Có những phương pháp nào để ngọt hoá nước biển?

Trên thế giới, tình trạng thiếu tài nguyên nước ngọt đã trở thành vấn đề ngày càng được loài người quan tâm, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế của một số quốc gia. Tháng 3 năm 1997, Tổ chức Khí tượng thế giới và Tổ chức Khoa học, Giáo dục, Văn hóa Liên hợp quốc đã tổ chức một cuộc họp tại Marốc và công bố các văn kiện chuẩn bị cho diễn đàn tài nguyên nước thế giới. Trong đó có lời kêu gọi rằng “sang thế kỷ XXI, nước sẽ trở thành một trong những nguồn khan hiếm”. Nước được nói đến ở đây là nước ngọt.

Nước ngọt trên Trái Đất vốn rất có hạn, chỉ chiếm chưa đến 3% tổng lượng nước toàn cầu. Trong số đó, 2/3 tích tụ trên núi cao và trong các tầng băng dày ở hai cực, gần 1/3 là nước ngầm dưới mặt đất; lượng nước ngọt con người có thể khai thác chỉ chiếm khoảng 0,26% tổng lượng nước toàn cầu. Nguồn nước ngọt vốn ít ỏi ấy ngày nay lại đang đối mặt với nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng do con người gây ra, khiến nó ngày càng thiếu hiếm. Vì thế, tiết kiệm nước và bảo vệ nguồn nước ngọt quý giá đã trở thành mối lo của toàn thế giới.

Ngoài việc tiết kiệm và bảo vệ nguồn nước ngọt hiện có, con người đang tìm cách khai thác nguồn nước mới dồi dào hơn. Nước biển chiếm 97% tổng lượng nước toàn cầu, đương nhiên trở thành lựa chọn đầu tiên. Nhưng nước biển vừa mặn vừa đắng, không thể uống và cũng không thể dùng trực tiếp. Nếu dùng nước biển tưới nông nghiệp, cây trồng sẽ chết; nếu dùng nước biển đun lò hơi, thành lò sẽ kết cáu bẩn, ảnh hưởng đến hiệu suất truyền nhiệt, thậm chí gây nổ lò. Do đó, muốn sử dụng nước biển thì phải ngọt hóa nó.

Hiện nay, con người đã nắm được một số phương pháp ngọt hóa nước biển sau đây.

Phương pháp thứ nhất là chưng cất: đun nóng để nước biển biến thành hơi nước, rồi làm lạnh hơi nước để thu nước ngọt. Nếu một lần chưng cất chưa đủ thì chưng cất nhiều lần. Nhược điểm của phương pháp này là tiêu tốn nhiều năng lượng. Nếu tận dụng nhiệt thừa của công nghiệp, đặc biệt là nguồn nhiệt thừa có nhiệt độ cao từ nhà máy điện nguyên tử để làm nóng nước biển, sẽ tiết kiệm được nhiều nhiên liệu và hạ giá thành.

Phương pháp thứ hai là phân tích điện thấm. Phương pháp này dùng hai loại màng mỏng, gồm màng ion âm và màng ion dương. Khi cho dòng điện chạy qua, muối trong nước biển phân ly thành ion dương và ion âm, rồi lần lượt đi qua màng mỏng để chuyển về hai phía khác nhau; phần nước còn lại trở thành nước ngọt. Tuy phương pháp này tiêu hao ít năng lượng, nhưng không thể loại bỏ hết các tạp chất không mang điện.

Phương pháp thứ ba là phản thẩm thấu. Người ta dùng một màng mỏng có cấu trúc nhiều lỗ làm màng phản thẩm thấu. Dưới điều kiện tăng áp suất, màng chỉ cho nước đi qua, còn muối và các tạp chất khác bị giữ lại. Nhờ vậy nước ngọt tách khỏi nước biển. Phương pháp này không chỉ có hiệu suất cao, tiêu tốn ít năng lượng, mà thiết bị cũng đơn giản, nên được nhiều người hoan nghênh và trở thành kỹ thuật sản xuất nước ngọt được nhiều nước ứng dụng rộng rãi. Theo thống kê, năm 1994, thế giới dùng phương pháp này sản xuất được 1,2 triệu tấn nước ngọt mỗi ngày. Ở Trung Quốc, khu vực Chu Sơn cũng đã xây dựng nhà máy mẫu sản xuất nước ngọt bằng phương pháp này, với sản lượng 500 tấn mỗi ngày.

Ngoài ba phương pháp sản xuất nước ngọt trên, con người vẫn tiếp tục tìm kiếm những phương pháp hiệu quả hơn nhằm hạ thấp giá thành.