研究者たちは海水蒸気から淡水を集めることを試みたい

研究者たちは海水蒸気から淡水を集めることを試みたい

海から淡水を得るというと、費用がかかり、環境にも悪影響を与える淡水化プラントを思い浮かべるかもしれません。しかし、ある研究チームは、もっとシンプルな方法があるかもしれないと考えています。それは、海面に自然発生する水蒸気を集めることです。

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の科学者たちは、海面から水蒸気を採取し、乾燥地帯のコミュニティに淡水を供給する装置を提案しました。新たな論文では、この仮説的な装置が将来的に使用される可能性のある、水不足に悩む14の地域を分析しました。これらの地域には、ポルトガルのリスボン沖の大西洋とロサンゼルス沖の太平洋が含まれています。この研究成果をまとめた論文は、Nature Scientific Reportsに掲載されています。 

研究チームは1990年から2019年までの湿度データを調べ、様々な場所で利用可能な水蒸気量を分析した。「気候変動を反映するために選ばれたこれらの場所は、世界中の水ストレス地域における海洋に近い人口密集地に近い」と研究者らは論文に記している。「予想通り、これらの場所は南北両半球の亜熱帯地域に位置し、最も広大な乾燥地帯と半乾燥地帯が存在する。」

この図は、海面上の蒸気を捕集して陸地に輸送する提案されたアプローチを示しています。
この図は、海面上の蒸気を捕捉し、陸地まで輸送する提案されたアプローチを示しています。図:クマール他、Scientific Reports 2022

研究によると、高さ330フィート(100メートル)、幅690フィート(210メートル)の想定される沖合構造物は、水蒸気の収集能力を最大化するために、数キロメートル沖合に設置される。この構造物は水蒸気を集め、パイプを通して陸地へ送り返し、そこで凝縮して淡水化する。

「本質的に、我々のアプローチは、海から蒸発した水分が内陸に運ばれ、冷やされて凝結し、その後、降水として地表に落ちるという水循環の自然な物理的プロセスを模倣している。ただし、我々は、蒸発した水分が移動する経路を設計し、制御された凝結を通じて水が利用可能になる場所を制御することを提案している」と彼らは論文に記している。

プレーリー研究所のエグゼクティブディレクター兼研究リーダーであるプラビン・クマール氏は、アメリカ南西部のような干ばつの影響を受ける地域が、集められた水の理想的な受け入れ先になるだろうと述べた。

「私たちは気候変動の軌道に乗っています。気候変動が人類に及ぼす影響の一つは水です」とクマール氏はEartherに語った。「今回のケースでは、温暖化によって水の蒸発量が増加し、その結果、捕捉可能な湿度も増加します。つまり、温暖化が進むと、より多くの水が必要になり、その需要を満たすために利用可能な湿度も増加するのです。」

クマール氏はまた、この構想が実現すれば、他の水資源に比べて環境への負荷が低い可能性があると述べた。「淡水化は淡水へのアクセスにおいて非常に重要な役割を果たしてきましたが、廃棄物の持続可能性という点では課題を抱えています」と彼は述べた。淡水化プラントは、非常に塩分濃度が高く化学物質がたっぷり含まれた塩水(ブライン)を廃棄物として生成する。ブラインは野生生物にとって有毒となる可能性がある。

水へのアクセスに関する解決策が切実に必要とされています。約20億人が水不足の地域に住んでおり、気候変動によって干ばつがより頻繁に発生するにつれて、その数は増加する可能性があります。

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