น้ำทะเล จากผลการสังเกตของมนุษย์ในปัจจุบัน โลกคือดาวสีน้ำเงินที่ไม่เหมือนใครในเอกภพ สาเหตุของสีฟ้าคือมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์ ของพื้นผิวโลกถูกปกคลุมด้วยน้ำทะเล โลกมีน้ำทะเลประมาณ 13.22 พันล้านตัน มีเหตุผลว่าเราไม่ควรขาดน้ำในพื้นที่ทะเลขนาดใหญ่เช่นนี้ แต่ไม่มีอุปกรณ์ใดในร่างกายมนุษย์ที่สามารถกรองน้ำทะเล ดังนั้นจึงไม่มีน้ำทะเลปริมาณใดที่กลืนลำบากอย่างไรก็ตาม การเกิดขึ้นและการพัฒนา
ของเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ได้นำความหวังมาสู่มวลมนุษยชาติ ยิ่งกว่านั้นหลังจากหลายปีของการวิจัยและการสำรวจ มีการค้นพบใหม่ๆในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ซึ่งกล่าวกันว่าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ยังมีน้ำจืดอยู่หรือไม่ เราจะมีน้ำจืด 13.22 พันล้านตัน มีน้ำมากมายในโลก แต่ไม่สามารถดื่มได้ เรามักจะพูดว่าแหล่งน้ำบนโลกนั้นอุดมสมบูรณ์มาก แต่ความจริงก็คือ
สภาพที่เป็นอยู่ห่างไกลจากที่เราจินตนาการไว้ ก่อนหน้านี้ทีมนักวิจัยจากกรมสำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา และสถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮล ได้พัฒนาแผนแม่บทสำหรับทรัพยากรน้ำของโลก เขาชี้ให้เห็นว่าหากน้ำรวมกันเป็นทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางของมันจะอยู่ที่ประมาณ 1,385 กิโลเมตรเท่านั้นซึ่งก็คือประมาณ 1,385 กิโลเมตร และระยะทางเส้นตรงจากฉงชิ่งไปยังเซี่ยงไฮ้ก็เกือบจะเท่ากัน
คุณรู้หรือไม่ว่าโปโลน้ำนี้มีน้ำทั้งหมดบนโลกแม้แต่น้ำในสิ่งมีชีวิตก็นับรวมกันได้ แต่น้ำก็เปรียบได้ไม่ใช่ขนาดของโลก ยิ่งไปกว่านั้นน้ำส่วนใหญ่ในโปโลน้ำนี้มนุษย์ไม่สามารถดื่มได้ นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าหากน้ำที่อยู่ห่างไกลที่ไม่สามารถดับกระหายได้ เช่น น้ำทะเล และทะเลสาบน้ำเค็มถูกกำจัดออกไป และเหลือเพียงน้ำจืด คิดเป็นประมาณ 2.5 เปอร์เซ็นต์ ของทรัพยากรน้ำทั้งหมดของโลก ไฮโดรสเฟียร์นี้จะกลายเป็นมากขึ้น
โดยที่มีแนวโน้มที่จะถูกน้ำท่วมและปนเปื้อนด้วยน้ำมันจะกลายเป็นขนานที่เล็กมากขึ้น และเส้นผ่านศูนย์กลางของมันจะลดลงเหลือ 160 กิโลเมตร ซึ่งเป็นระยะทางเส้นตรงจากเซี่ยงไฮ้ถึงหางโจวเท่านั้น จะเห็นได้ว่ามีน้ำอยู่มากมายบนโลก แต่น้ำดื่มขาดแคลนอย่างน่าสงสาร ยิ่งไปกว่านั้นน้ำจืดกว่า 68 เปอร์เซ็นต์ ของโลกมาจากธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง และอีก 30 เปอร์เซ็นต์ ที่เหลือเป็นน้ำใต้ดิน ทะเลสาบ
น้ำที่ไหลบ่าบนผิวน้ำ เป็นต้น คิดเป็นเพียง 1.3 เปอร์เซ็นต์ ของทรัพยากรน้ำจืดทั้งหมดบนโลกด้วยความเข้าใจนี้ทุกคนให้ความสนใจกับการละลายของธารน้ำแข็งในขั้วโลกเหนือและใต้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างที่คุณคงจินตนาการได้ว่าทรัพยากรน้ำจืดของเรากำลังเผชิญกับวิกฤตการณ์ใด ไม่ใช่เรื่องเกินจริงที่จะกล่าวว่าการขาดแคลนน้ำเป็นปัญหาระดับโลกมาช้านาน ความขัดแย้งระหว่างอุปสงค์และอุปทานของน้ำจืดมีความสำคัญ
มากขึ้นเรื่อยๆตามการประมาณการขององค์การสหประชาชาติปัจจุบันประชากรประมาณ 4 พันล้านคนทั่วโลกประสบปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งเดือนต่อปี ภายในปี 2593 570 เมืองทั่วโลกจะประสบปัญหาปริมาณน้ำจืดลดลง 10 เปอร์เซ็นต์ และ 685 คน ผู้คนนับล้านจะได้รับผลกระทบจากการขาดแคลนน้ำดังนั้นเพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนแหล่งน้ำจืดผู้คนจึงสนใจทะเลอยู่เสมอ
การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลคือการเพิ่มแหล่งน้ำก่อนหน้านี้ อุตสาหกรรมการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลได้พัฒนาไปอย่างดีด้วยความช่วยเหลือในด้านต่างๆ และตอนนี้มีการค้นพบใหม่ เรามาพูดถึงวิธีการทางเคมีกันก่อน มีเพียง 2 วิธีทางเคมีเท่านั้น วิธีเพิ่มความชุ่มชื้นให้กับเส้นผมและวิธีแลกเปลี่ยนไอออนต่อไปมาดูวิธีทางกายภาพกัน วิธีการทางกายภาพสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่
วิธีการทางความร้อนและวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย และวิธีการเมมเบรนเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าประเภทหลักบางประเภทของวิธีการทางกายภาพทั้งสามนี้สามารถแบ่งออกได้อีก ตัวอย่างเช่น วิธีการทางความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นการระเหยแบบแฟลชหลายขั้นตอน การกลั่นแบบหลายผล การกลั่นด้วยไอน้ำด้วยแรงดัน วิธีแช่แข็ง และวิธีการเยื่อกรองความชื้นสามารถแบ่งออกเป็นวิธีรีเวอร์สออสโมซิส
และวิธีไดอะไลซิสด้วยไฟฟ้าในปัจจุบันข้อมูลอ้างอิงส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมคือการระเหยแบบหลายขั้นตอนการกลั่นแบบหลายผล ในปี 2554 มีโรงกลั่นน้ำทะเลมากกว่า 16,000 แห่งทั่วโลก โดยมีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 7.48×10^7 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน ซึ่งสัดส่วนการซึมผ่านของน้ำคิดเป็น 63 เปอร์เซ็นต์ ไม่ยากที่จะเห็นว่า ในด้านการกลั่นน้ำทะเล สถานะของวิธีเมมเบรนยังคงสูงมากอุปกรณ์ประมวลผลระบบรีเวอร์สออสโมซิส
วิธีการรีเวิร์สออสโมซิสที่เรียกว่าวิธีการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน คือการใช้วัสดุพิเศษเพื่อสร้างเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้เพื่อให้สารสามารถเลือกที่จะบรรลุผลของการแยกเกลือออกวิธีนี้ ถูกนำมาใช้ในปี 1950 และพัฒนาในปี 1970 เริ่มทำการค้าเป็นที่เข้าใจกันว่าหลักการพื้นฐานของออสโมซิสผันกลับ คือการเอาชนะปรากฏการณ์การแทรกซึมตามธรรมชาติผ่านใบพัดหลังการปรับสภาพน้ำทะเลจะอพยพไปสู่น้ำจืดผ่าน
เมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้ภายใต้การทำงานของปั๊มแรงดันสูงในที่สุดส่วนประกอบที่เป็นวัสดุ เช่น เกลือและเกลือก็ถูกทิ้งลงทะเล และบรรลุเป้าหมายการกรองด้วยการใช้พลังงานที่ต่ำมาก จากการศึกษาพบว่ากลไกการซึมผ่านของน้ำ คือความสามารถของโมเลกุลของน้ำในการแพร่ผ่านเมมเบรนที่ซึมผ่านที่ชอบน้ำได้นั้น แข็งแกร่งกว่าเกลือและส่วนประกอบอื่นๆในน้ำทะเล ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากเมมเบรนกึ่งผ่านได้ไม่ยากที่จะเห็นว่า
ในวิธีรีเวิร์สออสโมซิส ถ้าเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ดีสิ่งที่สำคัญที่สุดคือเยื่อกึ่งซึมผ่าน ประสิทธิภาพการกลั่นน้ำทะเลจะเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน ดังนั้นการค้นพบใหม่ของนักวิทยาศาสตร์จึงอยู่ในสาขานี้ด้วย ในระหว่างการวิจัย นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ากุญแจสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพไม่ใช่ความหนาของเมมเบรน แต่เป็นความหนาแน่นของเมมเบรน เมมเบรนแบบครึ่งเดียวที่สามารถซึมผ่านได้จนถึงระดับนาโน
ความหนาแน่นโดยรวมของเมมเบรนกึ่งผ่านได้จึงต้องสม่ำเสมอในกรณีนี้ ผลการกรองจะดีขึ้น ประสิทธิภาพโดยรวมเพิ่มขึ้นประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นพวกเขาจึงเสนอคำแนะนำในการปรับปรุง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการแยกน้ำทะเลออกจากน้ำทะเลผู้คนควรมุ่งเน้นไปที่การ ทำให้ความหนาแน่นของเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้สม่ำเสมอ แทนที่จะคิดถึงการทำให้บางลงคุณสามารถดูได้ด้วยตัวคุณเองว่าความหนาแน่นสูงหรือต่ำ
