Предложена новая модель очистки солоноватых вод для орошения

Исследователи из Университета Бен-Гуриона в Негеве (Израиль) опробовали новую комплексную модель очистки солоноватых вод при хозяйствовании в пустынной зоне. Она обещает сделать сельское хозяйство Израиля не столь экстремальным, обеспечив его новыми ресурсами за счёт более интенсивного использования уже имеющихся.

Долина Арава в своём первоначальном виде не слишком благосклонна к земледельцу. (Фото Michael Privorotsky.)

В Израиле, большую часть территории которого составляют пустыни, наряду с капельными орошением по системе подземных трубок малого диаметра, широко распространено применение для полива солоноватой воды из подземных источников. Хотя в ряде случаев это идёт «в плюс» (скажем, повышается уровень антиоксидантов в овощах), в целом такую практику трудно назвать похвальной. Да, риск вторичного засоления при капельном орошении где-нибудь в пустыне Негев минимален: на раскалённую поверхность почвы вода не поступает — а значит, испарение и засоление минимизируются. Но вот урожайность у несолеустойчивых культур падает почти всегда.

Чтобы преодолеть эти проблемы, исследователи из Университета Бен-Гуриона в Негеве, работавшие по проекту «Оазис Йозефовича», создали систему опреснения ирригационных вод при помощи полупроницаемых мембран, где разделение пресной воды и отходов опреснения происходит за счёт градиента давления. Обычно такие технологии требуют высокого давления в трубах — а следовательно, и больших энергозатрат. Чтобы снизить их, отходы десалинизации систематически убирают из системы, заменяя солоноватой артезианской водой. Источником энергии в установках опреснения при этом служат кремниевые солнечные батареи. Давление в трубопроводах остаётся низким, поэтому энергопотребление насоса невелико, а ремонт требуется редко.

Испытания проходили в долине Арава, что к югу от Мёртвого моря (Израиль), — в экстремально засушливой зоне. Сельское хозяйство здесь основано на выращивании культур, способных выживать в условиях пустыни при питании местной артезианской водой с высоким содержанием солей.

Конечно, выращивать в такой зоне можно без почвы и почти без воды, как клубнику, но не все культуры благоволят такому подходу, поэтому опреснение мембранами может стать ключевой технологией в районах без пресной воды. (Фото BGU.)

Наблюдения за экспериментальной университетской площадкой, которые велись в 2011–2012 годах, выявили, что полив опреснённой водой ожидаемо повысил урожайность основных культур. Кроме того, стало возможным несколько более интенсивное внесение неорганических удобрений, применение которых вместе с поливом солоноватой водой по понятным причинам затруднено. При ориентации же на прежнюю урожайность расход воды (на полив) и минеральных удобрений упали на 25%.

Одним из слабых мест любой системы очистки вод от солей является уборка отходов: и соли, и концентрированный солевой раствор нельзя просто выплеснуть на землю, поскольку это ведёт к засолению. В рамках проекта «Оазис Йозефовича» отходы опреснения представляли собой воду с очень высоким содержанием солей, приближающимся к уровню вод Красного моря. Чтобы утилизировать её, исследователи предусмотрели создание отдельной системы полива такой водой посевов свёклы — растения с высокой устойчивостью к солям.

Результаты экспериментов и наблюдений по проекту «Оазис Йозефовича» были представлены д-ром Андреа Жерманди на Конференции по борьбе с засолением окружающей среды, проходившей в Барселоне (Испания).