پیش‌بینی شده که تا سال ۱۴۰۵ هجری خورشیدی حدود ۲ میلیارد نفر با بحران جدیِ کمبود آب آشامیدنی مواجه خواهند شد. به همین دلیل، متخصصان در حال ارزیابی موانعی هستند که بر سر راه نمک‌زدایی از آب دریا قرار دارد. در حال حاضر، نمک‌زدایی (حذف نمک از آب دریا) به عنوان یک راه‌حل پیشنهادی و موثر جهت مبارزه با کمبود آب آشامیدنی در مرکز توجهات بین‌المللی قرار دارد، اما این روش به ظاهر ساده و بی‌عارضه اخیراً به چالش کشیده شده است.
پژوهشگرانی که روی عوارض جانبی شیرین کردنِ آب دریاها و اقیانوس‌ها به منظور تامین آب مورد نیاز جمعیت در حال افزایش سیارۀ زمین کار می‌کردند، در مقالۀ جدیدی که منتشر کرده‌اند، نکات جدیدی را یادآور شده‌اند.
در این مقاله آمده است که قبل از آن که نمک‌زدایی بتواند به عنوان روشی کارآمد در حل بحران کنونی آب معرفی شود، متخصصان و صاحب‌منصبان باید تعهد کنند که بر مشکلات و موانعی که این روش را هزینه‌بردار و ناکارآمد می‌کنند، غلبه کنند. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که تا ۴ سال آینده حجم آب شیرینی که کارخانه‌های آب شیرین‌کن تولید می‌کنند، بالغ بر ۳۸ میلیون مترمکعب در سال خواهد بود. این رقم ۲ برابر حجمی‌ست که در ۳ سال پیش تولید شده است.
کارخانه‌های آب‌شیرین‌کن مُدرن از تکنالوژی اسمز معکوس استفاده می‌کنند. در این روش آب شور را تحت فشار از یک غشای پلاستیکی نیمه تراوای فوق‌العاده نازک عبور می‌دهند و از آن‌جایی که مولکول‌ها یا یون‌های بزرگ هم‌چون انواع نمک محلول در آب قادر به عبور از این غشا نخواهند بود، آب اصطلاحاً فیلتر شده و شیرین و آمادۀ مصرف می‌شود.
نتیجۀ این فرآیند به ظاهر ساده، آب شیرینی است که از سمت دیگر خارج می‌شود. این روش نسبت به تکنیک‌های پیشین نمک‌زدایی، نظیر تقطیر آب دریا، انرژی کم‌تری را مصرف می‌کند، اما به هر حال یک کارخانۀ معمولی که از روش اسمز معکوس استفاده می‌کند، بیشتر از ۴۰ درصد هزینه‌هایش را صرف خرید برقی می کند که برای گردش کل سیستم ضروری است. این یک دلیل عمده است که مهندسان در صدد یافتن راهی هستند تا از هزینه‌ها بکاهند و کارخانه‌هایی کارآمدتر بسازند که انرژی کم‌تری مصرف کنند.
از زمان ابداع غشاهای اسمز معکوس یعنی حدود ۵۰ سال پیش تاکنون، این غشاها تکامل یافته‌تر شده‌اند. به عنوان مثال، غشاهای امروزی کار خود برای عبور آب و نگه داشتن نمک در پشت آن را بهتر و دقیق‌تر انجام می‌دهند.
هم‌چنین غشاهای امروزی مقاومت بیش‌تری نسبت به آلوده‌گی‌های باکتریایی پیدا کرده‌اند، اما این به آن معنا نیست که مشکل آن‌ها کاملاً برطرف شده است. “مناچم الی ملچ” که یک مهندس محیط زیست از دانشگاه “ییل” است و در نگارش مقالۀ مورد اشاره همکاری داشته، توضیح می‌دهد که غشاها، باکتری‌های موجود در آب را به دلیل این‌که عمدتاً دارای اندازه‌یی بزرگ‌تر از مولکول آب هستند، خود به خود جذب می‌کنند و این مساله علاوه بر مشکلات بهداشتی، عبور آب را نیز دشوارتر خواهد ساخت.
برای پاک‌سازی باکتری‌ها می‌توان از کُلر استفاده کرد، اما غشاهای اسمز معکوس که امروزه از آن‌ها استفاده می‌شود، نسبت به کلر خیلی حساس هستند و زمانی که در معرض مواد کیمیایی قوی قرار می‌گیرند، به سرعت تحلیل رفته و از بین می‌روند.
آقای الی ملچ می‌گوید: باید اقدامات عاجلی به منظور ساخت غشاهای مقاوم در برابر کلر صورت پذیرد. ساخت کارخانه‌های آب‌شیرین‌کن کم‌هزینه‌تر، در گروِ توسعۀ تکنالوژی ساخت غشاهای کارآمدتر است. اگر قرار است این کارخانه‌ها نیاز رو به رشد جامعۀ جهانی را که خصوصاً در مناطق در حال توسعه روز به روز بیش‌تر با مساله کم‌آبی مواجه می‌شوند، مرتفع سازند، باید هزینۀ کم‌تری را چه در مرحلۀ ساخت و چه در طول زمان بهره‌برداری به همراه داشته باشند.
