Пресная вода, экодомостроение и отходы Отметим, что общий процент пресной воды на планете составляет около 10% от количества соленой воды. Это не так и. - презентация

1 Пресная вода, экодомостроение и отходы Отметим, что общий процент пресной воды на планете составляет около 10% от количества соленой воды. Это не так и мало. Другой вопрос – проблема доступности и рациональности использования. И развитие цивилизации на планете упирается в проблему питьевой воды, в проблему водной безопасности. ПРОГНОЗ: в ближайшие 25 лет запасы легко доступной питьевой воды сократятся примерно в 2 раза. в ближайшие 25 лет запасы легко доступной питьевой воды сократятся примерно в 2 разав ближайшие 25 лет запасы легко доступной питьевой воды сократятся примерно в 2 раза Мировой океан, соленые воды Континентальные воды (миллион куб. километров) Атмосфер ная вода Подземная вода Воды в почве Ледники Воды озер и рек Воды в растениях и животных , ,006 Взято из: Водный баланс планеты

2 Распределение абсолютной и относительной Распределение абсолютной и относительной влажности на планете с учетом географических широт. влажности на планете с учетом географических широт. Вода атмосферы Количество воды, находящейся в каждый данный момент в атмосфере, равно 14 тыс. км 3, в то время как во всех речных руслах всего 1,2 тыс. км 3. Ежегодно с поверхности суши и океана испаряется 577 тыс. км 3, столько же потом выпадает в виде осадков. Речной годовой сток составляет лишь 7% общего количества выпадающих осадков. Из сравнения общего количества испаряющейся влаги и количества воды в атмосфере легко видеть, что в течение года она обновляется в атмосфере 45 раз. Таким образом, основной источник пресной воды - вода в атмосфере - оказывается неиспользуемой.

3 Способы решения проблем дефицита пресной воды Дефицит воды пытаются устранить различными способами: Экспорт воды: существуют соглашения между Турцией и Израилем; Белоруссией и Объединёнными Арабскими Эмиратами, Кенией и другими странами; Киргизией и Германией. Объёмы контрактов измеряются сотнями миллионов долларов; Создание искусственных водоёмов – в Туркмении в пустыне Каракум (по проекту водоём - крупнейший в мире); срок реализации проекта 20 лет, стоимость 12 млрд. долларов; Экономия расхода воды – американский Конгресс принял в 1992 году специальный закон об уменьшении на 70% объёма воды для одного из видов коммунальных нужд, но экономить можно только там, где есть вода; Опреснение морской воды или солёной воды из подземных источников. Переброска и поворот рек – весьма рискованный и крайне затратный проект.

4 За последние 20 лет на опреснение воды истрачено более 200 млрд. долларов. Примерно 100 млрд. долларов затрачено на создание опреснительных установок. За последние 20 лет на опреснение воды истрачено более 200 млрд. долларов. Примерно 100 млрд. долларов затрачено на создание опреснительных установок. Объем опресненной воды за последние 20 лет увеличился в 8 раз и достиг 16 кубокилометров в год. Объем опресненной воды за последние 20 лет увеличился в 8 раз и достиг 16 кубокилометров в год. Однако, опреснение воды, требует значительных расходов энергии, что естественно приводит к загрязнению атмосферы парниковыми газами и другими отходами энергетических установок, а также к проблеме утилизации солевых концентратов. Однако, опреснение воды, требует значительных расходов энергии, что естественно приводит к загрязнению атмосферы парниковыми газами и другими отходами энергетических установок, а также к проблеме утилизации солевых концентратов. На получение кубометров пресной воды из морской уходит не менее 1 т у.т. Увеличение годового потребления воды на 1000 м 3 в год потребуется использовать около 10 млрд. т у.т., то есть удвоить современное потребление энергии, что недопустимо с точки зрения воздействия на климат. На получение кубометров пресной воды из морской уходит не менее 1 т у.т. Увеличение годового потребления воды на 1000 м 3 в год потребуется использовать около 10 млрд. т у.т., то есть удвоить современное потребление энергии, что недопустимо с точки зрения воздействия на климат. Опреснение соленой воды, подземные воды Подземные воды Есть ресурс воды в подземных хранилищах. Но как показывает практика использования подземных вод в Средней Азии, Алжире, Мексике и т.д. этот ресурс исчерпывается достаточно быстро, кроме того, как правило, добываемые воды оказываются солоноватыми и требуют опреснения. При этом, затраты на бурение скважин до подземных источников все время возрастают.

