Нехватка питьевой воды. Как бороться с проблемой и почему она касается не только бедных стран
Ученые и предприниматели не первый год думают над тем, как обеспечить питьевой водой всех жителей планеты — доступа к ней до сих пор лишены два миллиарда человек (а на протяжении хотя бы месяца в году – и все четыре). «Сноб» рассказывает, какие технологии получения воды существуют на данный момент и какие появятся в будущем
Африка, Нигер, город на юге страны. Родители разбудили одиннадцатилетнего Сани Абду в 4:30 утра, дали две канистры и отправили за водой. Прежде чем пойти в школу, мальчик должен преодолеть 8 километров, набрать воды в грязном колодце Бабан Тапки и принести домой полные канистры. Вереницы детей, таскающих на рассвете воду, — обычная картина для этих нищих и засушливых мест.
Здесь нет душа, нет канализации. Здесь пьют грязную воду, страдают от диареи или холеры, которые приводят к еще большему обезвоживанию. Без доступа к чистой питьевой воде каждый день умирает 700 детей в возрасте до пяти лет. Взрослые остаются дома для ухода за больными и не могут зарабатывать. Поколение за поколением движется по этому кругу.
Ученые пытаются его разорвать — и нельзя сказать, что безуспешно. Один из самых авторитетных научных журналов Nature посвятил этой теме все декабрьское приложение. В том числе в нем говорится о том, как добывать воду из воздуха, как очищать ее от «вечных химикатов» и может ли какая-то одна технология заменить все остальные.
Расщепить нерасщепляемое
Проблема с пресной водой актуальна и для нас. Россия — страна индустриальная, и в местные реки попадают отходы крупных производств. Будь у таких отходов свой рейтинг токсичности, на верхних строчках расположились бы перфторалкильные и полифторалкильные соединения (ПФАС). Они делают пресную воду непригодной для использования в быту и сельском хозяйстве. ПФАС копятся в тканях организма и приводят к проблемам со здоровьем — от нарушения половой и иммунной системы до повышения риска рака. Из-за этого США, ЕС и Великобритания ограничили использование этих веществ в производстве.
А что делать с соединениями, которые уже накопились в воде с середины ХХ века? ПФАС почти сотню лет применяют в материалах с водоотталкивающими свойствами: ткани, тефлон, противопожарная пена. Организация экономического сотрудничества и развития насчитала пять тысяч разновидностей таких соединений.
В составе молекул ПФАС присутствует фтор, формирующий одни из самых сильных химических связей в природе, которые не разрушаются естественным путем и большинством известных технологий очистки. Загрязнение этими соединениями настолько сложно устранить, что их стали называть «вечными химикатами».
Как это часто бывает в науке, проблему удалось решить случайно. В 2016 году инженеры-химики из американского Университета Кларксона разрабатывали плазменный реактор для очистки воды при помощи электрического разряда. Используя ПФАС в одном из образцов в качестве контроля, они внезапно обнаружили, что под воздействием реактора эти химикаты оказались не такими уж вечными и разложились всего за несколько минут. Не веря своей удаче, ученые повторили тест еще несколько раз и получили тот же результат.