Глобальной проблемой человечества в новом тысячелетии становится дефицит пресной воды. Пресной считается вода, концентрация солей в которой не превышает 1г на литр.

Ежегодно население Планеты увеличивается на 85 миллионов человек, одновременно растет и потребление воды на душу населения. В развитых странах оно удваивается каждые  двадцать лет. ( asfera.info.  Новости,.2008,  Май) 

  Дефицит пресной воды остро ощущается на территории более 40 стран, расположенных в засушливых областях земного  шара.

  В  Изрaиле, 70% территории которого занимают пустыни и  очень низок уровень осадков, запасы пресной воды совершенно не соответствуют потребностям в ней, которые  неуклонно растут в связи с модернизaцией хозяйствa и приростом нaселения.   В 2010 году после 4 лет жесточайших засух Израиль охватил водный кризис, но он не имел пиковой ситуации.

            Получение пресной воды методом обратного осмоса

  Из всех известных методов опреснения морской воды предпочтение было отдано обратному осмосу (ОО). Этот метод позволяет полностью очистить воду не только от всех растворенных соединений, но и от всех бактерий и микроорганизмов.

Мембранные установки   конструктивно просты и компактны, надежны в эксплуатации, легко автоматизируются.     Требует меньших затрат, чем другие промышленные методы получения пресных вод.

                              Сравнение энергозатрат.    Таблица 1       

                         ( http://www.mediana-filter.ru/water_obessolivanie.html)                                                                                        

   Технологии опреснения морской воды применяются в 150 странах мира.           Средний объем производства пресной воды составляет около 38 млн. тонн в год.           Рынок технологий опреснения соленой воды стремительно развивается. Первый завод по опреснению морской воды мощностью 55 тыс. м³ /год  был построен в 1997 году в Эйлате.   В 2005 г. начала работу опреснительная установка в Ашкелоне, производственная мощность установки – 111 млн. м³/год. В 2007 году пущена установка в Пальмахим мощностью  45 млн. м³/год.  В 2010 г. запущен крупный завод  в Хедере - 127 млн. м³/год. В 2013 году запушен завод в Ашдоде  производительностью 100 млн. м³ /год  и начата реализация проекта по созданию самого большого в мире опреснительного комплекса в Сореке.  Сейчас этот завод  является крупнейшим и наиболее продвинутым в своем роде во всем мире. Его установки производят 624 тыс. м³ опресненной воды в день. (Авшалом Фельбер,        Авраам Тенне. Опреснение решает проблему нехватки воды в Израиле. 30.05. 2014)   В дополнение к станциям по опреснению морской воды строятся установки по очистке солоноватых подземных вод (минерализация не более 2,5%). Построены: установка «Гранот» для опреснения подземных вод прибрежного аквифера,  полностью автоматизированная и управляемая из контрольного центра, и установка им.Циона Коэна. Общая мощность установок ~ 7,8 млн. м³/год. Кроме этих крупных заводов построено около 30 малых опреснительных установок общей мощностью около 30 млн. м³/год. Большинство из этих объектов находятся в пустынях Арава и Негев.    В 2013  году в Израиле уже производили около 600 млн. м³/воды в год, что в     четыре раза превышало объем воды, получаемый до этого времени из Кинерета.

      «Уже в 2015 году на опреснительных станциях можно будет добывать из моря около 700 тыс. м³/год воды». (Алекс Вижницер, председатель Совета «Мекорот») .  

                     Методы получения пресной воды из водных ресурсов. (IDA)

    И действительно,    в 2015 году Израиль уже был полностью независим от дождя и погоды. Использование опресненной воды позволило  уменьшить водозабор из Кинерета и других традиционных источников. Состояние ресурсов пресной воды уже никто не оценивал  как кризисное, скорее оно было оптимистичное. « К 2020 году  количество опресненной воды достигнет 750 млн. м³/ год. Поверьте,  пройдет несколько лет, и получим возможность экспортировать питьевую воду в соседние страны». (Алекс Вижницер)  

Сейчас мы пьем воду не только из Кинерета, но и из аквифера и опресненную морскую  воду.    

                   Расход энергии на опреснение воды разными методами.   Таблица 2

                      http://www.mediana-filter.ru/water_obessolivanie.html 

    Еще 20 лет назад опресненная вода стоила в Израиле по 2 доллара за кубометр, а сегодня  всего 2 шекеля -  самая низкая цена в мире. Это произошло благодаря внедрению более эффективных процессов опреснения, потребляющих меньше энергии, чем раньше.

