В таких странах, как Перу, Боливия и Чили, жители туманных районов нередко вывешивают сетки для улавливания капель воды. То же самое можно сказать о Марокко и Омане. Эти капли стекают по сетке и собираются для получения воды для питья, приготовления пищи и стирки.
Очищенную воду можно получить прямо из тумана
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали метод, позволяющий собирать воду из тумана и одновременно очищать ее. Для этого используется плотная решетка из металлической проволоки, покрытой смесью специально подобранных полимеров и диоксида титана. Кроме обеспечения водой районов с недостатком источников воды, ученые предлагают собирать пар в градирнях и использовать воду повторно.
Public Domain
Воду из тумана люди научились собирать очень давно. Но последние годы возникла проблема: эта вода содержит вредные вещества и ее надо сначала очищать. И ученые предложили как это сделать.
С помощью противотуманной сетки площадью всего несколько квадратных метров можно собирать до нескольких сотен литров воды в день. Для регионов с малым количеством дождевой или родниковой воды, где туман — обычное явление, это может стать благом.
Однако одним из существенных недостатков этого метода является загрязнение атмосферы, поскольку вредные вещества также попадают в капли воды. Во многих крупных городах мира воздух настолько загрязнен, что вода, собранная из тумана, недостаточно чиста, чтобы использовать ее без очистки для питья или приготовления пищи.
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали метод, позволяющий собирать воду из тумана и одновременно очищать ее. Для этого используется плотная решетка из металлической проволоки, покрытой смесью специально подобранных полимеров и диоксида титана. Полимеры обеспечивают эффективный сбор капель воды на сетке и их быстрое стекание в контейнер, прежде чем их сдует ветер. Диоксид титана выступает в качестве химического катализатора, расщепляя молекулы многих органических загрязнителей, содержащихся в каплях, и делая их безвредными.
«Наша система не только собирает воду, но и очищает. Ее можно использовать ее в районах с атмосферным загрязнением, например, в густонаселенных городских центрах», — поясняет соавтор работы Ритвик Гош.
Фотокаталитическая память
После установки система практически не нуждается в обслуживании. Никакой энергии она тоже не требует. Единственное, что необходимо - небольшая, но регулярная доза ультрафиолета для регенерации катализатора: достаточно получаса солнечного света, чтобы реактивировать оксид титана еще на 24 часа благодаря свойству, известному как фотокаталитическая память.
После реактивации ультрафиолетовым излучением катализатор остается активным в течение длительного времени в темноте. В условиях, когда в районах, подверженных туманам, солнечный свет бывает редко, это очень полезное качество.
Новый туманоуловитель был испытан в лаборатории и на небольшой опытной установке в Цюрихе. Исследователи смогли собрать 8% воды в искусственно созданном тумане и разложить 94% органических соединений, которые были добавлены в него. Среди добавленных загрязняющих веществ были чрезвычайно мелкие капли дизельного топлива и химическое вещество бисфенол А, являющееся гормонально активным агентом.
Использование системы в градирнях
Градирня. ТЭЦ-21, Москва.
Помимо сбора питьевой воды из тумана, эта технология может быть использована для регенерации воды, используемой в градирнях. «В градирнях пар уходит в атмосферу. Мы используем большое количество пресной воды для охлаждения электростанций», — говорит соавтор работы Томас Шутциус. — «Имеет смысл улавливать часть этой воды до ее выхода в атмосферу и использовать повторно, а потом очищать ее, прежде чем вернуть в окружающую среду».
Ученые надеются более широко использовать туман и пар в качестве до сих пор недостаточно используемого источника воды и тем самым сыграть свою роль в решении проблемы нехватки этого жизненно важного ресурса.