Bilgiustam
Türkiye'nin Bilgi Sitesi

Desalinasyon Nedir? Çevreyi Nasıl Etkiler?

0 39

Desalinasyon işlemi; tuzdan arındırma, deniz suyunu tuz ve diğer mineralleri uzaklaştırarak içme suyuna dönüştürme işlemidir. İlkel tuzdan arındırma biçimleri antik çağlardan beri kullanılmış olsa da, endüstriyel ölçekte tuzdan arındırma yöntemleri yalnızca 20. yüzyılın ortalarında kullanılmaya başlanmıştır. İlk olarak Dünya çapında suya güvenmeyen kıyı toplulukları için yaygın olarak kullanılabilir hale gelmiştir. Günümüzde 150’den fazla ülkede yaklaşık 300 milyon insan her gün yaklaşık 16.000 tuzdan arındırma tesisinden su elde etmektedir.
Dünyada ki yüzey suyunun sadece %2,5’i tatlı sudur, bunun sadece bir kısmı mevcuttur ve insan tüketimine uygundur. İklim değişikliği yoğunlaştıkça, tuzdan arındırma alternatif içme suyu ve sulama kaynağı sağlar. Bununla birlikte, aynı zamanda önemli çevresel etkilere de sahiptir. Gelişen teknolojiler bu etkilerin bazılarını hafifletmeye yardımcı olabilir, ancak tuzdan arındırma, tatlı su kaynaklarına yönelik artan insan taleplerinin karşılanması ile bu sürecin daha da fazla popüler hale getirdiği bir çevresel sorunları arasındadır.

Süreç ve Teknolojiler

Tarih boyunca insanlar tatlı su kaynaklarını desteklemek için çeşitli damıtma ve filtreleme yöntemleri kullanmışlardır. Ancak 20. yüzyılın ortalarına kadar tuzdan arındırma, büyük nüfus merkezlerine su tedarik edebilecek büyük ölçekli, endüstriyel bir süreç haline gelmemiştir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan üç temel tuzdan arındırma kategorisi vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Membran teknolojileri,
• Termal teknolojiler (damıtma),
• Kimyasal işlemler,
Ayrıca günümüzde, membran ve termal teknikler en yaygın olarak kullanılan tuzdan arındırma yöntemleridir.

Termal Damıtma

Termal tuzdan arındırma, tuzu geride bırakarak buharlaşana kadar kaynar su içerir. Artık tuzsuz olan su buharı daha sonra yoğuşma yoluyla geri toplanır. Bunu büyük ölçekte gerçekleştirmek için gerekli olan ısı enerjisi, buhar jeneratörlerinden, atık ısı kazanlarından veya elektrik santrali türbinlerinden buharın çıkarılmasından gelir.
En yaygın termal tekniklerden biri, inşası ve işletimi nispeten basit, ancak aşırı enerji yoğun bir tesis türü olan çok aşamalı flaş damıtmadır (MFS). Bugün, Uluslararası Su Birliği’ne göre, MSF’nin tuzdan arındırma işlemi, bol fosil yakıt kaynaklarının bunu mümkün kıldığı Orta Doğu’da en yaygın olanıdır.

Membran Ayırma

Membran tuzdan arındırma ile ilgili temel teknoloji, tuzlu suyu birkaç küçük, yarı geçirgen zardan zorlamak için yoğun basınç uygulanmasını içerir. Bu zarlar suyun geçmesine izin verir, ancak çözünmüş tuzların geçmesine izin vermez. Bu kulağa basit gelse de ancak çok enerji yoğun başka bir girişim türüdür. En yaygın membran işlemi, ilk olarak 1950 yıllarında geliştirilen ve 1970 yıllarında ticarileştirilen ters ozmozdur. Bu, şu anda Orta Doğu ve Kuzey Afrika dışında en yaygın kullanılan tuzdan arındırma türüdür.

