A circular economy for salt that keeps rivers clean | Tina Arrowood

Çeviri: Melek YALIM Gözden geçirme: Sara Ozturk

Growing up in northern Wisconsin,

Kuzey Wisconsin'de büyürken

I've naturally developed a connection to the Mississippi River.

doğal olarak Mississippi Nehri'yle aramda özel bir bağ oluştu.

When I was little,

Küçükken kız kardeşimle

my sister and I would have contests to see who could spell

M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i'yi en hızlı kim heceleyebilir gibi

"M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" the fastest.

oyunlar oynardık.

When I was in elementary school,

Ortabatı'yı keşfetmek ve Meksika Körfezi'nin

I got to learn about the early explorers and their expeditions,

ticaret rotasını çıkarmak için ilkokuldayken ilk kaşifleri

Marquette and Joliet, and how they used the Great Lakes and the Mississippi River

ve onların seferlerini, Marquette ve Joliet'i, Büyük Nehirleri,

and its tributaries to discover the Midwest,

Mississippi Nehri'ni nasıl kullandıklarını

and to map a trade route to the Gulf of Mexico.

ve akarsu yollarını öğrendim.

In graduate school,

Lisansüstü eğitimim sırasında

I was fortunate to have the Mississippi River

Mississippi Nehri, Minnesota Üniversitesi'ndeki

outside my research laboratory window

laboratuvar penceremin hemen dışında olduğu

at the University of Minnesota.

için çok şanslıydım.

During that five-year period, I got to know the Mississippi River.

O 5 yıllık dönemde Mississippi Nehri'ni tanıma fırsatı buldum.

I got to know its temperamental nature

Değişken doğasını,

and where it would flood its banks at one moment,

bir anda kanallarına su bastığını,

and then shortly thereafter,

kısa bir süre sonra ise

you would see its dry shorelines.

kıyı şeridinin kuruduğunu öğrendim.

Today, as a physical organic chemist,

Bugün bir fiziksel organik kimyacı olarak

I'm committed to use my training

Mississippi Nehri gibi nehirleri

to help protect rivers, like the Mississippi,

insan aktivitelerinden oluşabilecek aşırı tuzlanmadan korumak için

from excessive salt that can come from human activity.

eğitimimi kullanmaya kendimi adadım.

Because, you know,

Çünkü bildiğiniz gibi

salt is something that can contaminate freshwater rivers.

tuz, tatlı su nehirlerini kirletebilen bir maddedir.

And freshwater rivers, they have only salt levels of .05 percent.

Tatlı su nehirleri, sadece %0.05 tuz oranına sahiptir.

And at this level, it's safe to drink.

Bu seviyedeki suyu içmek güvenlidir.

But the majority of the water on our planet is housed in our oceans,

Ancak gezegenimizin büyük çoğunluğundaki suyu okyanuslarımızda bulunur,

and ocean water has a salinity level of more than three percent.

ve okyanus suyunun tuzluluk oranı %3'ten fazladır.

And if you drank that, you'd be sick very quick.

Eğer onu içerseniz çok hızlı bir şekilde hastalanırsınız.

So, if we are to compare the relative volume of ocean water

Yani gezegenimizdeki okyanus suyunun hacmiyle

to that of the river water that's on our planet,

nehir suyunun hacmini karşılaştırırsak

and let's say we are able to put the ocean water

ve diyelim ki okyanus suyunu olimpik bir yüzme havuzuna

into an Olympic-size swimming pool,

sığdırabiliyoruz,

then our planet's river water would fit in a one-gallon jug.

bu durumda dünyadaki tüm nehir suları 3,7 litrelik bir sürahiye sığar.

So you can see it's a precious resource.

Yani çok değerli bir kaynak olduğunu görebiliyoruz.

But do we treat it like a precious resource?

Ama değerli bir kaynak gibi mi davranıyoruz?

Or rather, do we treat it like that old rug

Yoksa kapı önüne koyulan,

that you put in your front doorway and wipe your feet off on it?

ayaklarımızı sildiğimiz eski bir paspas gibi mi davranıyoruz?

Treating rivers like that old rug has severe consequences.

Nehirlere eski paspas gibi davranmanın ciddi sonuçları var.

Let's take a look.

Bir bakalım.

Let's see what just one teaspoon of salt can do.

Sadece bir çay kaşığı tuzun yapabildiklerini görelim.

If we add one teaspoon of salt

Eğer okyanus suyuyla dolu olan

to this Olympic-size swimming pool of ocean water,

bu olimpik yüzme havuzuna bir çay kaşığı tuz eklersek

the ocean water stays ocean water.

okyanus suyu, okyanus suyu olarak kalır.

