Det snabbt ökande antalet avsaltningsanläggningar över hela världen - nu nästan 16, 000, med kapaciteten koncentrerad till Mellanöstern och Nordafrika – släck en växande törst efter sötvatten men skapa också ett salt dilemma:hur man hanterar all den kemikaliefyllda överblivna saltlaken.

I en FN-stödd papper, experter uppskattar avsaltningsanläggningarnas kapacitet för sötvatten till 95 miljoner kubikmeter per dag – lika med nästan hälften av det genomsnittliga flödet över Niagarafallen.

För varje liter sötvatten som produceras, dock, avsaltningsanläggningar producerar i genomsnitt 1,5 liter saltlake (även om värdena varierar dramatiskt, beroende på matarvattnets salthalt och avsaltningsteknik som används, och lokala förhållanden). Globalt, anläggningar släpper nu ut 142 miljoner kubikmeter hypersaltlösning varje dag (en ökning med 50 % jämfört med tidigare bedömningar).

Det räcker på ett år (51,8 miljarder kubikmeter) för att täcka Florida under 30,5 cm (1 fot) saltlake.

Författarna, från UN University's kanadensiska baserade Institute for Water, Miljö och hälsa, Wageningen University, Nederländerna, och Gwangju Institute of Science and Technology, Republiken Korea, analyserade en nyligen uppdaterad datauppsättning – den mest kompletta som någonsin sammanställts – för att revidera världens dåligt föråldrade statistik om avsaltningsanläggningar.

Och de kräver förbättrade strategier för hantering av saltlake för att möta en snabbt växande utmaning, noterar förutsägelser om en dramatisk ökning av antalet avsaltningsanläggningar, och därav volymen saltlösning som produceras, över hela världen.

Tidningen fann att 55 % av den globala saltlaken produceras i bara fyra länder:Saudiarabien (22 %), Förenade Arabemiraten (20,2%), Kuwait (6,6 %) och Qatar (5,8 %). Mellanöstern växter, som till stor del använder havsvatten och termisk avsaltningsteknik, producerar vanligtvis fyra gånger så mycket saltlake per kubikmeter rent vatten som växter där flodvattenmembranprocesser dominerar, som i USA.

Tidningen säger att metoder för bortskaffande av saltlösning till stor del dikteras av geografi men traditionellt inkluderar direkt utsläpp i oceaner, ytvatten eller avlopp, dammar för djupbrunnsinjektion och avdunstning av saltlake.

Avsaltningsanläggningar nära havet (nästan 80 % av saltlaken produceras inom 10 km från en kustlinje) släpper oftast ut obehandlat saltlake direkt tillbaka till den marina miljön.

Författarna nämner stora risker för havets liv och marina ekosystem som orsakas av saltlösning som kraftigt höjer salthalten i det mottagande havsvattnet, och genom att förorena haven med giftiga kemikalier som används som antiskalningsmedel och antifoulingmedel i avsaltningsprocessen (koppar och klor är ett stort problem).

"Brine underflows utarmar löst syre i det mottagande vattnet, " säger huvudförfattaren Edward Jones, som arbetade på UNU-INWEH, och är nu vid Wageningen University, Nederländerna. "Hög salthalt och minskade nivåer av löst syre kan ha djupgående effekter på bentiska organismer, vilket kan översättas till ekologiska effekter som kan observeras i hela näringskedjan."

Under tiden, tidningen belyser ekonomiska möjligheter att använda saltlösning i vattenbruk, att bevattna salttoleranta arter, att generera el, och genom att återvinna saltet och metallerna i saltlake, inklusive magnesium, gips, natriumklorid, kalcium, kalium, klor, brom och litium.

Med bättre teknik, ett stort antal metaller och salter i avloppsvatten från avsaltningsanläggningar kunde brytas. Dessa inkluderar natrium, magnesium, kalcium, kalium, brom, bor, strontium, litium, rubidium och uran, allt används av industrin, i produkter, och inom jordbruket. De nödvändiga teknologierna är omogna, dock; återhämtning av dessa resurser är ekonomiskt okonkurrerande idag.

"Det finns ett behov av att översätta sådan forskning och omvandla ett miljöproblem till en ekonomisk möjlighet, " säger författaren Dr. Manzoor Qadir, Biträdande direktör för UNU-INWEH. "Detta är särskilt viktigt i länder som producerar stora volymer saltlake med relativt låg effektivitet, som Saudiarabien, UAE, Kuwait och Qatar."