Çevresel Faydaları ve Sonuçları

Desalinasyon Nedir? Çevreyi Nasıl Etkiler?Tuzdan arındırma, tuzlu su veya acı su kaynaklarına yakın kurak, kuraklığa meyilli topluluklarda su güvenliğini ve direncini desteklemek için önemli bir teknolojidir. Tuzdan arındırma, yeraltı suyu, nehirler ve göller gibi tatlı su kaynaklarına olan talebi azaltarak, aynı su kaynaklarına bağımlı habitatların korunmasına yardımcı olabilir.
Pahalı olmasına rağmen, tuzdan arındırma genellikle yalnızca insan tüketimi için değil tarım için de güvenilir bir yerel temiz su kaynağıdır. Kırsal, su kıtlığı olan bölgelerdeki küçük ölçekli tuzdan arındırma tesisleri, en savunmasız topluluklardan bazıları için su güvenliğinin sağlanmasına yardımcı olabilir. Daha büyük tesisler, kent sakinlerinin güvenli, güvenilir içme suyuna erişimini sağlamada önemli bir rol oynayabilir. İklim değişikliği kuraklığı yoğunlaştırdığı ve tatlı su kaynaklarının azalan miktar ve kalitesine katkıda bulunduğu için, tuzdan arındırma kullanımının önümüzdeki yıllarda artması muhtemeldir.
Ancak tuzdan arındırmanın dezavantajları da vardır. En büyük endişeler, enerji ayak izi, üretilen ve okyanusa geri salınan atık su miktarı ve sürecin her iki ucundaki deniz yaşamı üzerindeki zararlı etkilerdir. Topluluklar daha fazla iklime dayanıklı su kaynakları aradıkça, daha fazla tesis her zaman çevrimiçi hale geldiğinden, tuzdan arındırma ortadan kalkmamaktadır. Ancak yeni teknolojiler sayesinde çevresel etkilerinin bir kısmını azaltabilir.
Enerji kullanımı
Tuzdan arındırma tesislerinin büyük çoğunluğu hala fosil yakıtlarla çalışmaktadır. Bu, tuzdan arındırmanın sera gazı emisyonlarına ve kötüleşen iklim değişikliğine katkıda bulunduğu anlamına gelir. Bununla birlikte, yenilenebilir enerjiyle çalışan tuzdan arındırma tesisleri mevcuttur, ancak şimdiye kadar çoğunlukla küçük ölçekli operasyonlarla sınırlıdır. Bunları daha yaygın ve daha uygun maliyetli hale getirmek için çabalar devam etmektedir. Son kanıtlar, yenilenebilir enerjili tuzdan arındırmanın okyanus suyuna veya acı sulara erişimi olan hemen hemen her yerde işe yarayabileceğini göstermektedir.
Güneş, rüzgâr ve jeotermal, yenilenebilir enerjiyle çalışan tuzdan arındırma tesisleri için en yaygın enerji kaynağı olan güneş ile birlikte, yeni tuzdan arındırma tesislerine güç sağlamak için halihazırda uygun seçenekler sunmaktadır. Rüzgâr ve güneş gibi yenilenebilir kaynakları alternatif olarak kullanan hibrit bir yaklaşım, dalgalı enerji üretimi zamanlarında daha fazla güvenilirlik sağlayabilir. Tuzdan arındırma için okyanus gücünden yararlanmak, gelişmekte olan bir başka araştırma alanıdır.
Ek olarak, geliştirilmekte olan bir dizi teknoloji, tuzdan arındırmada daha fazla enerji verimliliği sağlamayı amaçlamaktadır, bu nedenle ileri ozmoz, umut vaat eden yeni bir teknolojidir. Bir diğeri, enerji tüketimini azaltmak için suyu daha düşük sıcaklıklarda buharlaştıran ve ardından sıvı halde yeniden oluşturan düşük sıcaklıkta termal tuzdan arındırma kullanımını içerir. Bunun gibi daha az enerji yoğun teknolojiler, jeotermal enerji ile düşük sıcaklıktaki termal tuzdan arındırmayı araştıran Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı tarafından bu çalışmada detaylandırıldığı gibi, yenilenebilir kaynaklarla iyi bir şekilde eşleşebilir.