But if we add that same one teaspoon of salt

Ama aynı çay kaşığı tuzu

to this one-gallon jug of fresh river water,

tatlı nehir suyuyla dolu olan bir sürahiye koyarsak

suddenly, it becomes too salty to drink.

bir anda içmek için çok tuzlu hale gelir.

So the point here is,

Burada sonuç,

because rivers, the volume is so small compared to the oceans,

nehirlerin hacmi okyanuslarla karşılaştırılınca çok küçük olduğu için

it is especially vulnerable to human activity,

insan aktivitelerine karşı daha hassas olması

and we need to take care to protect them.

ve korunmaları için onlarla ilgilenmemiz gerektiğidir.

So recently, I surveyed the literature

Son zamanlarda dünyadaki nehir sağlığına

to look at the river health around the world.

bakmak için kaynakları inceledim.

And I fully expected to see ailing river health

Su kıtlığı çekilen ve ağır sanayi gelişmelerinin olduğu şehirlerde

in regions of water scarcity and heavy industrial development.

oldukça kötü bir nehir sağlığı bekliyordum.

And I saw that in northern China and in India.

Kuzey Çin ve Hindistan'da tam da bunu gördüm.

But I was surprised when I read a 2018 article

Ama 2018'den bir makale okuduğumda çok şaşırdım.

where there's 232 river-sampling sites

Amerika'da örneklendirilmiş

232 nehir numune bölgesinden bahsediyordu.

sampled across the United States.

And of those sites,

Bu bölgelerin %37'si

37 percent had increasing salinity levels.

yükselen tuz seviyelerine sahipti.

What was more surprising

Bundan daha da şaşırtıcı olan ise,

is that the ones with the highest increases

tuzluluk oranı en hızlı yükselenlerin

were found on the east part of the United States,

Amerikan'nın doğu kısmında bulunmasıydı,

and not the arid southwest.

çorak güneybatısında değil.

The authors of this paper postulate

Bu makalenin yazarları bunun sebebinin

that this could be due to using salt to deice roads.

yollardaki buzları eritmek için kullanılan tuz olabileceğini varsaymışlar.

Potentially, another source of this salt

Potansiyel olarak bu tuzun diğer bir kaynağı

could come from salty industrial wastewaters.

tuzlu endüstriyel atık suları olabilir.

So as you see, human activities can convert our freshwater rivers

Gördüğünüz gibi, insanların aktiviteleri tatlı sularımızı

into water that's more like our oceans.

okyanus sularımıza benzeyen suya çevirebiliyor.

So we need to act and do something before it's too late.

Bu yüzden geç olmadan harekete geçip bir şeyler yapmalıyız.

And I have a proposal.

Benim bir önerim var.

We can take a three-step river-defense mechanism,

3 adımlı nehir savunma mekanizmasını kullanabiliriz

and if industrial-water users practice this defense mechanism,

ve endüstriyel su kullanıcıları bu savunma mekanizmasını kullanırsa

we can put our rivers in a much safer position.

nehirlerimizi çok daha güvenli bir pozisyona getirebiliriz.

This involves, number one,

Bu süreç ilk olarak su geri dönüşüm

extracting less water from our rivers

ve tekrar kullanım operasyonlarını sağlayarak

by implementing water recycle and reuse operations.

nehirlerden daha az su çekilmesini içerir.

Number two,

İkinci olarak

we need to take the salt out of these salty industrial wastewaters

bu tuzlu endüstriyel atık sularındaki tuzu çıkarıp

and recover it and reuse it for other purposes.

yeniden kazandırıp başka amaçlar için kullanmalıyız.

And number three, we need to convert salt consumers,

Üçüncü olarak şu anda madenlerden

who currently source our salt from mines

sağladıkları tuzları tüketen tuz tüketicilerini

into salt consumers that source our salt from recycled salt sources.

geri dönüşümden elde edilen tuzları kullanan tüketicilere çevirmeliyiz.

This three-part defense mechanism is already in play.

Bu üç kısımlı savunma mekanizması şu anda zaten kullanılıyor.

This is what northern China and India are implementing

Kuzey Çin ve Hindistan nehirlerini rehabilite

to help to rehabilitate the rivers.

etmek için kullanıyor.

But the proposal here

Ancak bu önerideki amaç,

is to use this defense mechanism to protect our rivers,

nehirlerimizi rehabilitasyona ihtiyaç duymadan

so we don't need to rehabilitate them.

savunma mekanizmasıyla onları korumak.

And the good news is, we have technology that can do this.

İyi haber şu ki, bunu yapabilecek teknolojiye sahibiz.

It's with membranes.

Zar süzgeçler ile.

Membranes that can separate salt and water.

Zar süzgeçler, su ile tuzu ayrıştırabiliyorlar.

Membranes have been around for a number of years,

Zar süzgeçler yıllardır aramızdalar

and they're based on polymeric materials that separate based on size,

ve büyüklüklerine ya da enerji yüklerine göre ayrılan

or they can separate based on charge.

polimerik materyallerden oluşurlar.

