Skąd Pozyskuje Się Wodę Pitną w Egipcie?
- Szczegóły
Woda jest jednym z najważniejszych elementów powstawania, kształtowania i trwania życia na Ziemi. Jej pozorna powszechność usypia naszą czujność. Tymczasem 72% powierzchni Ziemi stanowi woda, jednak woda słodka to zaledwie 3%, a woda zdatna do picia to około 0,02% całej wody na świecie. Codziennie z powodu braku wody zdatnej do picia ginie 6000 dzieci. To daje średnio jedno dziecko co 15 sekund.
Utrata 3% wody u człowieka powoduje uczucie zmęczenia, ból i zawroty głowy, może wywołać poważne zaburzenia funkcjonowania organizmu. Przy utracie 10% wody objawy odwodnienia zagrażają już życiu. Także jak widać to już zdecydowanie nie przelewki.
Zasoby Wody na Świecie i w Polsce
Jeśli chodzi o domowe, polskie podwórko, to gwarancją wody jest stosunkowo duża ilość rzek i jezior. Jeśli chodzi chodzi jednak o statystykę, to plasujemy się dopiero na niechlubnym 22 miejscu w Europie pod względem zasobów wody pitnej.
Sytuacja w Egipcie
Egipt w niemal 100% polega na Nilu w kwestii nawadniania pól i dostaw wody pitnej. Budowa stacji związana jest z etiopskimi planami uruchomienia Wielkiej Tamy Etiopskiego Odrodzenia (Ethiopia's Grand Renaissance Dam) na Nilu. Egipt może w wyniku realizacji projektu tamy doświadczyć braku odpowiedniej ilości wody.
W grudniu ub.r. egipski minister spraw zagranicznych, Sameh Shoukry, złożył wizytę w Addis Abeba (stolicy Etiopii), aby podjąć rozmowy ws. kontrowersyjnej tamy, której budowa ropoczęła się w 2012 r. Nie podano jeszcze żadnych szczegółów dotyczących nowego egipskiego projektu, jednak można spodziewać się inwestycji na wielką skalę. W sierpniu ub.r. ogłoszono plany budowy lub modernizacji aż 16 stacji uzdatniania/odsalania wody, a jesienią ujawniono plan budowy największej stacji odsalania wody na świecie, o przepustowości 164 tys.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Nowe projekty obejmują budowę 10 stacji: dwóch w Matruh, czterech w prowincji Synaju Północnego, dwa w Port Saidzie i dwa w prowincji Synaju Południowego, a także modernizację sześciu obiektów: dwóch w Matruch i czterech nad brzegiem Morza Czerwonego.
Wody na Ziemi (1) jest sporo a jednocześnie w wielu miejscach coraz dramtyczniej jej brakuje. Jest tak, gdyż niestety większość H2O na naszej planecie jest silnie zasolona i nie nadaje się, nie tylko do picia. Niestety, choć nasza planeta jest pokryta morzami i oceanami, tylko niewielka część ziemskiej wody, około 2,5 proc., jest słodka a mówiąc precyzyjnie - nie zasolona. Wiele jałowych obszarów Ziemi w ogóle jest pozbawione powierzchniowych zasobów słodkiej wody, takich jak rzeki i jeziora. Zwykle, nawet w takich okolicach, dostępne są pewne zasoby wody podziemnej.
Odsalanie Wody
Kwestia usuwania soli i innych domieszek zaprząta uwagę sporej części ludzkości od dość dawna. Odsalaniem nazywa się procesy usuwania soli i innych minerałów z wody morskiej, w celu uzyskania słodkiej wody zdatnej do nawadniania lub spożycia.
Według International Desalination Association, na całym świecie już ponad 300 milionów ludzi otrzymuje wodę z zakładów odsalania. Już kilka lat temu globalna liczba zakładów odsalania wynosiła ok. 20 tys. (ciągle rośnie) a produkcja światowa odsolonej wody wynosi obecnie ok. 100 mld litrów dziennie.
Największe na świecie zakłady odsalające znajdują się w Jebel Ali w Zjednoczonych Emiratach Arabskich (2). Uzyskują one 300 milionów metrów sześciennych wody rocznie. Przodujący wcześniej na liście największych zakład Sorek Desalination Plant, znajduje się na południe od Tel Awiwu w Izraelu i produkuje ponad pięćset milionów litrów wody pitnej dziennie.
