1. Разработка способов очистки промышленных отходов сточных вод, сбрасываемых в реки и озера, преследующая, с одной стороны, сохранность основных источников снабжения пресной водой, с другой — возможность вторичного, а иногда и многократного использования их в производственных процессах. Но это направление, несмотря на свою высокую эффективность, не может полностью решить проблему, так как для вторичного использования очищенных вод требуется многократное (в 6—10 раз, а иногда и в 20 раз) разбавление их чистой пресной водой. Более действенным является перевод промышленных предприятий на замкнутое оборотное водоснабжение, при котором технологические процессы налажены так, что вода полностью используется без отходов. Подобные работы в небольших объемах начали проводиться только в последние годы.

2. Поиски сфер применения морской воды вместо обычно применяемой пресной воды. Так, в ряде стран (СССР, США, ГДР, Италии и Тунисе) проводится опытное орошение полей непосредственно морской водой. В СССР морская вода для этих целей применяется в Эстонии, Дагестанской АССР и в Туркменской ССР, причем в ряде случаев ее применение приносит самые неожиданные результаты. Так, например, в Эстонии повышается урожайность злаковых культур, в капусте и свекле увеличивается их сахаристость. В Ленинском районе Дагестанской АССР при орошении земель морской водой получены десятикратные урожаи люцерны, небывало высокие урожаи спелых томатов и арбузов. Здесь также успешно произрастают озимая пшеница и ячмень.

Ведутся работы по использованию морской воды и в промышленности и на производстве. Так, в ряде стран она применяется на электростанциях для охлаждения. Во Франции и Бельгии разработан метод приготовления бетона на соленой воде, качество которого не уступает обычному бетону. Поиски ученых многих стран в этом направлении продолжаются.

3. Переброска пресных вод из районов, где она имеется в избытке, по каналам или водоемам в засушливые районы. Таким примером является построенная третья очередь Каракумского канала им. В. И. Ленина, отводящего из Амударьи воду на прилегающие к пустыне Каракумы земли и, кроме того, ежесуточно подающего к Ашхабаду свыше 500 000 м 3 амударьинской воды.

В настоящее время для снабжения водой центральных и северных районов Казахстана строятся два самых длинных в мире водовода. Длина водоводов равна 1725 и 1670 км при пропускной способности соответственно 60000 и 57000 м3 в сутки. В начале 1975 г. в СССР сдан в эксплуатацию канал Иртыш — Караганда.

Канал снабжает водой Экибастузский и Карагандинский угольные бассейны, а также «Казахстанскую Магнитку» — металлургический комбинат в Темиртау. Воду приходится поднимать на высоту 418 м с помощью 22 насосных станций.

Для исправления «ошибок» природы, направившей сток многих крупных рек не туда, куда надо человеку, ученые некоторых стран рассматривают ряд проектов для переброски воды на многие сотни и даже тысячи километров из районов с избытком воды в районы, где испытывается ее острая недостача.

Одним из таких крупнейших проектов является проект переброски части стока сибирских рек с севера на юг — в засушливые пустынные и полупустынные районы и степи Казахстана и Средней Азии, а также проект переброски части стока северных рек европейской части СССР на юг, в засушливые районы Заволжья. Тщательная, кропотливая работа по разработке этих проектов проводится сегодня. Ведь помимо небывалой сложности инженерно-технических работ, необходимо рассмотреть и научно обосновать, какие климатические и экологические изменения могут произойти после претворения этих проектов в жизнь.

Разрабатываются такие проекты и в других странах. Так, Северо-Американским гидроэнергетическим объединением был выдвинут проект крупнейшей переброски до 196 км3 воды в год из рек Юкон, Фрейзер, Пис-Ривер, Атабаска и частично Колумбии в огромное водохранилище в Скалистых горах, а из него в степные провинции Канады, в озеро Верхнее, в юго-западные штаты: Калифорнию, Юта, Аризону, Колорадо и даже в Мексику. По этому плану уже начато сооружение двух водохранилищ на Юконе. Американский проект ставит перед собой обширные дели: он позволит превратить пустыни в сельскохозяйственные районы и даст возможность «промыть» Великие озера, вернуть им чистоту вод, которой они славились всего 20—25 лет тому назад.

В Южной Америке имеются проекты по перераспределению стока крупнейших рек мира — Амазонки и Ла-Платы.

