По прогнозам, в 2025 году 1,8 миллиарда человек проживать в районах крайнего дефицита воды.

Опреснение воды - удаление солей из морской воды - все чаще предлагается как решение этой проблемы. Но прежде, чем опреснение сможет внести реальные изменения в решение пресноводной кризиса, неустанно надвигается, нужно преодолеть препятствия, которые делают этот процесс дорогим и неэффективным. Ученые предполагают, что к 2016 году количество пресной воды, которая выходит из опреснительных установок, превысит 10 млрд. галлонов (38 млн. кубометров) в год, что вдвое больше уровня 2008 года. Современные опреснительные установки используют технологию обратного осмоса, которая заключается в притеснении соленой воды через тонкие полупроницаемые пластиковые мембраны. Крупные молекулы или ионы, такие как соль, не могут пройти через мембрану и отфильтровываются, поэтому с другой стороны мембраны следует пресная вода.

Этот метод требует намного меньше энергии, чем опреснительные технологии, которые использовались раньше - например, нагрев морской воды и сбор пресной из водяного пара. Но, как и раньше, до 40% эксплуатационных расходов типовой установки обратного осмоса составляет производство электроэнергии для запуска системы. Поэтому инженеры ищут способы сократить расходы и сделать установки более эффективными, начиная с мембранного уровня.

Мембраны значительно улучшились с момента их изобретения в 1960 году. Так, современные мембраны эффективно пропускают воду и задерживают соль. Мембраны также стали более устойчивыми к бактериального загрязнения, но это не значит, что проблема «загрязнения мембраны» была полностью решена. «Когда вы работаете с мембраной, бактерии, содержащиеся в воде, накапливаются на тонком селективном слое, усложняя процесс прохождения воды через мембрану» - объясняет Менахем Элимелех (Menachem Elimelech), инженер-эколог Йельского университета. Для очистки воды от бактерий можно использовать хлор, но современные мембраны обратного осмоса все еще очень чувствительны к хлору и быстро портятся под воздействием агрессивных химических веществ. «Необходимо сфокусировать внимание на разработке устойчивых к хлору мембран» - рассказывает Элимелех.

Но независимо от того, насколько надежными становятся мембраны, тем не менее, установки обратного осмоса должны становиться дешевле в строительстве и эксплуатации, чтобы соответствовать требованиям мира, который все больше страдает от жажды, особенно в развивающихся регионах. Один из способов решения этой проблемы заключается в стандартизации компонентов установки и технологий, что должно сделать установки меньше и эффективнее, рассказывает Йорам Коэн (Yoram Cohen), профессор химической и биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Почему персональные компьютеры такие дешевые?» - Спрашивает Коэн. «Потому что технология стандартизирована. Вы можете купить любую из частей и заменить или объединить их в своей собственной конструкции ».

Еще один способ сократить расходы и усовершенствовать установки - делать больше инвестиций в исследования, разработки и образование. В Соединенных Штатах, по крайней мере, такое финансирование недостаточное, считает Коэн. Он опасается, что США могут скоро опередить в исследованиях по опреснению такие страны, как Сингапур, Израиль, Австралия, Испания и Нидерланды. Опреснения, добавляет он, должно быть добавлено в качестве основного элемента преддипломной инженерного образования.