Deniz Yaşamı Üzerindeki Etkiler

Tuzdan arındırmada kullanılan deniz suyunun yarısından fazlası, arıtma sırasında eklenen toksik kimyasallarla karıştırılmış tuzlu atık su olarak sonuçlanır. Yüksek basınçlı jetler bu atık suyu deniz yaşamını tehdit ettiği okyanusa geri akıtır. Yakın zamanda yapılan bir araştırmada, bu atık sudaki tuzlu su miktarının önceden tahmin edilenden %50 daha fazla olduğu bulunmuştur. Atık suyu okyanusa geri salma standartları önemli ölçüde farklılık göstermektedir. Bazı bölgelerde, özellikle Basra Körfezi, Kızıldeniz, Akdeniz ve Umman Körfezi’nde, tuzdan arındırma tesisleri sıklıkla bir araya toplanarak, sürekli olarak sığ kıyı sularına sıcak deşarj akıtmaktadır. Bu, deniz suyu sıcaklığını ve tuzluluğunu yükseltebilirken, genel su kalitesini düşürerek kıyı deniz ekosistemlerini olumsuz etkileyebilir.
Desalinasyon Nedir? Çevreyi Nasıl Etkiler?Deniz suyunun ilk alımı da deniz yaşamı için risk oluşturmaktadır. Denizden su çekmek, tuzdan arındırma tesisine yanlışlıkla çekildiklerinden balık, larva ve planktonların ölümüyle sonuçlanır. Her yıl milyonlarca balık ve omurgasız, tuzdan arındırma tesislerine çekilip giriş ekranlarında kapana kısılmaktadır. Eleklerden geçebilecek kadar küçük olanlar sisteme girer ve kimyasal tuzlu su işleme sırasında ölürler. Tasarım değişiklikleri, su alımını yavaşlatmak için daha büyük boruların kullanılması da dahil olmak üzere, bu süreçte öldürülen deniz organizmalarının sayısını azaltabilir, bu da balıkların tuzağa düşmeden önce yüzmesini ve kaçmasını sağlar. Yeni teknolojiler, denize akan atık su miktarını azaltabilir ve deniz yaşamı üzerindeki etkileri azaltmak için bu atıkları daha etkin bir şekilde dağıtabilir. Ancak bu müdahaleler benimsendikleri ve gerektiği gibi uygulandıkları takdirde işe yarayabilir.

Daha Fazla Veriye, Daha İyi Standartlara Doğru

Tuzdan arındırma sistemlerini yenilenebilir enerji ile güçlendirmek ve deniz yaşamına olası zararı azaltan bina tesisleri, çevresel etkileri daha iyi anlamak için araştırmalara yatırım yapmayı, bu verileri tesislerin tasarımı ve işletimi için daha iyi düzenlemeler geliştirmek için kullanmayı gerektirir. Yararlı bir örnek, okyanus suyu kalite kontrol planında Tuzdan Arındırma Değişikliğini yürürlüğe koyan Kaliforniya’dan gelir. Bu, deniz yaşamına verilen zararı en aza indirmek için belirli saha, tasarım ve işletim standartlarının karşılanmasını gerektiren, deniz suyunu tuzdan arındırma tesisi izinleri için ülke çapında tutarlı bir süreci zorunlu kılmaktadır.

Faydaları Çevresel Etkilerden Ağır mı?