Przeczytaj także: Bezpieczeństwo Wody Pitnej na Rodos
Najważniejsi użytkownicy wody odsalanej znajdują się na Bliskim Wschodzie, (głównie Arabia Saudyjska, Kuwejt, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Katar i Bahrajn), gdzie zgromadzono około 70 proc. światowych zdolności produkcyjnych w dziedzinie odsalania, oraz w Afryce Północnej (głównie Libia i Algieria), która wykorzystuje około 6 proc. 2.
Obecnie odsalanie jest wciąż przede wszystkim domeną krajów bardziej zamożnych, zwłaszcza tych, które dysponują dużymi zasobami paliw kopalnych i dostępem do wody morskiej. Poza Bliskim Wschodem i Afryką Północną, odsalanie jest stosunkowo częste w dotkniętych niedoborem wody częściach Stanów Zjednoczonych, zwłaszcza w Kalifornii, oraz w niektórych innych krajach, w tym w Hiszpanii, Australii i Chinach.
Odsalanie pozostaje kosztownym sposobem pozyskania wody, ponieważ wymaga ogromnych ilości energii. Chodzi o to, by produkować więcej wody na jednostkę energii, oraz lepsze sposoby radzenia sobie z wysoko skoncentrowaną solanką, która jest kłopotliwą, zawierającą nierzadko toksyczne substancje chemiczne, pozostałością po procesach odsalania.
Stężenie to ilość (wagowo) soli w wodzie, wyrażona w częściach na milion (ppm). Jeśli woda ma stężenie 10 000 ppm rozpuszczonych soli, to jeden procent masy wody pochodzi z rozpuszczonych soli. Woda słodka ma mniej niż 1000 ppm. Woda lekko zasolona - od 1000 ppm do 3000 ppm. Woda silnie zasolona - od 10 000 ppm do 35 000 ppm.
Historia Odsalania
Odsalanie jako pomysł na pozyskanie wody pitnej i użytkowej, jest znane w historii od tysiącleci. Arystoteles zauważył w swoim dziele "Meteorologia", że "słona woda, gdy zamienia się w parę, staje się słodka, a para nie tworzy ponownie słonej wody, gdy się skrapla". Jest wiele przykładów eksperymentów z odsalaniem ze starożytności i średniowiecza, ale odsalanie nigdy nie było stosowane na dużą skalę aż do ery nowożytnej.
Przeczytaj także: Grodzisk Mazowiecki: Woda i oczyszczanie - wszystko, co musisz wiedzieć
Możliwe, że pierwsza większa lądowa instalacja odsalania została zainstalowana w warunkach awaryjnych na wyspie u wybrzeży Tunezji w 1560 roku. Uważa się, że garnizon hiszpańskich żołnierzy, oblegany przez armię turecką w czasie oblężenia korzystał z urządzenia zdolnego do wyprodukowania 40 baryłek słodkiej wody dziennie, choć szczegóły dotyczące tego urządzenia nie są znane.
Od ok. 1800 r. sytuacja zaczęła się bardzo szybko zmieniać w wyniku pojawienia się maszyny parowej, która wymagała wody niezasolonej. Proces osmozy przez półprzepuszczalne membrany po raz pierwszy zaobserwował w roku 1748 Jean Antoine Nollet.
Zakrojone na szerszą skalę badania nad ulepszeniem metod odsalania wody przeprowadzono w Stanach Zjednoczonych po II wojnie światowej. W 1949 uczeni z Uniwersytetu Kalifornijskiego UCLA jako pierwsi przeprowadzili badania techniki odsalania wody morskiej za pomocą półprzepuszczalnej membrany. W 1950 wraz z badaczami z Uniwersytetu Florydy z powodzeniem wyprodukowali wodę słodką z wody morskiej.
Pierwszy przemysłowy zakład odsalania w Stanach Zjednoczonych został otwarty we Freeport w Teksasie w 1961 roku. Pierwszy komercyjny zakład odsalania metodą odwróconej osmozy, Coalinga, został otwarty w Kalifornii w 1965 roku dla wody słonawej.
Metody Odsalania
Na największą skalę stosowana jest destylacja, w szczególności destylacja próżniowa. Destylacja wody to proces stosunkowo prosty i zrozumiały. Rzecz z w tym, aby był też mniej kosztowny energetycznie. Dlatego dąży się do wykorzystania w nim źródeł odnawialnych, głównie słońca.
