Но еще большее значение имеет опреснение морских (океанских) вод. Первые установки по опреснению морской воды появились еще в конце Х1Х – начале XX в. Примерами такого рода могут служить солнечный опреснитель в пустыне Атакама (Чили), опреснители на Каспийском море в районах Актау и Баку. Однако строительство таких установок в промышленных масштабах началось уже в 30-х гг. XX в. Впрочем, и в этот период мощности опреснительных установок были еще сравнительно небольшими, а распространение их оставалось довольно ограниченным.
Только с наступлением эпохи НТР, в середине 1960-х гг., такое строительство приобрело по-настоящему широкий размах. Уже в 1970 г. во всем мире эксплуатировалось 800 только крупных опреснительных установок с суммарной производительностью 1,25 млн м3/сутки. В 1980 г. опресняли уже 7 млн м6/сутки. В 1992 г. 7,5 тыс. опреснительных установок производили 17,5 млн м6/сутки. В 2000 г. суммарное количество опресненной воды должно было достигнуть, по прогнозам, 25–30 млн м3/сутки. Одновременно растет и мощность отдельных опреснительных установок. До 1960-х гг. строили преимущественно небольшие установки производительностью до 3 тыс. м3/сутки, но затем появились установки производительностью в 20–25 и даже 50– 100 тыс. м3/сутки. Для опреснения морской воды все чаще стали применять энергию АЭС. Соответственно и стоимость опреснения постепенно снижалась, и ныне этот процесс стал уже вполне экономичным.
Рис. 21. Потребление опресненной воды, м3 в год на одного человека (по А.Б.Авакяну)
В середине 1990-х гг. опреснительные установки работали уже более чем в 100 странах мира. Одни из этих стран расположены в пределах умеренного пояса (например, Великобритания, Нидерланды, США), другие – в субтропическом поясе (например, Италия, Греция, Япония, Азербайджан, Туркмения). Но больше всего таких стран находится в пределах тропического пояса с его обширной аридной зоной. В Северной Африке это Тунис, Ливия, Египет, в Юго-Западной Азии – Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ, Катар, Ирак, Иран, Израиль, в Америке – США (южные районы), Мексика, Куба, Венесуэла.
Больше всего опресненной воды из расчета на одного жителя получают в странах Персидского залива (рис. 21), где такая вода служит главным источником водопотребления (в Кувейте, например, на 100 %). Здесь же находятся опреснительные установки, относящиеся к наиболее мощным в мире.
Из отдельных районов по тем же показателям выделяется Калифорния (США, Мексика). Особо следует сказать об островных микрогосударствах, зависимость которых от потребления опресненной морской воды также очень велика. Это в полной мере относится не только к Багамским, Бермудским, Виргинским, нидерландским Антильским островам в Карибском море и Атлантике, но также к Канарским островам и островам Зеленого Мыса у западного побережья Африки, к ряду островов Французской Полинезии.
В Советском Союзе самые крупные опреснительные установки находились на восточном побережье Каспийского моря (п-ов Мангышлак). Ныне одна из этих установок, находящаяся в Туркмении, ежесуточно опресняет 120 тыс. м3 морской воды.
При прогнозировании развития индустрии опреснения нужно иметь в виду возможные экологические последствия ее деятельности, поскольку отходы опреснения, которые складируют на суше или сбрасывают в море в виде рассолов, негативно воздействуют на экосистему. То же относится и к отработанным водам АЭС, которые работают «в паре» с опреснительными установками.
22. Ледники Антарктики и Арктики как потенциальные источники пресной воды
Ранее было сказано о том, что основная часть общемировых запасов пресной воды (или более 25 млн км3) как бы законсервирована в ледниковых покровах земного шара. При этом в первую очередь имеются в виду ледниковые покровы Антарктиды и Гренландии, морские льды Арктики. Только за один летний сезон, когда наступает естественное таяние этого природного льда, можно было бы получить более 7000 км3 пресной воды, а это количество превышает все мировое водопотребление.
С точки зрения перспектив использования ледников в качестве резерва пресной воды особый интерес представляют ледники Антарктиды. Это относится как к ее материковому ледниковому покрову, который во многих местах выдвигается в окружающие материк моря, образуя так называемые выдвижные ледники, так и к огромным шельфовым ледникам, являющимся продолжением этого покрова. Всего шельфовых ледников в Антарктиде 13, причем основная их часть приходится на выходящее к Атлантике побережье Западной Антарктиды и Землю Королевы Мод, тогда как в Восточной Антарктиде, выходящей к пространствам Индийского и отчасти Тихого океанов, их меньше. Ширина пояса шельфовых ледников в зимнее время достигает 550—2550 км.