5 В пустынях Аравийского полуострова и в Сахаре над каждым квадратом со стороной 10 км каждые сутки проносится такое количество воды, которое равно по объему озеру площадью 1 км 2 и глубиной 50 м. В пустынях Аравийского полуострова и в Сахаре над каждым квадратом со стороной 10 км каждые сутки проносится такое количество воды, которое равно по объему озеру площадью 1 км 2 и глубиной 50 м. Атмосферная влага. В Чили с 1989 по 1991 г. проводился крупномасштабный эксперимент по сбору пресной воды с помощью 50 коллекторов в виде сетей площадью 48 м 2 каждый, установленных вертикально. В течение трех засушливых лет установка давала 7200 л/сут. Субсидируемая стоимость доставляемой в данную местность воды составляет 8 долл./м 3, а стоимость получаемой воды с учетом затрат на изготовление коллекторов - 1 долл./м 3. Получение конденсированной влаги на искусственных коллекторах подтверждено экспериментально в 47 местах в 22 странах мира. Например, в Омане два-три месяца в году опытный коллектор позволял снимать до 50 л/м 2.

6 Получение воды от ветряка и пирамиды из щебня Ветряная турбина Eole WMS 1000 представляет собой 13-метровый ротор защищенный фильтрами от песка. Влага образуется при охлаждении потока набегающего воздуха, так как часть электрической энергии от ветрогенератора идет на создание холода (холодильник). Данный поток воздуха сжимается, влага конденсирует, и в результате капли воды стекают вниз по трубам турбины в стальной резервуар для очистки. Турбина может производить литров чистой воды в день посредством процесса конденсации. Причем испытания прототипа проводились в засушливой местности ОАЭ. Создается пирамида из щебня. Днём в тёплое время года щебёнка прогревается прямыми солнечными лучами и потоками тёплого воздуха. Ночью водяные пары, содержащиеся в атмосфере, конденсируются на остывшей щебёнке и вода стекает в углубление и далее по отводной трубе в место сбора. При высоте 2,5 м. за сутки такая конструкция может дать, в зависимости от влажности воздуха и суточных перепадов температуры, от 150 до 350 литров воды, что практически обеспечит любой приусадебный или дачный участок.

7 Солнечный миниопреснитель Очистка воды под названием Eliodomestico. Ее автор, итальянский дизайнер Габриель Диаманти (Gabriel Diamanti), аспирант Миланского политехнического Института ( 2005 год). Eliodomestico простая солнечная печь, которая преобразует пять литров соленой воды в пресную за один день. Она сделана из глины и других легко доступных материалов, для полноценной работы не нуждается в электричестве или устройствах фильтрации. Устройство работает следующим образом: черный котел заполняется морской водой и плотно накрывают крышкой. Нагрев происходит под воздействием солнечного излучения. По мере роста температуры и давления, пар уходит вниз через соединительные трубки и собирается в емкости в нижней части устройства, которая действует как конденсатор, превращая пар в пресную воду.

8 Принудительный конденсатор воды Существуют множество патентов и разработок по получению пресной воды из атмосферы. Богатая база доступных патентов с чертежами представлена на российских сайтах. Как правило, используется электроэнергия для получения холода, а дальнейший процесс идет автоматически: всасываемый воздух, имеющий в составе пары воды, охлаждается и конденсат воды сбрасывается в накопитель. В этом ряду хорошей разработкой является бытовой конденсатор влаги из воздуха Drought-Master. Запатентованное устройство уже сейчас можно приобрести и подключить к электрической сети. Drought-Master производит от 20 до 30 литров воды в день. C целью проверки безвредности полученной воды и пригодности ее для питья, LeBleu отправил пробы для проведения анализа в Экологический центр Стивенса в г. Mosier, штат Орегон. Результаты анализа показали, что вода, которую вырабатывает изобретение LeBleu, свободна от таких металлов, как цинк и медь, и не содержит кишечных бактерий. LeBleu утверждает, что по своей чистоте и качеству получаемая вода похожа на стерильную дистиллированную воду.

9 Система извлечения влаги "DropNet" Промышленный дизайнер, студент Академии изобразительных искусств и дизайна Мутезиуса (Muthesius Academy of Fine Arts and Design), Imke Hoehler, предложил проект более простой установки по сбору питьевой воды из воздуха, получившей название "Дроп Нет" ("DropNet"). По заявлению. разработчика одна установка способна "добывать" 20 литров чистейшей воды в сутки. Комплекс устройств может вполне обеспечить небольшое фермерское хозяйство необходимым количеством воды.

10 Опреснитель – водяной конус Watercone представляет собой конус, который помещается на лоток с соленой водой (либо топкое место или влажную землю), и оставляется на солнце. Вода начинает испаряться, конденсат стекает по стенкам конуса, и к концу дня вы просто его переворачиваете, снимаете колпачок с верхушки, и пьете воду. Водяной конус изготовлен из поликарбоната, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей. Watercone способен давать один литр воды в день. Вполне можно представить, как целый парк таких штук применяется для нужд какой-нибудь деревни. Они плавают, так что их можно поместить на небольшой соленый водоем и собирать пресную воду весь день. При цене около 20 евро конус окупится за пару месяцев и будет давать питьевую воду еще года 4-5.