      Метод ОО непрерывно совершенствуется.  Используются  композитные мембраны нового поколения, новые типы насосов и систем  рекуперации энергии, применяются специальные технологические приемы для поддержания уровня солесодержания опресненной воды (не выше 20 мг/л) и  обогащения опресненной воды ионами кальция и др.   Энергозатраты  в 2000-х годах   в среднем составляли ~15 кВт·ч/м³, в настоящее   время они сократились до 4 кВт·ч/м³.  (Министерство иностранных дел Израиля. «Израиль-первопроходец опреснительных технологий». 06.02.2012)

       Израиль, стал первопроходцем в развитии опреснительных технологий получения питьевой воды, которые сегодня распространяются во всем мире - от самого большого опреснителя в Китае до менее впечатляющих, но еще более необходимых предприятий на островах Карибского моря. Израильские технологии опреснения давно вышли за рамки нужд собственного сельского хозяйства.

       Престижная американская газета (The New York Times) посвятила первую страницу своего субботнего выпуска Израилю и израильской передовой системе опреснения воды. Автор Изабель Кершнер описала становление Израиля от государства, фактически зависевшего от дождевой воды, до "опреснительной сверхдержавы".  

     Компания IDE Technologies, рожденная как государственное "Инженерное опреснительное управление",  построила уже более 400 опреснительных комбинатов в 40 странах мира, в том числе в США и Китае. В Израиле и КНР компания строит настоящие заводы-гиганты, продукция которых  миллионы кубометров чистой пресной воды. Израиль занимает первое место в мире по очистке сточных вод. Разработанные в Израиле технологии  опреснения воды, очистки сточных вод, сберегающих методик полива (капельное орошение), продаются в 25 стран мира., (А.Тараков. В капле воды отражается мир. Казахстанская правда №234, 2014 )

   А вот  в Израиле не все радовались решению проблемы кризиса пресной воды. Нашлись хулители воды, опресненной методом обратного осмоса.  Мало того, они были очень возмущены тем, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Министерство Здравоохранения (МЗ) Израиля не запрещают пить воду, содержащую дейтерий.

  Вот некоторые из них.

 «Тяжелая вода страшная угроза для человеческого организма, поэтому использование для питья опресненной воды представляет реальную угрозу здоровью израильтян». «Я располагаю публичными  высказываниями и описаниями действий некоторых представителей властей и местной  ложной разновидности науки о воде, являющихся фактическими  и формальными виновниками израильской питьевой трагедии,.. созданной властями  ..и скрывающих от собственного народа подготовки к трагическому, губительному для нации перевороту в системе питьевого снабжения  Израиля. ... В завершение рассказа о Либермане как «крестном отце» опреснительно-питьевой авантюры. Я очень надеюсь, что в недалеком будущем это решение будет фигурировать в материалах уголовного дела о геноциде нации. Какой-то особенно изощренный  цинизм человека и его подручных, называющих себя учеными и, конечно же, ни по духу, ни по знанию не являющими ими».( Д-р  Бенцион Телянер. Опреснение морской воды сегодня – авантюра с признаками геноцида)   

      «Печально известный метод ОО обладает  многочисленными существенными  недостатками. Этот метод уже давно стал архаичным, но все еще занимает в  Израиле ведущее место в области опреснения морской воды. …По утверждению ряда научных коллективов тяжелая вода подавляет все живое…Требуется разработка более простых и дешевых способов удаления тяжелой воды  из больших объемов опресненной воды. Удалить тяжелую воду из обычной воды очень сложно, так как физические свойства этих двух изотопов  мало отличаются…Лед образованный из тяжелой воды, не плавает по водной поверхности,  образованной из обычной воды, а тонет (?)»  (Л. Борошок. Вестник дома ученых Хайфы, том ХХ1Х, стр. 18-19, 2013г)

         «Изрекаемая «учеными» чушь подхватывается прессой». (В.Петрик)

        «Всем нам скорый конец в результате использования опресненной морской воды для питья. Срочное сообщение для населения: опресненная по-израильски морская вода крайне опасна для здоровья и генофонда» (Газета «Сегодня» за 17, 24, 31 июля и 7 августа  2009)

                                                 Что такое тяжелая вода? 

Тяжёлая вода́ — обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды, состоящей только из одних изотопов дейтерия и кислорода (D₂0).  Но такой воды нет в природе. Чистую тяжёлую воду получают путём электролиза обычной воды. Производство такой воды очень энергоёмкое, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 200-250 долларов за кг).                          

                                                    Какая вода считается легкой

    Самая лёгкая природная вода  - вода из Антарктического льда, в ней содержится  90 ppm (частей на миллион частей основного раствора) дейтерия. В природных водах на один атом дейтерия приходится 6500 - 7200 атомов водорода.     

