تصور کنید در یک جزیره متروک گیر افتاده‌اید، در حالی که اقیانوس بی‌پایانی شما را احاطه کرده است، اما با این وجود با وضعیت اسف‌باری روبرو هستید که هیچ آبی برای نوشیدن ندارید. در حالی که این سناریو ممکن است ناامیدکننده به نظر برسد، در واقع یک راه‌حل در اطراف شما وجود دارد - خود آب دریا. با 70 درصد از سطح زمین که توسط اقیانوس‌ها پوشیده شده است، تسلط بر تکنیک‌های تصفیه آب دریا می‌تواند در موقعیت‌های بقا به معنای تفاوت بین زندگی و مرگ باشد.

آب جوهر حیات است، اما منابع آب شیرین به دلیل رشد جمعیت و آلودگی محیط زیست به طور فزاینده‌ای کمیاب می‌شوند. نمک‌زدایی آب دریا - فرآیند حذف نمک و ناخالصی‌ها از آب دریا برای آشامیدنی کردن آن - به عنوان یک راه‌حل حیاتی برای کمبود آب در جهان ظهور کرده است. فناوری مدرن و حتی برخی از روش‌های اساسی بقا می‌توانند آب دریای غیرقابل شرب را به آب شیرین نجات‌بخش تبدیل کنند.

در اصل، نمک‌زدایی آب دریا شامل حذف نمک‌ها و مواد معدنی محلول برای تولید آب شیرین است. این فناوری برای مناطق خشک مانند خاورمیانه و بخش‌هایی از کالیفرنیا حیاتی شده است، جایی که کارخانه‌های نمک‌زدایی نه تنها آب آشامیدنی را تامین می‌کنند، بلکه از کشاورزی حمایت می‌کنند و میلیون‌ها زندگی را حفظ می‌کنند.

متداول‌ترین و کارآمدترین روش مورد استفاده در نمک‌زدایی در مقیاس بزرگ، اسمز معکوس است. این تاسیسات آب دریا را از اقیانوس می‌گیرند و آن را تحت فشار زیاد از غشاهای نیمه‌تراوا عبور می‌دهند و به طور موثر نمک و ناخالصی‌ها را فیلتر می‌کنند. این فرآیند مولکول‌های آب را از آب نمک غلیظ جدا می‌کند و آب تمیز و آشامیدنی تولید می‌کند.

فناوری اسمز معکوس نشان‌دهنده یک انقلاب در نمک‌زدایی است. با اعمال فشار شدید برای عبور آب از غشاهای تخصصی که نمک و آلاینده‌ها را مسدود می‌کنند، این سیستم‌ها آب شیرین را در یک طرف تولید می‌کنند و محلول شور بسیار غلیظ را در طرف دیگر باقی می‌گذارند. این روش به استاندارد طلایی برای تصفیه آب دریا در مقیاس بزرگ تبدیل شده است.

با وجود مزایای آن، نمک‌زدایی آب دریا با چالش‌های مهمی روبرو است. این فرآیند انرژی‌بر است و به برق قابل توجهی برای راه‌اندازی پمپ‌های فشار قوی نیاز دارد. هزینه‌های حمل و نقل برای تحویل آب نمک‌زدایی شده به مناطق داخلی گاهی اوقات می‌تواند با هزینه خود فرآیند تصفیه برابری کند.

اثرات زیست‌محیطی نیز نگرانی‌هایی را ایجاد می‌کند. تقاضای انرژی کارخانه‌های نمک‌زدایی به انتشار کربن کمک می‌کند، در حالی که تخلیه آب نمک غلیظ می‌تواند بر اکوسیستم‌های دریایی تأثیر بگذارد. تحقیقات فعلی بر توسعه روش‌های کارآمدتر انرژی و بهبود طراحی سیستم‌ها برای به حداقل رساندن این اثرات زیست‌محیطی متمرکز است.

یک جایگزین امیدوارکننده، نمک‌زدایی خورشیدی است که از انرژی خورشید برای تصفیه آب دریا استفاده می‌کند. این روش با استفاده از گرمای خورشید برای تبخیر آب دریا، چرخه طبیعی آب زمین را تقلید می‌کند و سپس بخار را به آب شیرین متراکم می‌کند. نمک‌زدایی خورشیدی که به ویژه در مناطق آفتابی موثر است، رویکردی پایدارتر با هزینه‌های عملیاتی کمتر و اثرات زیست‌محیطی کاهش یافته ارائه می‌دهد.

در حالی که کارخانه‌های صنعتی به جمعیت شهری خدمات می‌دهند، سیستم‌های کوچک‌تر می‌توانند راه‌حل‌هایی را برای خانوارهای فردی ارائه دهند. واحدهای نمک‌زدایی فشرده، مانند دستگاه‌های تقطیر رومیزی، می‌توانند آب دریا را در مقیاس متوسط تصفیه کنند. این دستگاه‌ها آب را می‌جوشانند، بخار را جمع‌آوری می‌کنند و آن را به آب مقطر متراکم می‌کنند و نمک‌ها و ناخالصی‌ها را پشت سر می‌گذارند. اگرچه این سیستم‌ها نسبت به سیستم‌های صنعتی کارایی کمتری دارند، اما گزینه‌های عملی را برای موقعیت‌های اضطراری یا مکان‌های دورافتاده ارائه می‌دهند.

سازمان‌هایی مانند انجمن بین‌المللی نمک‌زدایی (IDA) نقش‌های مهمی در پیشبرد فناوری نمک‌زدایی در سراسر جهان ایفا می‌کنند. IDA از طریق ارتقای تحقیقات، همکاری‌های بین‌المللی و ابتکارات آموزشی به توسعه راه‌حل‌های نوآورانه برای دسترسی بیشتر به تصفیه آب دریا و پایداری زیست‌محیطی کمک می‌کند.

سیستم‌های اسمز معکوس آب دریا (SWRO) در سراسر جهان مستقر شده‌اند و آب شیرین را برای مناطقی با منابع محدود فراهم می‌کنند. با افزایش کمبود آب، این سیستم‌ها همچنان راه‌حل‌های حیاتی را برای مدیریت پایدار آب ارائه خواهند داد.