آقای یورام کوهن استاد مهندسی کیمیا بیومولکولی از دانشگاه یو سی ال ای می‌گوید: یک راه انجام این کار استاندارد کردن تمامی بخش‌های کارخانه و حتا روش‌هایی است که بر مبنای آن‌ها فرآیند شیرین کردن آب شور دریاها صورت می‌پذیرد.
در این جهت، طراحی و ساخت کارخانه‌های کوچک‌تر و کارآمدتر هم در دستور کار قرار دارد تا امکان تهیۀ آب شیرین اقتصادی برای مناطق کم‌جمعیت یا گروه‌های کاری کوچک در مناطق دورافتاده فراهم شود.
کوهن در ادامه این پرسش را مطرح ساخت که “فکر می‌کنید چرا کمپیوترهای شخصی این‌قدر ارزان هستند؟” این به آن علت است که تکنالوژی، استاندارد شده است. شما می‌توانید اجزای سازندۀ کمپیوتر را از هر کسی که خواستید، بخرید یا حتا آن‌ها را تعویض کنید یا آن‌ها را با نمونه‌های خودتان ترکیب کنید. تمامی این کارها را انجام می‌دهید، چون کل سیستم استاندارد شده است.
آقای کوهن می‌گوید: راه دیگر برای کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد کارخانه‌های آب‌شیرین‌کن، سرمایه‌گذاری بیش‌تر در بخش تحقیقات است. اما در حال حاضر به نظر می‌رسد که چنین سرمایه‌گذاری‌هایی حتا در کشورهای پیشرفته و صاحب فناوری نیز کم و ناکارآمد است. او حتا فراتر رفته و می‌افزاید: نمک‌زدایی از آب دریا باید به عنوان یک واحد درسی پایه به واحدهای آموزشی دانشجویان دورۀ مهندسی اضافه شود.
لازم به ذکر است که در دهۀ ۱۹۶۰ میلادی، سیدنی لوب و سری واسا سوریراجان، نخستین غشاها برای شیرین کردن آب دریا را در دانشگاه یو سی ال ای طراحی کرده و ساختند. این دو نفر بعدها نخستین کارخانۀ آب‌شیرین‌کنی جهان را که از تکنالوژی اسمز معکوس بهره می‌گرفت، راه‌اندازی کردند.
اما در انتها مسالۀ مهمی وجود دارد که باید به آن توجهی ویژه شود و آن‌هم پسماند فرآیند شیرین‌سازی آب شور دریاست. در یک کارخانۀ آب شیرین‌سازی، ابتدا آب شور از دریا یا اقیانوس وارد کارخانه می‌شود و از سوی دیگر آب شیرین و گوارا خارج می‌گردد، اما آب شیرین تنها خروجی این کارخانه‌ها نیست. در اثر این فرآیند آب فوق‌العاده شوری نیز در انتهای مسیر باقی می‌ماند که همه را با یک چالش بزرگ روبه‌رو می‌سازد. با این آب بی‌نهایت شور که تکۀ آخر پازل است، چه باید کرد؟
به نظر می رسد، اگر کارخانه به اقیانوس نزدیک باشد، مشکلی وجود ندارد و آب شور را می‌توان البته با دقت و احتیاط کامل و طی فرآیند کاملاً مشخصی مجددا به دریا یا اقیانوس بازگرداند.
البته این کار مستلزم این است که تکه‌های نمک پیش‌تر در آب حل شده باشند و در ضمن ارزیابی زیست‌محیطی نیز انجام شده باشد، اما خلاص شدن از این نمک غلیظ برای کارخانه‌هایی که دور از ساحل هستند، بسیار مشکل و مساله‌ساز خواهد بود. آقای کوهن می‌گوید: این کار، کار راحتی نیست. در برخی کشورها قوانینی وجود دارد که مانع تخلیۀ این محلول نمکیِ غلیظ به آب‌های سطحی یا حتا مجاری فاضلاب می‌شود.
در برخی مناطق حتا امکان تزریق این محلول به بخش‌های زیرینِ زمین هم به دلیل مشکل آب‌های زیرزمینی، وجود ندارد. توجه داشته باشید که این مورد آخر بسیار هم هزینه‌بر است.
آقای الی ملچ از دانشگاه ییل نگران است که برخی کشورها به این روش به عنوان تنها چارۀ بحران کنونی آب نگاه کنند و جنبه‌های مثبت و منفیِ آن را مد نظر قرار ندهند. این مهندس محیط زیست در خاتمه گفت: روش‌های دیگری هم برای شیرین کردن آب وجود دارد که برخی کم‌هزینه‌تر و برخی پرهزینه‌تر هستند، برخی دارای عوارض بیش‌تر و برخی دارای عواقب بدتری هستند. بنابراین برای انتخاب نهایی باید تمامی جنبه‌های مادی و زیست‌محیطی طرح‌ها را به صورت موشکافانه در نظر گرفت و چشم بسته اقدام به سرمایه‌گذاری کلان برای آینده نکرد.

منبع: news.nationalgeographic