقل آب مورد نیاز یک نفر در سال (نزدیک به ۵۰ لیتر در روز برای شرب و بهداشت) با این روش نزدیک به ۳۸ دلار هزینه دارد که حتی برای کشورهای فقیر هم نسبتاً قابل مدیریت است.

در روبه رو برای کشاورزی داستان کاملاً متفاوت است. برای مثال، تشکیل یک کیلوگرم گندم به نزدیک به ۶۵۰ لیتر آب نیاز دارد. اگر این آب از طریق نمک‌زدایی فراهم شود، هزینه آب مصرفی به تنهایی سه برابر قیمت نهایی گندم در بازار خواهد شد. به این علت، منفعت گیری از این آب برای کشت محصولات ارزان‌قیمت، توجیه اقتصادی ندارد.

علاوه‌بر هزینه، مسئله ظریفی وجود دارد که کمتر به آن دقت می‌شود؛ درحالی‌که تشکیل آب شیرین برای کشورهای ثروتمند آسان است، برای کشورهای فقیر یک رؤیاست. انرژی ملزوم برای تشکیل ۵۰ لیتر آب شیرین (حداقل نیاز روزانه یک فرد) معادل کل برق مصرفی یک خانواده در کشورهایی همانند مالاوی است. این یعنی تعداد بسیاری از کشورها باید بین روشن نگه‌داشتن چراغ خانه‌ها یا تشکیل آب یکی را انتخاب کنند.

مزایا و معایب آب شیرین‌کن‌ها

همانند هر تکنولوژی فرد دیگر، نمک‌زدایی نیز یک سکه با دو وجه است:

آیا آب شیرین‌کن می‌تواند مشکل کم‌آبی جهان را حل کند؟

جواب به این سوال هم بله است و هم خیر و به نحوه منفعت گیری ما بستگی دارد. برای شهرهای ساحلی و مناطق خشک که نیاز به آب آشامیدنی دارند، نمک‌زدایی می‌تواند یک راهکار حیاتی و نجات‌قسمت باشد. هم‌اکنون شهرهایی همانند دبی یا سن‌دیگو بدون این فناوری نمی توانند به حیات خود ادامه دهند.

در نظر دیگر نزدیک به ۷۰ درصد آب جهان در کشاورزی مصرف می‌شود. با تکنولوژی‌های جاری، شیرین‌کردن آب برای کشاورزی (به‌جز محصولات زیاد گران‌قیمت یا گلخانه‌ای) می‌تواند علتورشکستگی اقتصادی شود.

به این علت نمی‌توان با قطعیت او گفت که آب شیرین‌کن می‌تواند بی‌آبی را از بین ببرد، بلکه فقطً بخشی از یک پازل بزرگ‌تر است که باید در کنار صرفه‌جویی، گسترش و مدیریت منبع های قرار گیرد. کارشناسان اعتقاد دارند تا وقتی که انرژی‌های تجدیدپذیر ارزان نشوند و راهکارهای بهتری برای مدیریت شورابه اشکار نشود، تکیه صددرصدی به این فناوری نادرست است.