11 Сбор дождевой воды Воронка в виде цветка для сбора дождевой воды ("Quirky"), навинчивающаяся на горлышко пластиковой бутылки "цветок" изготовленный из полиэтилена, который впоследствии относительно несложно переработать.полиэтилена Имеем еще вариант поточного сбора дождевой воды RainDrops. Собранная дождевая вода при длительном хранении может зацвести и стать непригодной для использования. Предлагаемая система Fatboy представляет собой цистерну емкостью 2,5 тысячи литров. Этот резервуар изготовлен из УФ- стабилизированного полиэтилена повышенной плотности. Росту водорослей препятствуют специальные световые окна, через которые поступает солнечный ультрафиолет, производящий дезинфекцию воды. Водозаборники оснащены ситечками от листвы и насекомых. В системах сбора дождевой воды акцент делается на дизайнерское решение.

12 Орошение засушливых земель Дизайнер Эдвард Линнэкр из технологического университета Суинберна (Мельбурн, Австралия) изобрел простое устройство под названием «Airdrop», который добывает воду из воздуха, конденсируя и направляя ее к корням растений. «Airdrop» всасывает в трубку воздух при помощи маленькой турбины, воздух от которой направляется под землю. Там воздух охлаждается до температуры почвы, которая значительно прохладнее раскаленной атмосферы, выпадает конденсат, который собирается в подземном резервуаре. Затем эту жидкость можно свободно по трубкам подавать к растениям реализуя принцип капельного полива. Небольшие устройства «Airdrop» могут производить до нескольких литров воды за день. Маленькая турбина питается от солнечной панели, генерирующей солнечное электричество. С десяток таких не дорогих устройств могут в автономном режиме создавать благоприятные условия для развития растительного покрова на достаточно обширной территории – будь то огороды или пастбища.

13 Искусственный дождь На схеме реактивный двигатель захватывает не только пары воды, которые присутствуют в атмосфере, но и часть воды, специально распыленную через всасывающее сопло снизу. Но большая часть воды подается в виде брызг в струю раскаленного газа непосредственно. По оценкам при скорости реактивной струи около 500 м/сек и ее температуре около С объем воды, который может превратиться в пар, составит, примерно, около 50 кг/сек. Известные способы провоцирования дождей внесением специальных веществ (йодистого серебра) при помощи авиации в слои атмосферы крайне дорогое мероприятие. Существует другой способ «провоцирования» дождей. Дополнительное насыщение парами воды локальных областей атмосферы при помощи реактивного двигателя с целью интенсивного образования кучевых облаков – источников дождя. В основу идеи заложено понятие эффекта Туми - повышение плотности капель воды в облаках происходит над той поверхностью, где учащается испарение воды с этой поверхности. Это в свою очередь создаст более высокую облачность, а чем больше облачность, тем выше альбедо Земли, а чем выше альбедо Земли, тем ниже температура поверхности.

14 Искуственный дождь. Примеры В мировой практике известны попытки вызова искусственно-управляемого дождя и случаи когда он возникал при спонтанном техногенном вмешательстве человека. В мировой практике известны попытки вызова искусственно-управляемого дождя и случаи когда он возникал при спонтанном техногенном вмешательстве человека. Пример иракско-кувейтских военных последствий: «Потоки горячих газов от горящих в Кувейте нефтяных скважин вызвали неожиданные ливни в Иране». Обстоятельство крайне редкое для указанных мест Ирана. Пример иракско-кувейтских военных последствий: «Потоки горячих газов от горящих в Кувейте нефтяных скважин вызвали неожиданные ливни в Иране». Обстоятельство крайне редкое для указанных мест Ирана. Целенаправленные эксперименты с использованием турбореактивного двигателя проводились на озере Севан. Цель – повысить уровень воды в озере. Но стойкие и надежные результаты не были получены в силу неблагоприятных метеорологических и ветровых условий. Но факты получения искусственных дождевых осадков были достоверными, которые проходили не там где ожидалось. Плохо учитывали скорости воздушных потоков, которые сносили дождевые тучи не туда, куда следовало бы. Целенаправленные эксперименты с использованием турбореактивного двигателя проводились на озере Севан. Цель – повысить уровень воды в озере. Но стойкие и надежные результаты не были получены в силу неблагоприятных метеорологических и ветровых условий. Но факты получения искусственных дождевых осадков были достоверными, которые проходили не там где ожидалось. Плохо учитывали скорости воздушных потоков, которые сносили дождевые тучи не туда, куда следовало бы. Известна история, когда турбореактивный двигатель, используемый для сметания пыли с авиационных посадочных полос, летом направили вверх и около 2-х часов реактивной струей «стреляли» в небо. Спустя несколько часов «экспериментаторы» увидели резкое образование туч с последующим ураганным дождем. Это обстоятельство потрясло не только их, но и жителей данного района своим небесным водным обилием. Это происходило летом в Туркмении на военном аэродроме. Известна история, когда турбореактивный двигатель, используемый для сметания пыли с авиационных посадочных полос, летом направили вверх и около 2-х часов реактивной струей «стреляли» в небо. Спустя несколько часов «экспериментаторы» увидели резкое образование туч с последующим ураганным дождем. Это обстоятельство потрясло не только их, но и жителей данного района своим небесным водным обилием. Это происходило летом в Туркмении на военном аэродроме. Можно считать, что предлагаемый способ провоцирования дождей при помощи реактивного двигателя, работающего на метане, может быть основой для развития методов управления микроклиматом районов и областей. Можно считать, что предлагаемый способ провоцирования дождей при помощи реактивного двигателя, работающего на метане, может быть основой для развития методов управления микроклиматом районов и областей.

