כיצד ניתן לשפר שיטות להתפלת מים?

יותר משליש מאוכלוסיית העולם מתגורר כבר היום באזורים בהם נאבקים לעמוד בביקוש למי נקיים. עד שנת 2025 מספר זה כמעט ויוכפל. מספר מדינות התמודדו עם האתגר באמצעות התקנת צינורות במקורות טבעיים של מים נקיים, אולם בדוגמאות רבות שכאלו שיטה זו אינה מספקת.

במחקר חדש שנערך באוניברסיטת ייל נטען כי התפלת מי-ים אמורה ליטול תפקיד חשוב בסיוע במאבק כנגד המחסור העולמי במים נקיים – לאחר מיצוין של שיטות שימור, שימוש חוזר ואחרות. כמו-כן, המחקר מספק תובנות על אודות התהליך שבו ניתן לפתח טכנולוגיות התפלה יעילות אנרגטית וכלכליות יותר.

            “האוקיאנוסים שבכדור הארץ הם למעשה מקור בלתי נדלה של מים, אולם התהליך להרחקת המלחים מהם הינו יקר וצורך אנרגיה,” אמר מנחם אלימלך, פרופסור להנדסה כימית וסביבתית באוניברסיטת ייל והכותב הראשי של המאמר שפורסם בכתב העת המדעי היוקרתי Science.

            אוסמוזה הפוכה – התהליך שבו מאלצים מי-ים לעבור דרך קרומית המסננת החוצה את המלח – היא השיטה המובילה כיום בעולם להתפלת מי-ים. במשך שנים רבות, מדענים התמקדו בהגברת שטף המים דרך הקרומית באמצעות חומרים חדשניים, כגון ננו-צינורות פחמן, וזאת על מנת להפחית את כמות האנרגיה הנדרשת לדחיפת המים דרך הקרומית.

            במחקר החדש, המדענים הדגימו כי לאוסמוזה הפוכה נדרשת כמות אנרגיה מינימלית שלא ניתן לעבור אותה, וכי טכנולוגיות קיימות כבר עכשיו מתחילות להתקרב לגבול זה. במקום שטף מים גבוה יותר, החוקרים הציעו כי ניתן לקבל רווח אמתי לטובת היעילות במהלך שלבי הטיפול שלפני ואחרי ההתפלה.

            מי-ים מכילים חומר אורגני וחומר חלקיקי הקיים בטבע, ואותם חייבים לסנן לפני העברתם דרך הקרומית המרחיקה את המלח. חומרים כימיים מוספים למים על מנת לנקות אותם ולסייע בהפיכתם של אלה לחלקיקים גדולים יותר שאותם ניתן יהיה להרחיק טרם שלב הטיפול. אולם, אם חומר אורגני לא מצטבר על גבי פני שטח הקרומית, הרי שניתן לוותר על רוב, אם לא כול, הטיפול המוקדם – זאת בהתאם לממצאי המחקר. בנוסף, החוקרים חישבו ומצאו כי קרומית המסוגלת לסנן החוצה בור וכלור תביא לחיסכון ניכר באנרגיה ובעלות.

            שבעים אחוזים מכמות המים בעולם משמשים בחקלאות, אולם לא ניתן להשתמש לשם כך במים המכילים אפילו ריכוזים נמוכים של בור וכלור – מינרלים המצויים באופן טבעי במי-ים. במקום להרחיק אותם במהלך שלב נפרד שלאחר הטיפול, המדענים מאמינים כי ניתן יהיה לפתח קרומית שתוכל לסנן אותם החוצה ביעילות רבה יותר בו-זמנית עם שלב הרחקת המלח.

            אלימלך מזהיר ואומר כי התפלה אמורה להיות המוצא האחרון במאמצים לספק מים נקיים לאוכלוסיית העולם, והוא מסביר כי נדרש מחקר ארוך-טווח על מנת לקבוע את ההשפעה של התפלת מי-ים על הסביבה הימית, אך הוא מאמין כי להתפלה יש תפקיד חשוב כבר עכשיו וכן בעתיד לבוא.

            “כל זה יחייב פיתוח חומרים חדשים וכימייה משופרת, אולם אנו סבורים כי בזאת עלינו למקד את המאמצים שלנו,” מוסיף ואומר אלימלך. “בעיית המחסור במים רק תלך ותחמיר, ואנו צריכים להיות מוכנים לעמוד בפני האתגר של פיתוח טכנולוגיה משופרת ובת-קיימא.”

         הידיעה על המחקר