Внизу становится больше места

Какой бы привлекательной ни выглядела «Праща», проблема воды не может быть решена с помощью какой-то одной технологии – скорее, потребуется комбинация технологий, разработанных для удовлетворения комбинации потребностей. Одна из этих ключевых нужд – наша способность подготовиться к катастрофам. Даже в развитых странах наши системы помощи зачастую оказываются бессильны перед землетрясениями, цунами и тропическими циклонами. Когда ураган «Катрина» обрушился на Новый Орлеан, потребовалось целых пять дней, чтобы обеспечить водой беженцев, укрывшихся на стадионе Superdome.

Английский инженер по имени Майкл Причард[273] был потрясен последствиями «Катрины», случившейся менее чем через год после разрушительного азиатского цунами. Причард был специалистом в области очистки питьевой воды – именно ее нехватка и была основной проблемой в последствиях обеих трагедий. Дело было не только в том, что выжившие не смогли немедленно получить чистую воду, но и в том, что стандартное решение этой проблемы лишь усугубило другие. Причард рассказывал на конференции TED:

Что мы обычно делаем во время кризиса? Мы доставляем воду. Через несколько недель мы разбиваем лагеря, и люди вынуждены прийти в эти лагеря, чтобы получить безопасную питьевую воду. Что происходит, когда в лагере скапливается двадцать тысяч людей? Распространяются заболевания, требуется больше ресурсов, образуется самозаводящийся порочный круг проблем.

И Причард решил, что надо что-то делать. Несколько лет спустя, в 2009 году, он завершил разработку бутылки Lifesaver («Спасатель»). Ручной насос с одного конца, фильтр – с другого не производят впечатления чего-то супертехнологичного, однако этот фильтр не похож на все остальные. Исследователи в области нанотехнологий работают на микроскопическом уровне, где расстояния меряются в атомах. Нанометр (одна миллиардная метра) – их основная мера. До появления изобретения Причарда лучшие на рынке водные фильтры с ручными насосами отфильтровывали частицы крупнее 200 нанометров. Это достаточно, чтобы отсечь большинство бактерий, но вирусы, размеры которых значительно меньше, чем у бактерий, проходили через фильтр. Причард разработал мембрану с порами в 15 нанометров. Она за несколько секунд удаляет всё, что нужно удалить: бактерии, вирусы, цисты, паразитов, грибки и другие водные патогены. Одного фильтра хватает на производство шести тысяч литров воды, и система автоматически отключается с окончанием действия картриджа, не позволяя пользователю пить зараженную воду.

«Спасатель» был разработан как средство помощи при катастрофах, но к чему ждать бедствия? Версия «Спасателя» в виде канистры емкостью 18,5 л способна очистить 25 000 литров воды – семье из четырех человек этого хватит на три года. И, что еще лучше, стоит эта вода всего-навсего полцента в день. Причард прогнозирует:

За восемь миллиардов долларов мы можем достичь одной из «Целей тысячелетия»[274], снизив вдвое число людей, не имеющих доступа к безопасной питьевой воде… За двадцать миллиардов доступ к такой воде получит каждый человек на Земле.

Но «Спасатель» – это лишь начало. Индустрия нанотехнологий сейчас переживает взрывной рост.[275] С 1997 по 2005 год инвестиции в этой области выросли с 432 млн долларов до 4,1 млрд и Национальный научный фонд предсказывает, что к 2015 году эта цифра достигнет одного триллиона долларов.[276] Мы вступаем в эпоху молекулярного производства, а когда работаешь в таком масштабе, перераспределение атомов ведет к появлению абсолютно новых физических свойств.

Возвращаясь к воде: сейчас появились наноматериалы, обладающие повышенным сродством к тяжелым металлам[277] (то есть имеющие с ними схожие пространственные и электронные характеристики). В результате тяжелые металлы «притягиваются» к этим частицам, и последние могут лучше преобразовывать загрязнения в безобидные вещества, а это помогает очищать загрязненные водные пути, водоемы и объекты, входящие в так называемую Программу суперфонда (то есть защищенные Законом о всесторонней ответственности и возмещении ущерба окружающей среде).

Тем временем ученые из IBM и токийская компания Central Glass[278] совместно разработали нанофильтр, способный удалять как соль, так и мышьяк – то есть выполнять задачу, которая до самого недавнего времени считалась неосуществимой.

Новости на фронте санитарии:[279] сейчас разрабатываются сантехнические устройства с использованием самоочищающихся наноматериалов, которые способны самостоятельно прочищать засоры и противостоять коррозии; скоро появятся и самозапаивающиеся трубы, которые могут собственными силами устранить протечку. На переднем крае работают немецкий ученый Хельмут Шульце и инженеры компании DIME Hydrophobic Materials (Объединенные Арабские Эмираты)[280]: они разрабатывают технологию прямиком из фантастической саги «Дюна» – гидрофобный нанопесок. Слой такого песка толщиной в десять сантиметров, «подстеленный» под верхний почвенный покров пустыни, уменьшает потери воды на 75 %. На Ближнем Востоке, где 85 % всей пресной воды уходит на орошение, подобная технология может помочь и в выращивании урожая, и в борьбе с опустыниванием.

Если учесть, что 40 % населения Земли живет на расстоянии не более 100 километров от морского побережья,[281] наибольшие перспективы сулит комбинация нанотехнологий и технологий опреснения. В настоящий момент большинство из семи тысяч опреснительных установок мира используют технологию термального опреснения[282] (ее также называют многоступенчатым мгновенным вскипанием) или обратного осмоса. В первом случае морская вода превращается в пар, который затем конденсируется, во втором – вода пропускается через полупроницаемые мембраны. Ни то, ни другое решение нам не подходит.

Термальное опреснение потребляет слишком много энергии (около 80 МВтч за миллион литров), поэтому подобные проекты невозможно развернуть в по-настоящему большом масштабе. Кроме того, рассол, образующийся в качестве побочного продукта, загрязняет водоносные горизонты и уничтожает популяции морских животных и растений. Обратный осмос использует относительно меньшее количество энергии, но некоторые токсины, в частности бор и мышьяк, могут проникнуть через мембраны, к тому же последние очень быстро забиваются, что снижает срок работы фильтра. Однако лос-анджелесская компания NanoH₂O[283] недавно вошла в список 100 лучших компаний в области чистых технологий (Cleantech 100 list), представив новый фильтр, который использует на 20 % меньше энергии и производит при этом на 70 % больше пресной воды.

Конечно, мы могли бы продолжать в том же духе до конца книги. Есть десятки и десятки нанотехнологий, которые сейчас находятся в разработке, а в будущем должны повлиять на ситуацию с водой. И параллельно с изумительными решениями в области нанотехнологий появляются столь же невероятные инновации в биотехнологиях и в области вторичного использования отработанной воды. Но многие считают, что наиболее перспективное направление поисков – не столько сама обработка воды, сколько те метатехнологии, которые окружают этот процесс.