W tym podejściu kolektor słoneczny o powierzchni dwóch metrów kwadratowych może destylować od 40 do 60 litrów dziennie z dowolnego lokalnego źródła wody, pięć razy więcej niż konwencjonalne destylatory. W ostatnich latach następuje szybki rozwój metod opartych na odwróconej osmozie (3), głównie dzięki rozwojowi membran półprzepuszczalnych i oszczędniejszych pomp wysokociśnieniowych.
Do czasu opracowania techniki tworzenia asymetrycznej membrany charakteryzującej się cienką warstwą, wysoce porowatą i z grubszym podłożem membrany, proces ten nie był zbyt wydajny. Udoskonalenie i kolejne wynalazki wpłynęły na rozwój i upowszechnienie tej techniki.
Najnowszym nurtem w dążeniach do obniżenia zużycia energii i kosztów produkcji słodkiej wody w procesie odsalania technika odwróconej osmozy jest rozwój nanostrukturalnych membran, które zapewniają bardziej efektywny transport wody w porównaniu do istniejących konwencjonalnych cienkowarstwowych elementów membranowych. Ponadto, nanostrukturalne membrany mogą mieć podwyższoną selektywność w odrzucaniu określonych jonów. Nanofiltracja odbywa się pod ciśnieniem ok. 1-3 MPa.
Oczywiście destylacja i osmoza nie są dziś jedynymi znanymi i stosowanymi metodami odsalania. Wywodzące się pierwotnie z badań nad konwersją energii cieplnej w oceanach, niskotemperaturowe odsalanie termiczne (LTTD) wykorzystuje gotowanie wody pod niskim ciśnieniem, nawet w temperaturze otoczenia.
Technologie odsalania napędzane termicznie są często kojarzone z niskotemperaturowymi źródłami ciepła odpadowego. Podłączenie technologii odsalania termicznego np. do układu wydechowego silnika wysokoprężnego wykorzystuje ciepło do odsalania a zarazem aktywnie chłodzi silnik zasilający generator, poprawiając jego wydajność i zwiększając produkcję energii elektrycznej.
Większość obecnych i planowanych kogeneracyjnych zakładów odsalania wykorzystuje jako źródło energii paliwa kopalne lub energię jądrową. Zaletą zakładów o podwójnym przeznaczeniu jest to, że mogą one być bardziej efektywne pod względem zużycia energii, dzięki czemu odsalanie staje się bardziej opłacalne.
Techniki odsalania wody morskiej mogą być też stosowane w połączeniu z uprawami zielonymi. Tak jest w zastosowanej m.in. w Egipcie technice odsalania w szklarni IBTS (ang. skrót od Integrated Biotectural System). IBTS to z jednej strony instalacja odsalająca, a z drugiej szklarnia działająca zgodnie z naturalnym obiegiem wody.
Odsalanie oparte na absorpcji opiera się na zdolności wchłaniania wilgoci przez niektóre materiały, np. żel krzemionkowy. Ekstrakcja rozpuszczalnikowa ze zmianą temperatury (TSSE) wykorzystuje rozpuszczalnik zamiast membrany lub wysokiej temperatury.
Kolejna rodzina metod odsalania bazuje na zjawiskach elektrycznych, np. elektrodializa. W 2008 roku firma Siemens Water Technologies opracowała technikę, która wykorzystuje pole elektryczne, odsalając jeden metr sześcienny wody przy zużyciu zaledwie 1,5 kWh energii. Od 2012 r. działała demonstracyjna instalacja tego typu w Singapurze.
Nowe Technologie i Pomysły
W ostatnich latach pojawiło się sporo nowych pomysłów na efektywne energetycznie odsalania wody morskiej. Pisaliśmy m.in. o pomyśle Amerykanów z Uniwersytetu w Austin i Niemców z uczelni w Marburgu, polegającym na wykorzystaniu niewielkiego chipu z tworzywa, przez który przepływa prąd elektryczny o znikomym napięciu (0,3 wolta).
Sporo zdawał się obiecywać w tej dziedzinie także grafen, o czym również niejednokrotnie wspominaliśmy. Brytyjscy naukowcy z Uniwersytetu w Manchesterze stworzyli w 2017 r. oparte na grafenie sito, które efektywnie miało usuwać sól z wody morskiej.