The membranes that are used to separate salt and water

Tuz ve suyu birbirinden ayıranlar

typically separate based on charge.

genellikle elektrik yüküne göre ayrıştıranlardır.

And these membranes are negatively charged,

Bu zar süzgeçler negatif yüklü olurlar

and help to repel the negatively charged chloride ions

ve erimiş tuzda bulunan negatif yüklü florid iyonları

that are in that dissolved salt.

uzaklaştırmaya yardımcı olur.

So, as I said, these membranes have been around for a number of years,

Dediğim gibi bu zar süzgeçler uzun zamandır aramızda

and currently, they are purifying 25 million gallons of water every minute.

ve şu anda, her dakika 25 milyon galon suyu temizliyorlar

Even more than that, actually.

Aslında bundan da fazlası temizleniyor.

But they can do more.

Ama fazlasını da yapabilirler.

These membranes are based under the principle of reverse osmosis.

Bu zar süzgeçler ters osmoz prensibine dayanırlar.

Now osmosis is this natural process that happens in our bodies --

Şimdi, osmoz dediğimiz vücudumuzda doğal olan bir olaydır--

you know, how our cells work.

işte, hücrelerimizin çalışma şekli.

And osmosis is where you have two chambers

Osmoz ise iki farklı seviyede

that separate two levels of salt concentration.

tuz konsantrasyonu olan iki odadır.

One with low salt concentration

Biri düşük tuz konsantrasyonuna sahip

and one with high salt concentration.

diğeri yüksek tuz konsantrasyonuna sahip.

And separating the two chambers is the semipermeable membrane.

İki odayı ayıran şey yarı geçirgen zardır.

And under the natural osmosis process,

Doğal osmoz sürecinde

what happens is the water naturally transports across that membrane

su doğal olarak zar süzgeçin içinden

from the area of low salt concentration

düşük tuz konsantrasyonlu taraftan

to the area of high salt concentration,

yüksek tuz konsantrasyonlu tarafa doğru,

until an equilibrium is met.

dengeye ulaşana kadar geçer.

Now reverse osmosis, it's the reverse of this natural process.

Şimdi, ters osmoz, bu doğal osmoz sürecinin tersidir.

And in order to achieve this reversal,

Bu ters işlemi gerçekleştirmek için

what we do is we apply a pressure to the high-concentration side

yüksek konsantrasyonlu alana baskı uyguluyoruz

and in doing so, we drive the water the opposite direction.

ve bu şekilde suyu ters tarafa yönlendiriyoruz.

And so the high-concentration side becomes more salty,

Böylece yüksek konsantrasyonlu taraf daha tuzlu,

more concentrated,

daha konsantre hâle geliyor

and the low-concentration side becomes your purified water.

ve düşük konsantrasyonlu taraf ise arınmış, temiz su hâline geliyor.

So using reverse osmosis, we can take an industrial wastewater

Ters osmoz yöntemini kullanarak endüstriyel atık suyunun

and convert up to 95 percent of it into pure water,

yaklaşık %95'ini arıtıp temiz su hâline getirebiliyoruz.

leaving only five percent as this concentrated salty mixture.

Geri kalan %5 ise tuzlu konsantre karışım oluyor.

Now, this five percent concentrated salty mixture

Şimdi, bu %5 tuzlu konsantre karışım

is not waste.

atık değil.

So scientists have also developed membranes

Bilim insanları sadece

that are modified to allow some salts to pass through

belirli tuzların geçebildiği

and not others.

süzgeçler geliştirdi.

Using these membranes,

Aynı zamanda nanofiltrasyon diye

which are commonly referred to as nanofiltration membranes,

bilinen zar süzgeçleri kullanarak

now this five percent concentrated salty solution

bu %5 konsantre tuzlu solüsyon

can be converted into a purified salt solution.

arıtılmış tuz solüsyonuna çevrilebiliyor artık.

So, in total, using reverse osmosis and nanofiltration membranes,

Yani, ters osmoz ve nanofiltrasyon zarları kullanarak

we can convert industrial wastewater

endüstriyel atık suyunu hem suya

into a resource of both water and salt.

hem de tuza dönüştürebiliyoruz.

And in doing so,

Bu şekilde

achieve pillars one and two of this river-defense mechanism.

nehir savunma mekanizmasının bir ve ikinci adımlarını başarıyoruz.

Now, I've introduced this to a number of industrial-water users,

Şimdi, bunu birçok endüstriyel su kullanıcısına sundum

and the common response is,

ve ortak cevapları ise şu oldu:

"Yeah, but who is going to use my salt?"

"İyi, hoş ama kim benim tuzumu kullanacak?"