"Att använda salthaltigt dräneringsvatten erbjuder potentiella kommersiella, sociala och miljömässiga vinster. Reject saltlake har använts för vattenbruk, med ökningar av fiskens biomassa på 300 %. Det har också framgångsrikt använts för att odla kosttillskottet Spirulina, och att bevattna foderbuskar och grödor (även om denna senare användning kan orsaka progressiv markförsaltning)."

"Omkring 1,5 till 2 miljarder människor bor för närvarande i områden med fysisk vattenbrist, där vattenresurserna är otillräckliga för att möta vattenbehov, åtminstone under en del av året. Cirka en halv miljard människor upplever vattenbrist året runt, " säger Dr Vladimir Smakhtin, en medförfattare till tidningen och direktören för UNU-INWEH, vars institut aktivt bedriver forskning relaterad till en mängd olika okonventionella vattenkällor.

"Det finns ett akut behov av att göra avsaltningstekniker mer överkomliga och utvidga dem till låginkomstländer och lägre medelinkomstländer. Samtidigt, fastän, vi måste ta itu med potentiellt allvarliga nackdelar med avsaltning – skadorna av saltlake och kemisk förorening på den marina miljön och människors hälsa."

"De goda nyheterna är att ansträngningar har gjorts de senaste åren och, med fortsatt teknikförbättring och förbättrad ekonomisk överkomlighet, Vi ser en positiv och lovande syn. "

Bakgrund

Tillväxten av avsaltning

Med utgångspunkt från några få, mestadels i Mellanöstern på 1960 -talet, idag 15, 906 operativa avsaltningsanläggningar finns i 177 länder. Två tredjedelar av sådana anläggningar finns i höginkomstländer.

Processen blir mer överkomlig, tidningen säger, hänförlig till fallande kostnader på grund av fortsatta förbättringar av membranteknologier, energiåtervinningssystem, och kopplingen av avsaltningsanläggningar med förnybara energikällor.

Brinehantering kan representera upp till 33 % av en anläggnings kostnad och är en av de största begränsningarna för en mer utbredd utveckling.

Nästan hälften av den globala avsaltningskapaciteten finns i Mellanöstern och Nordafrika (48 %), med Saudiarabien (15,5 %), Förenade Arabemiraten (10,1 %) och Kuwait (3,7 %) är båda de största producenterna i regionen och globalt.

Regionerna Östasien och Stillahavsområdet och Nordamerika producerar 18,4 % och 11,9 % av det globala avsaltade vattnet, främst på grund av stor kapacitet i Kina (7,5 %) respektive USA (11,2 %).

Den utbredda användningen av avsaltning i Spanien (5,7 %) står för över hälften av den totala avsaltningen i Västeuropa (9,2 %). Den globala andelen av avsaltningskapacitet är lägre för södra Asien (3,1%), Östeuropa och Centralasien (2,4 %) och Afrika söder om Sahara (1,9 %), där avsaltning i första hand är begränsad till små anläggningar för privata och industriella tillämpningar.

Avsaltning är en viktig teknik i Mellanöstern och för små önationer som vanligtvis saknar förnybara vattenresurser.

Åtta länder – Maldiverna, Singapore, Qatar, Malta, Antigua och Barbuda, Kuwait, Bahamas och Bahrain – kan tillgodose alla sina vattenbehov genom avsaltning. Sex andra kan täcka över 50 % av sina vattenuttag genom avsaltning:Ekvatorialguinea, UAE, Seychellerna, Cap Verde, Oman och Barbados.

Nästan 22 miljoner m3/dag av saltlake produceras på ett avstånd av mer än 50 km från närmaste kustlinje. Trots den stora volymen saltlösning som produceras i dessa områden, Det finns mycket få ekonomiskt lönsamma och miljömässigt sunda hantering av saltlösningar. Saltlake som produceras i inlandet utgör ett viktigt problem för många länder i världens alla regioner, med 64 länder som producerar mer än 10, 000 m3/dag saltlösning på inre platser.

Inlandssaltproduktion är ett särskilt problem i Kina (3,82 miljoner m3/dag), USA (2,42 miljoner m3/dag) och Spanien (1,01 miljoner m3/dag).