Zespół badawczy z Arabii Saudyjskiej opracował urządzenie, które, według nich, miało efektywnie przekształcić elektrownię z "konsumenta" w "producenta wody słodkiej". W skonstruowanym prototypie naukowcy zainstalowali odsalacz wody w tylnej części ogniwa słonecznego.
Nowa nadzieja na opracowanie kosztowo atrakcyjnej metody pozyskiwania wody słodkiej za pomocą usuwania soli morskiej pojawiła się w ostatnich latach, gdy badacze poinformowali o wynikach badań z zastosowaniem materiału typu szkielet metaloorganiczny (MOF) do filtrowania wody morskiej.
Badania opisane w "Science" w maju 2022 roku, to nowa metoda oczyszczania wody, która jest 2400 razy szybsza niż nawet eksperymentalne urządzenia odsalające oparte na nanorurkach węglowych. Naukowcy po raz pierwszy z powodzeniem odfiltrowali sól z wody przy użyciu nanostruktur opartych na fluorze, które działają szybciej, wykorzystują mniejsze ciśnienie, są bardziej skutecznym filtrem i zużywają mniej energii.
Konflikty Wodne
Konflikt między państwami górnego i dolnego biegu wielkich rzek o wykorzystanie wód staje się modelem uniwersalnym i już wkrótce może doprowadzić do konfliktów zbrojnych na ogromną skalę. Dotyczy to również dwurzecza Eufratu i Tygrysu, kolebki najstarszej ludzkiej cywilizacji, które i tak ma ogromny potencjał niestabilności.
Kontrola nad zasobami naturalnymi daje bogactwo, czyli potencjał gospodarczy, który jest jednym z determinantów potęgi. A przecież w klasycznym modelu realistycznym to właśnie rywalizacja o potęgę jest powodem konfliktów między państwami.
Woda w hierarchii zasobów naturalnych zajmuje bowiem miejsce szczególne, choć w percepcji mieszkańców świata wysoko rozwiniętego, świadomość tego zanikła. Bez wody nie ma bowiem życia. Woda jest potrzebna nie tylko do picia, jest niezbędna we wszystkim: bez niej nie ma ani rolnictwa, ani hodowli, ani dosłownie niczego.
Wojny Wodne - Model Konfliktu
Woda stała się tak podstawowym zasobem naturalnym, że jej znaczenie w różnych konfliktach stało się do tego stopnia banalne, iż przestało być uświadamiane. Wojny o dostęp do morza, oparte na znaczeniu żeglugi, związane były z wodą.
Tworzenie się nowego paradygmatu konfliktu widoczne było już pod koniec XX w., a zmiany klimatyczne doprowadziły do pogłębienia tego problemu. Z jednej strony chodzi o kurczenie się zasobów wody - zwłaszcza pitnej - z powodów klimatycznych.
Paradoksalnie drugim czynnikiem go napędzającym jest zwrot w stronę czystej energii. Chodzi o rozbudowę potężnych elektrowni wodnych przez państwa górnego biegu, co rodzi oskarżenia o kradzież wody przez państwa dolnego biegu. Jednakże nie wyczerpuje to problemu, gdyż woda w tym paradygmacie może też być wykorzystana jako broń masowej zagłady lub instrument destabilizacji państwa sąsiedniego w ramach operacji asymetrycznej.
Najbardziej zaawansowany konflikt dotyczy trzech przypadków: dorzecza Nilu, dwurzecza Eufratu i Tygrysu oraz dwurzecza Amu-Darii i Syr-Darii. Znacznie bardziej aktualny jest konflikt w dorzeczu Nilu związany z budową przez Etiopię Wielkiej Tamy Odrodzenia Etiopii (GERD). Egipt, a także częściowo Sudan, uważają, że zagraża ona ich bezpieczeństwu narodowemu, gdyż może spowodować niedobór wody, suszę, a w konsekwencji głód. Ponadto Egipt uważa wody Nilu za swój skarb narodowy i rości sobie do nich prawa historyczne.
GAP - Turecki Sposób na Kradzież Wody
Jeszcze większe implikacje ponadregionalne, a nawet globalne, może wywołać konflikt o wody Eufratu i Tygrysu. Wprawdzie nikt obecnie nie mówi o wojnie, ale poważne spekulacje o możliwości jej wybuchu pojawiły się już w latach 70., a potencjał konfliktu narasta.