Birleşmiş Milletlere göre, su sıkıntısı çeken ülkelerde yaklaşık 2,3 milyar insan yaşamını devam ettirmekte ve 4 milyar insan dünya nüfusunun yaklaşık üçte ikisi, yılın en az bir ayı şiddetli su kıtlığı yaşamaktadır. Ancak bu sayıların, artan kuraklık ve tatlı su tükenmesi ile artması muhtemeldir. Su yöneticileri ve politika yapıcılar, tuzdan arındırmanın su güvenliği için tek çözüm olamayacağını bilmektedirler. Çok pahalıdır ve sürekli büyüyen küresel nüfus için çevresel sonuçlardan arındırılmış sonsuz bir tatlı su teminini garanti etmez. Bunun yerine tarım, konut, madencilik ve endüstriyel sektörlerde israfı önlemek için akıllı su koruma teknolojileriyle birleştirilmelidir. Su tasarrufuna yatırım yapmak, çok daha az çevresel maliyeti olan alternatif bir stratejiyi temsil eder.
Dünya çapında su kıtlığı olan şehirler, kullanım kısıtlamaları, gri su geri dönüşümü ve atık suyun yeniden kullanımı gibi yenilikçi stratejilerin bir kombinasyonu yoluyla korumanın nasıl gerçekleştirilebileceğini gösterir. Örneğin Nevada, Las Vegas, kısa süre önce dekoratif çimlere kalıcı bir yasak getirdi – şehrin ana su kaynağı olan Mead Gölü’nün su kullanımına getirdiği çeşitli kısıtlamalardan biri, tehlikeli derecede düşük seviyelere ulaştı. Aynı zamanda bölgenin su bölgesi, yerel golf sahaları, parklar ve işletmeler tarafından yeniden kullanılmak üzere gri suyu ve kanalizasyonu arıtmak için yüksek teknolojili bir atık su arıtma işlemi kullanmaktadırlar. Ve temiz suyun bir kısmını ileride kullanmak üzere Mead Gölü’ne geri aktarmaktadırlar.
Desalinasyon Nedir? Çevreyi Nasıl Etkiler?İnsanlığın, artan nüfus için güvenli ve istikrarlı bir su kaynağı sağlamak için kitaptaki her numarayı ve henüz hayal edilemeyen birkaç numarayı kullanması gerekir. Yeni tuzdan arındırma teknolojileri kesinlikle bunlar arasında olacaktır, ancak maliyetlerin faydalarından daha fazla olmamasını sağlamak için tuzdan arındırma güçlü, tutarlı standartlar ve yaptırımlarla birleştirilmelidir.
Sonuç olarak suyu tuzdan arındırma, güvenli ve temiz bir içme suyu kaynağı sağlamak için deniz suyundan tuzun uzaklaştırılması işlemidir. Özellikle kurak kıyı bölgelerinde olmak üzere dünya çapında yaklaşık 300 milyon insanın su güvenliğine katkıda bulunur ve dünya artan su güvensizliği ile karşı karşıya olduğu için daha fazla tuzdan arındırma tesisi yapım aşamasındadır. Bununla birlikte tuzdan arındırma, büyük bir enerji ayak izi ve deniz yaşamına verilen zararlar dâhil olmak üzere önemli çevresel etkilere sahiptir. Yeni teknolojiler deniz yaşamı üzerindeki etkileri azaltır, enerji verimliliğini artırır ve yenilenebilir enerjiyle çalışan tuzdan arındırma tesislerinin fosil yakıtlarla çalışan tesislerle rekabet etmesine yardımcı olur.

Kaynakça:
iwa-network.org/desalination-past-present-future/
researchgate.net/publication/307593276_Environmental_Impacts_of_Desalination_Plant_Intakes_and_Discharges_and_Hydraulic_Planning
unwater.org/water-facts/scarcity/
nrel.gov/docs/fy16osti/65277.pdf

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Bu web sitesi deneyiminizi geliştirmek için çerezleri kullanır. Bununla iyi olduğunuzu varsayacağız, ancak isterseniz vazgeçebilirsiniz. Kabul etmek Mesajları Oku