Рассматривается проект переброски значительной части стока реки Конго (Заир) в озеро Чад для орошения прилегающих территорий Сахары.

Исследования по перераспределению речного стока ведутся в Австралии, Пакистане и в других странах.

В некоторых странах Западной Европы настолько остро ощущается недостаток воды, что они, не останавливаясь перед значительными затратами, считают целесообразным перекачивать пресную воду на сотни километров, либо ввозить ее из других стран.

В последние годы тщательно изучаются проекты транспортировки айсбергов из Антарктиды. Мысль о получении воды из айсбергов не нова. Она принадлежит капитану Джеймсу Куку, который высказал ее еще в 1773 г. В настоящее время существует даже Международная компания по транспортировке айсбергов. Международная конференция, состоявшаяся в США в 1977 г., посвященная этому вопросу, пришла к выводу, что поставленные проблемы могут быть решены с помощью современных технических средств и водоснабжение с помощью айсбергов будет стоить на 30—50 % дешевле, чем получение пресной воды путем опреснения.

Теоретически буксировка айсбергов проблемы не представляет. Специалисты подсчитали, что, например, для преодоления расстояния в 6 тыс. морских миль, между районами,, где чаще всего встречаются айсберги оптимальных размеров, и Саудовской Аравией, при наиболее благоприятной скорости буксировки около 1 узла потребуется 8—9 месяцев. Для буксировки айсберга в 100 млн. т (оптимальный размер айсберга, с учетом потери 20 % от таяния во время перевозки его) необходимо использовать 5—6 мощных буксиров. Как только айсберг будет доставлен на место (возможно, его придется ставить на прикол за десятки километров от берега в зависимости от глубины прибрежных вод), можно будет перекачивать с него талую воду по трубам на берег. Кроме транспортирования айсбергов с помощью буксиров изучаются и другие методы доставки их на место потребления.

Но айсберги — это не только источник пресной воды. Можно также использовать температурный перепад между холодной пресной водой айсбергов и нагретыми солнцем поверхностными водами для получения электрической энергии.

Получение пресной воды методом транспортировки айсбергов, несомненно, один из наиболее оригинальных и заманчивых проектов. И не только оригинальных, но, как считают специалисты, и наиболее практичных.

А в более отдаленной перспективе возможно будут осуществлены проекты использования льдов Антарктиды и Гренландии для получения пресных вод. Здесь будут созданы атомные станции для таяния льда и пресная вода по водопроводам будет подаваться на все материки.

4. Поиски экономичных методов опреснения морских вод. Известно, что 1 т морской воды содержит 35 кг различных солей. Как же лишить морскую воду всех этих солей? Оказывается, в настоящее время известно около 30 способов опреснения соленых морских вод. Рассмотрим лишь основные из них.

Еще в IV в. до н. э. древнегреческий философ и естествоиспытатель Аристотель заметил, что если кипятить в закрытом сосуде соленую воду, то пар кипящей воды не будет содержать солей. Перегоняя морскую воду и конденсируя пар, он впервые опреснил ее. Такой способ опреснения соленой воды получил название дистилляция. Дистиллят — это вода с очень малым содержанием солей, получающаяся за счет конденсации пара, образующегося при нагревании соленой воды. Чтобы употреблять такую воду для питья, в дистиллят приходится добавлять определенное количество солей, необходимых для жизнедеятельности организма.

Существует два способа дистилляции: выпарка и мгновенное вскипание. Простейший аппарат для дистилляции посредством выпарки представляет собой сосуд, наполненный соленой водой, внутри которого расположены трубы. По этим трубам проходит греющий пар (или горячая вода). Соленая вода нагревается, испаряется и пар ее конденсируется, образуя обессоленную воду. Однако тепло, выделяющееся при конденсации этого пара, целесообразно использовать в следующей ступени испарения, такой же конструкции, где за счет него можно испарить дополнительное количество соленой воды. Далее это тепло поступает в третью ступень и т. д. Число таких последовательно работающих ступеней испарения определяется тепловой экономичностью установки и колеблется от 4 до 15. Исходная соленая вода входит в первую камеру, частично испаряется, а затем поступает во вторую. Пройдя все ступени испарения, сильно упаренный рассол сливается, а дистиллят собирается и направляется к потребителям. Этот способ опреснения наиболее распространен, так как обеспечивает большую производительность установки по получению пресной воды и достаточно надежен.