Шельфовые ледники Антарктиды представляют собой плиты шириной в среднем 120 км, толщиной у материка 200—1300 м, а у морского края 50—400 м. Средняя высота их составляет 400 м, а высота над уровнем океана – 60 м. В целом такие шельфовые ледники занимают почти 1,5 млн км2 и содержат 600 тыс. км3 пресной воды. Это означает, что на них приходится всего 6 % общего объема ледниковой пресной воды на Земле. Но в абсолютных показателях их объем в 120 раз превышает мировое водопотребление.
С покровными и шельфовыми ледниками Антарктиды непосредственно связано образование айсбергов (от нем. eisberg – ледяная гора), которые откалываются от края ледника, отправляясь, так сказать, в свободное плавание по Южному океану. По имеющимся расчетам, в общей сложности от выдвижных и шельфовых ледников Антарктиды ежегодно откалывается от 1400 до 2400 км3 пресной воды в виде айсбергов. Антарктические айсберги распространяются по Южному океану в пределах 44–57° ю. ш., но иногда достигают и 35° ю. ш., а это широта Буэнос-Айреса.
Запасы пресной воды в ледниках Гренландии значительно менее велики. Тем не менее и от ее ледяного панциря ежегодно откалываются и затем выносятся в Северную Атлантику примерно 15 тыс. айсбергов. Самые крупные из них содержат десятки миллионов кубометров пресной воды, достигая в длину 500 м, а в высоту 70– 100 м. Основной сезон распространения этих айсбергов длится с марта по июль. Обычно они не спускаются ниже 45° с. ш., но в этот сезон появляются и значительно южнее, создавая опасность для судов (вспомним гибель «Титаника» в 1912 г.) и для буровых нефтяных платформ.
В результате постоянного «сбрасывания» айсбергов в Мировом океане одновременно дрейфуют примерно 12 тыс. таких ледяных глыб и гор. В среднем антарктические айсберги живут 10–13 лет, но гигантские, длиной в десятки километров, могут плавать многие десятилетия. Идея транспортировки айсбергов с целью дальнейшего их использования для получения пресной воды появилась еще в начале XX в. В 50-х гг. американский океанолог и инженер Дж. Айзекс предложил проект транспортирования антарктических айсбергов к берегам Южной Калифорнии. Он же подсчитал, что для обеспечения этого засушливого района пресной водой в течение года потребуется айсберг объемом в 11 км3. В 70-х гг. XX в. французский полярный исследователь Поль-Эмиль Виктор разработал проект транспортирования айсберга из Антарктиды к берегам Саудовской Аравии, причем эта страна учредила даже международную компанию, предназначенную для его осуществления. В США аналогичные проекты разрабатывала мощная организация «Рэнд корпорейшн». Интерес к этой проблеме стали проявлять и в некоторых странах Европы, и в Австралии. Технические же параметры транспортирования айсбергов были разработаны уже довольно детально.
Рис. 22. Возможные маршруты транспортирования айсбергов (по Р. А. Крыжановскому)
После обнаружения при помощи искусственного спутника подходящего айсберга и его доразведки при помощи вертолета на айсберге сначала должны быть установлены специальные плиты для крепления буксирных тросов. По возможности айсбергу должна быть придана более обтекаемая форма, а его носовой части – форма корабельного форштевня. Чтобы уменьшить таяние льда, под дно айсберга должна быть подведена пластиковая пленка, а по бокам натянуто полотно с грузилами внизу. Транспортировать айсберг следует с учетом морских течений, строения океанского дна, конфигурации береговой линии. Само транспортирование айсберга длиной 1 км, шириной 600 м и высотой 300 м должно быть осуществлено при помощи пяти-шести океанских буксиров мощностью по 10–15 тыс. л. с. В этом случае скорость транспортирования составит примерно одну милю (1852 м) в час. После доставки к месту назначения айсберг должен быть разрезан на куски – блоки толщиной примерно по 40 м, которые будут постепенно таять и позволят снабжать пресной водой по плавающему водопроводу тот или иной пункт на побережье. Таяние айсберга будет продолжаться примерно один год.