Konflikt rozpoczął się w latach 70., po tym, jak Syria zbudowała zaporę Tabka na Eufracie, a Turcja zaporę Keban na tej samej rzece. Irak w tym czasie dopiero rozpoczynał budowę tamy w Hadisie, również na Eufracie, a uruchomienie tamtych dwóch zapór spowodowało poważne problemy z nawodnieniem pól w zachodnioirackim Anbarze. W latach 80. Turcja rozpoczęła natomiast realizację potężnego projektu budowy sieci zapór wodnych na Eufracie i Tygrysie. Jest on realizowany do dziś i nosi nazwę Projektu Południowowschodniej Anatolii (GAP).
GAP od początku budził obawy (i to nie bezpodstawne) ze strony zarówno Syrii, jak i Iraku. Chodziło oczywiście o obniżenie poziomu wody w obu rzekach i w związku z tym zagrożenie dla produkcji żywności i dostępu do wody pitnej w środkowym i dolnym biegu.
W 1987 r., aby ograniczyć napięcia i prawdopodobieństwo wybuchu wojny, Turcja zawarła umowę z Syrią, gwarantując spływ 500 m3 wody na sekundę w Eufracie. Jeśli chodzi o Irak, to gdy w 1990 r. Turcja zaczęła napełnianie zbiorników nowo wybudowanej wówczas tamy Ataturka, Saddam Husajn zagroził wówczas wojną. Sytuacja była na tyle poważna, że Turcja postawiła swoją armię w stan gotowości bojowej.
Weponizacja Wód Eufratu i Tygrysu
Upadek Saddama Husajna w Iraku w 2003 r., a następnie wybuch wojny domowej w Syrii w 2011 r., doprowadziły do znacznych zmian geopolitycznych w regionie. W szczególności załamanie się relacji turecko-syryjskich, w związku ze wsparciem przez Turcję zwalczających siły rządowe dżihadystów, spowodowało, że Turcja przestała przestrzegać swoich zobowiązań dotyczących wody. Co więcej, ponieważ północne, graniczące z Turcją tereny Syrii znalazły się pod kontrolą kurdyjską (Autonomiczna Administracja Syrii Północno-Wschodniej AANES), Turcja zaczęła wykorzystywać wodę jako broń przeciwko mieszkańcom tych terenów.
Przykład ten pokazuje, że manipulacja wodą może doprowadzić do destabilizacji sytuacji wewnętrznej, a zważywszy na szereg nierozwiązanych problemów we wzajemnych relacjach, nie można wykluczyć wykorzystywania tej przewagi również w przyszłości.
| Państwo | Zużycie wody (m3/rok na mieszkańca) |
|---|---|
| Stany Zjednoczone | 1600 |
| Kanada | 1400 |
| Rosja | 700 |
| Polska | 500 |
| Egipt | 400 |
| Chiny | 300 |
Sposoby na Oszczędzanie Wody
Co możemy zrobić, by oszczędzić naturalne zasoby wody bez większej utraty jakości życia? Czy można w jakiś sposób przenieść nawyki w skali mikro na wyniki w skali makro? Wszyscy słyszeliśmy o kroplach, które spadając potrafią wydrążyć skałę. Te same krople mogą skutecznie wydrążyć nasz portfel.
- Pierwszym krokiem do oszczędzenia wody jest likwidacja mikroprzecieków.
- Dobrą praktyką jest zakręcanie wody w trakcie mycia zębów czy golenia się.
- Zaleca się by brać prysznic kosztem kąpieli.
- Jeśli nie chcemy jednak rezygnować z tego dobrodziejstwa, to lejmy jedną trzecią wody, nie napełniając całej wanny.
- Dla mieszkańców domków z ogródkiem ważne, by znać wymagania konkretnych roślin na wilgotność.
- Na koniec starajmy się nie wrzucać śmieci do sedesu, bo przecież po każdej takiej czynności należy ten sedes spłukać.
Podsumowanie
W Egipcie, wobec wyzwań związanych z dostępem do wody pitnej, kluczowe staje się wykorzystanie nowoczesnych technologii odsalania oraz dbałość o racjonalne gospodarowanie zasobami wodnymi. Konflikty o wodę, zwłaszcza w regionie Nilu i dwurzecza Eufratu i Tygrysu, podkreślają strategiczne znaczenie wody jako zasobu naturalnego i konieczność międzynarodowej współpracy w celu zapewnienia zrównoważonego dostępu do niej.
tags: #skąd #pozyskuje #się #wodę #pitną #w