เพียงใดในตัวกรองกาแฟ เอ็นริเก้ โกเมซวิศวกรเคมีแห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตตกล่าว แต่ไม่ใช่ในระดับนาโน วิธีการควบคุมการกระจายมวลมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการทำน้ำให้บริสุทธิ์ ยกตัวอย่างคล้ายๆกัน เพื่อให้ทุกคนเข้าใจว่า ประสิทธิภาพ ของอวนที่มีอวนใหญ่เท่ากันกับอวนเล็กนั้นต้องมีความแตกต่างกันในการจับปลาและถ้าทุกคนสนใจว่าตาข่ายจะบางพอหรือไม่ โดยไม่คำนึงถึงว่าตาข่ายในส่วนต่างๆ
ไม่สอดคล้องกันหรือไม่ แม้ว่าคุณจะจับปลาได้แต่คุณก็สามารถรอดจากอวนขนาดใหญ่ได้เช่นกัน ดังนั้นเราจึงยังคงไร้ประโยชน์ นอกจากนี้ นักวิจัยยังเผยผลการศึกษาด้วยว่า การอัปเกรดเยื่อกึ่งผ่านได้ด้วยวิธีนี้จะช่วยประหยัดเงินของบริษัทขนาดใหญ่ได้มากที่สุด และค่าใช้จ่ายในการกลั่นน้ำทะเลลดลงเพื่อแก้ปัญหาวิกฤตทรัพยากรน้ำจืดได้ดีขึ้นโรงงานกลั่นน้ำทะเลขนาดใหญ่ คาดว่าจะมีการปรับปรุงเยื่อกรองกึ่งผ่านได้
ด้วยวิธีระดับนาโนความเป็นไปได้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเพิ่มขึ้น 40 เปอร์เซ็นต์ หมายความว่าปัญหาการขาดแคลนน้ำจืดของเราได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างสมบูรณ์แล้ว เรายังต้องกังวลเกี่ยวกับการลดลงของน้ำจืดหรือไม่การใช้งานและโอกาสของการกลั่นน้ำทะเล ในความเป็นจริง ความก้าวหน้าในการกลั่นน้ำทะเลสามารถเติมแหล่งน้ำจืดเท่านั้น สิ่งนี้นำไปสู่ ไอซิ่งบนเค้กหากคุณคิดว่าการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล
สามารถครอบคลุมการบริโภคน้ำจืดทั้งหมดได้โดยตรงนั่นคือ การมองโลกในแง่ดีอย่างมืดบอด เล็กน้อย ยังคงเป็นเรื่องยากที่น้ำทะเลจะเลี้ยงน้ำจืดได้อย่างสมบูรณ์ไม่ว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพของการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลให้ดีขึ้นอย่างไร ต้นทุนก็ยังสูง โดยทั่วไปน้ำที่แยกเกลือออกจะยังไม่สามารถดื่มได้โดยตรง และจำเป็นต้องผ่านกระบวนการต่อไป ในปี 2018 ความสามารถในการกลั่นน้ำทะเลทั่วโลก
อยู่ที่ 6.2×10^7 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน ไม่รวมน้ำจากชุมชนส่วนที่เหลือกระจุกตัวในเขตอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ประชาชนจำนวนมากยังคงประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำคุณควรรู้ว่าโรงแยกเกลือออกจากน้ำทะเลไม่ใช่องค์กรการกุศล พวกเขาต้องการผลกำไร ยิ่งไปกว่านั้นในกรณีที่การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลมีค่าใช้จ่ายสูง เพื่อช่วยเหลือพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำ ทั้งหมดข้างต้น คงไร้เดียงสาที่จะคิดว่าการแยกเกลือออกจากน้ำ
เราได้ในคราวเดียวเนื่องจากวิธีการกลั่นน้ำทะเลแบบดั้งเดิมยังคงสร้างมลพิษและของเสียอย่างต่อเนื่อง จึงมีการสำรวจเส้นทางใหม่ๆเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการกลั่นน้ำทะเลต่อไปเทคโนโลยีการกลั่นน้ำทะเลยังคงพัฒนาต่อไปเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลสามารถก่อให้เกิดประโยชน์บางอย่างแก่เรา แต่มนุษย์ยังคงต้องปกป้องและหวงแหนทรัพยากรน้ำจืด ทรัพยากรน้ำจืดอาจลดลงต่อไปในอนาคต
บทความที่น่าสนใจ : แท่งร้อน การป้องกันและประโยชน์แท่งร้อนควบคุมทางเดินของรถไฟ