  Вода, получаемая на выходе систем обратного осмоса, признана экологически чистой. По своим свойствам она близка к талой воде древних ледников.

 Ученые давно установили прямую связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. По данным ВОЗ около 80% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды. (http://www.vodoobmen.ru/01-pityevaya.html )

  Согласно отчету Организации экономического сотрудничества и развития (ОЕСD), продолжительность очень не спокойной жизни в Израиле,  одна из самых высоких в мире. В 2013 году средняя продолжительность жизни в Израиле  была 81,8 лет, и здорового взрослого населения -  81,5 %.  В благополучной Норвегии средняя продолжительность жизни 81,4 года, а здорового населения – 73,3%. Россия по средней продолжительности  жизни находится на 136 месте (мужчины 59 лет, женщины 72 года ).   Наша питьевая вода – самого высокого качества!

   Общее количество людей, которые уже много лет употребляют опресненную воду, полученную из морей и океанов методом ОО, намного превышает население Израиля. На современных  морских и океанских лайнерах ее получают из морской воды методом ОО.

 Жители  Эйлата, начиная с 1997 года, в среднем за год выпивают  около 14 млн. м³ /год  воды, опресненной методом ОО. (А.Черницкий. Доктор биологических наук.  «Что мы пьем. Качество эйлатской водопрводной воды в 2008г». :    «Ша! Никто нас не геноцидит»  2009)

      «Хочу подчеркнуть: питьевая вода в Израиле в целом очень высокого качества и совершенно безопасна для здоровья.         И я, и все члены моей семьи пьют воду из-под крана. Это и есть настоящая минеральная вода. Кстати, в так называемой минеральной воде, которая продается в бутылках, зачастую не хватает многих необходимых микроэлементов.  Пейте воду из-под крана, но помните, что ответственность за качество этой воды несете именно вы.

     Сегодня созданы более быстрые и эффективные методики анализа воды; над их разработкой трудятся несколько израильских старт-апов. Часть таких методик уже купили европейцы и американцы». (Профессор Авнер Адин. Председатель комиссии по качеству воды Института стандартов.  Новости недели.  2017)

       Сколько  «тяжелой воды»  содержится в воде, опресненной методом ОО?

    Все эксплуатируемые установки опреснения методом ОО имеют соответствующий сертификат и утверждены, после тщательных проверок соответствующими Медицинскими институтами.

     ВОЗ было выпущено «Руководство по обеспечению качества питьевой воды» и сопровождающие документы, охватывающие период более 30 лет при участии более 1000 экспертов из 90 стран. В документах ВОЗ зафиксировано, что дейтерий нетоксичен. Человек способен выпить стакан «тяжелой» воды без последствий для здоровья. Дейтерий будет выведен организмом в течение нескольких дней. Тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль.    ( Мосин О. В., Игнатов, И. Вода: химия и экология. 2012 № 3. С. 83-94)

   Ряд «научных коллективов», хулителей опресненной воды, обратились к профессору Г. Бердышеву – эксперту ВОЗ от России,  с вопросом, почему не запрещают пить воду, содержащую дейтерий. Профессор ответил, что ВОЗ не может запретить  населению пить опасную природную воду, потому что другой воды на Земле нет. И это правда.

 Основным источником природного дейтерия является атмосфера. Вселенная в основном состоит из атомов водорода. Космические ядра водорода -  протий (H), под действием жесткой солнечной радиации частично превращаются в его изотопы – дейтерий (D)  и тритий (др.-греч. τρίτος «третий»), сверхтяжёлый водород, обозначается символами T ³ или H — радиоактивный  изотоп водорода. 

 Половина всего водяного пара в атмосфере приходится на нижние полтора километра от земной поверхности.   В них содержатся не только атомы водорода, но и его изотопы. Большая часть  дейтерия  в природной воде находиться в виде HDО- полутяжелая вода.

  Каждые сутки  на Землю выпадает 1,5 тонны  тяжелой воды в виде дождей.

 Во всех природных водах от океанов до рек присутствует дейтерий. На один атом дейтерия  приходится 6500 – 7200 атомов водорода.  В одной тонне речной воды содержится до 150 мг тяжелой воды, в океанской – до 165 мг, в озерной – до 170 мг.  Эти значения являются усреднёнными и могут различаться на 10-15 % в зависимости от особенностей конкретного водоёма или источника воды.

      Содержание дейтерия в Средиземном море составляет 0,015 %, даже если оно возрастет в опресненной воде до 0,02%, то это никак не скажется на ее токсичности. В организме человека  - чуть больше 5,9 кг протия (водорода) и 1,5 г дейтерия.