15 Экостроительство Эко-дом, в самом общем смысле, представляет собой строение, при производстве и эксплуатации которого наносится минимальный вред окружающей среде и самому человеку. Эко-дом отличается от обычного не только тем, что он стремится к рациональному потреблению энергии, но и тем, что он построен из экологически чистых материалов и спроектирован с целью минимизации вредных выбросов в атмосферу. В данном ракурсе эко-дом должен быть пассивным домом (с малым энергопотреблеием), тогда как далеко не каждый пассивный дом – является эко-домом. Например, участки с большими уклонами позволяют возводить дома-землянки, которые отличаются низким уровнем энергопотребления и высоким комфортом проживания. Если участок ровный, то самой энергосберегающей формой для дома является та, у которой наименьшая площадь наружной поверхности – купол.

16 Отход ы Эйхорния. Функции: очистка сточных вод от большинства загрязнителей (включая радионуклиды) и патогенных микроорганизмов. Уникальность– сверхбыстрое вегетационное размножение и способность очищать воду почти от любых химических и бактериологических загрязнений. Можно извлечь из стоков: азот, аммиак, сероводород, фосфор, калий, кальций, магний, минеральные соли, пестициды, технические масла, дубильные вещества, марганец, серу, фенол (до 540 г/л), сульфаты, нефтепродукты, железо, никель, ртуть, стиральный порошок, мыло и другие моющие средства. Обитающие на нём бактерия-симбионты (хемотрофные и фототрофные) благодаря наличию гидрогенеза активно аккумулируют ионы металлов никеля, рутения, мышьяка, палладия и восстанавливают их до металлического состояния. Очищают от трития. Медь накапливает со скорость 75 мг на 1 кг сухого веса в сутки, цинк-93 мг, кадмий и свинец -20 мг

17 Функции: поглощение и переработка большинства типов отходов с/х промышленности в эффективное удобрение – биогумус (верми-компост). Функции: поглощение и переработка большинства типов отходов с/х промышленности в эффективное удобрение – биогумус (верми-компост). В процессе верми-компостирования семена сорняков теряют свою всхожесть, снижается содержание кишечной палочки. Уменьшается токсичность тяжёлых металлов за счёт их перехода в комплексные труднорастворимые соединения. В процессе верми-компостирования семена сорняков теряют свою всхожесть, снижается содержание кишечной палочки. Уменьшается токсичность тяжёлых металлов за счёт их перехода в комплексные труднорастворимые соединения. Возникает повышенное содержание в нём водорастворимых форм азота, фосфора и калия. Возникает повышенное содержание в нём водорастворимых форм азота, фосфора и калия. Био-гумус не содержит патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов, семян сорняков и тяжелых металлов. Био-гумус не содержит патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов, семян сорняков и тяжелых металлов. Выделяют: фитогормоны, антибиотики, фунгицидные и бактерицидные соединения, что приводит к вытеснению патогенной микрофлоры. Выделяют: фитогормоны, антибиотики, фунгицидные и бактерицидные соединения, что приводит к вытеснению патогенной микрофлоры. Отходы Вермикультура

18 Переработка твердых бытовых отходов Высокотемпературный пиролиз ТБО - газификация мусора.. Этапы: отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов индукционным сепарированием; в газофикаторе получение синтез-газа и побочных химических соединений - хлора, азота, фтора, а также шлака при расплавлении металлов, стекла, керамики; очищение синтез-газа от загрязняющих веществ, сжигание очищенного синтез-газа для получения пара, горячей воды, либо электричества. Экологические преимущества - процесс газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%) - низкие скорости газового потока обеспечивают крайне низкий вынос пылевых частиц с газом; - очищать продукт-газ от соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути проще, чем дымовые газы. - зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру и практически не содержит недогоревшего углерода