                  Получение  воды из атмосферного воздуха

 Пресную воду можно добывать путем естественной конденсации водяных паров из воздуха. Еще в античные времена в Крыму для обеспечения водой города Феодосия использовались насыпи из щебня в виде пирамиды, которые сооружались на невысоком горном плато. За счет разницы дневной и ночной температуры окружающего воздуха на поверхности щебня образовывался конденсат и стекал в специальную емкость. Оттуда естественным путем по желобу он поступал к водоразборным сооружениям.

    В настоящее время промышленностью многих стран в большом ассортименте выпускаются установки (как стационарные, так и мобильные) для производства воды из влаги атмосферного воздуха. Недостатком таких устройств является необходимость подключения к внешнему источнику электроснабжения для питания охладителя и нагнетателя, высокая розничная цена, малая производительность  (А.Ермолаев, ЖУРНАЛ  ИР, 2016 `1 )  

        Первые установки, добывающие воду из воздуха, были разработаны ещё в 1990-х.  По сути, они были похожи на систему, что используется для дегидратации воздуха в холодильниках. Компрессор заставляет хладагент проходить через хитросплетение трубок, в то же время вентилятор прогоняет над трубками воздух. Если температура охлаждающих спиралей чуть ниже точки росы,  около 40%  жидкости из воздуха будет конденсироваться на них, стекая в специальный контейнер.

    «Конденсировать воду из воздуха не проблема, тем более, когда у воздуха высокая влажность. Вопрос в стоимости процесса.  Такой процесс требует огромных затрат энергии»  (Сергей Богачев. Ведущий научный сотрудник Института физики имени Лебедева).

    Несмотря на это, в последнее время процесс извлечения воды из воздуха переживает настоящий бум. При существующим дефиците воды питьевого качества, ряд фирм, производящих холодильное оборудование, в настоящее время приступили к выпуску установок, производящих питьевую воду на основе метода охлаждения атмосферного воздуха.

     Такие установки  могут пригодится жителям далёких поселений, для которых подвоз бутилированной воды далек или невозможен, военным, ведущим боевые действия вдали от источников воды, а также представителям гуманитарных и спасательных миссий. Они также используются для домашних и сельскохозяйственных нужд, в офисных помещениях, школах, отелях, на кораблях и самолетах, и  прочих общественных местах. Наиболее крупные генераторы воды из атмосферного воздуха производят компании White Buffalo Nation и Aqua Sciences. Устройства, разработанные компанией Air2Water, дают от 3 до 38 литров воды в сутки. Основное   производство аппаратов сосредоточено в Китае и Сингапуре, хотя доставка их осуществляется по всему миру.

    Направление это определённо перспективное и почти безвредное для окружающей среды. Однако вряд ли любая из существующих компаний сможет решить мировую проблему нехватки чистой питьевой воды. (econet.ru)   

      «Получение воды из атмосферного воздуха возможно традиционным методом, его охлаждением до температуры ниже температуры точки росы». (Цимерман А.Б.)

  Аркадий Левин, израильский изобретатель, уроженец Киева, разработал оригинальный метод получения воды из воздуха. Под землёй температура значительно ниже, чем на поверхности. При помощи турбины, которую вращает ветер, в скважину закачивают воздух. Из-за перепада температур он конденсируется, а появившаяся вода собирается в ёмкости. Датчик определяет насколько заполнилась скважина и включает насос. На экспериментальной  установке - неказистая башня среди сельских построек, вся обмотана поролоном и липкой лентой, было установлено, что в зависимости от диаметра трубы можно добывать  от ста до четырёхсот литров воды в день.

 Идею Левина один из специалистов Беер-Шевского университета назвал «гениальным по своей простоте». Ведь главный его ресурс - подземный холод - всегда под ногами. (Сергей Ауслендер - "Подробности", телеканал "Интер", Израиль. 2012)  Методом заинтересовались представители самых засушливых стран.

   Профессор Лев Борошок  предложил «принципиально новый в научно-техническом отношении и экономичный способ получения больших промышленных объемов пресной воды из атмосферного воздуха на высокооборотных установках  тонкослойного центрифугирования. При таком центрифугировании осуществляется отделение паров воды, находящихся в потоке воздуха, нагнетаемом из внешней воздушной среды, и сжатие их. При сжатии пары воды переходят в состояние влажного насыщенного пара, а затем конденсируются в жидкость». (ЭКОСТ, Иерусалим, Израиль. 2012)

         Метод центрифугирования применяется для очистки сточных вод, рекомендуется для нефти, при дистилляции которой вода не выделяется полностью.  Основной недостаток центрифугирования в этих процессах - относительно низкая производительность  сложного  аппарата. 

      Приходится сожалеть, что  Л. Борошок не проверил свой метод на пилотной установке.