So that's why pillar number three is so important.

Bu yüzden üçüncü adım oldukça önemli.

We need to transform folks that are using mine salt

Maden tuzunu kullananları

into consumers of recycled salt.

geri dönüşüm tuzu tüketicilerine çevirmemiz gerekli.

So who are these salt consumers?

Peki kim bu tuz tüketicileri?

Well, in 2018 in the United States,

2018'de ABD'de tüketilen tuzun

I learned that 43 percent of the salt consumed in the US

%43'ünün yoldaki buzu çözmek için

was used for road salt deicing purposes.

kullanıldığını öğrendim.

Thirty-nine percent was used by the chemical industry.

%39'u kimya sanayisinde kullanılıyordu.

So let's take a look at these two applications.

Gelin bu iki uygulamaya bakalım.

So, I was shocked.

Çok şaşırmıştım.

In the 2018-2019 winter season,

2018-2019 kış aylarında

one million tons of salt

bir milyon ton tuz

was applied to the roads in the state of Pennsylvania.

Pensilvanya eyaletinin yollarına dökülmüş.

One million tons of salt is enough

Bir milyon ton tuz

to fill two-thirds of an Empire State Building.

Empire State binasının üçte ikisini doldurmak için yeterli.

That's one million tons of salt mined from the earth,

Bu dünyadan çıkarılmış, yollarımıza dökülmüş

applied to our roads,

sonra doğaya

and then it washes off into the environment and into our rivers.

ve nehirlerimize karışmış bir milyon tuz.

So the proposal here is that we could at least

Buradaki öneri ise bu tuzu

source that salt from a salty industrial wastewater,

tuzlu endüstriyel atık sularından elde edip

and prevent that from going into our rivers,

nehirlerimize karışmasını önleyerek

and rather use that to apply to our roads.

yollarda kullanmak.

So at least when the melt happens in the springtime

Böylece bahar gelip buzlar eridiğinde ve bu yüksek tuz

and you have this high-salinity runoff,

oranına sahip akış başladığında nehirler kendilerini

the rivers are at least in a better position

bundan korumak adına daha iyi

to defend themselves against that.

bir konumda olacak.

Bir kimyager olarak

Now, as a chemist,

the opportunity though that I'm more psyched about

heyecan duyduğum fırsat

is the concept of introducing circular salt into the chemical industry.

döngüsel tuzu kimya endüstrisine tanıtmak.

Klor-alkali endüstrisi bunun için mükemmel.

And the chlor-alkali industry is perfect.

Chlor-alkali industry is the source of epoxies,

Klor-alkali endüstrisi epoksi kaynağıdır,

üretanlar, çözücüler ve gündelik hayatta kullandığımız

it's the source of urethanes and solvents

and a lot of useful products that we use in our everyday lives.

diğer birçok faydalı ürünün kaynağıdır.

And it uses sodium chloride salt as its key feed stack.

Besleme yığını olarak sodyum klorür tuzu kullanır.

So the idea here is,

Buradaki fikir şu

ama öncelikle doğrusal ekonomiye bakalım.

well, first of all, let's look at linear economy.

So in a linear economy, they're sourcing that salt from a mine,

Doğrusal ekonomide o tuzu madenden çıkarırlar,

klor-alkali sürecinden geçer,

it goes through this chlor-alkali process,

basit kimyasala dönüşür,

made into a basic chemical,

which then can get converted into another new product,

ve böylece başka yeni ürüne veya daha

or a more functional product.

fonksiyonel bir ürüne dönüştürülür.

But during that conversion process,

Ancak bu dönüşüm sürecinde

oftentimes salt is regenerated as the by-product,

tuz genellikle yan üründür

and it ends up in the industrial wastewater.

ve endüstriyel atık suyuna karışır.

So, the idea is that we can introduce circularity,

Amacımız, döngüselliği tanıtabilmek,

and we can recycle the water and salt from those industrial wastewater streams,

fabrikaların endüstriyel atık su akıntılarından suyu ve tuzu

ayırabilmek ve bunu klor-alkali işleminin

from the factories,

and we can send it to the front end of the chlor-alkali process.

ön ucuna gönderebilmek.

Circular salt.

Döngüsel tuz.

So how impactful is this?

Peki bu ne kadar etkili?

Well, let's just take one example.

Gelin bir örneğe bakalım.

Fifty percent of the world's production of propylene oxide

Dünyadaki propilen oksit üretiminin %50'si

klor-alkali süreciyle elde edilir.

is made through the chlor-alkali process.

And that's a total of about five million tons of propylene oxide

Bu, küresel olarak yıllık bazda

yaklaşık 5 milyon ton propilen oksit demek.

on an annual basis, made globally.

So that's five million tons of salt mined from the earth

Yani dünyadan çıkarılıp klor-alkali işleminden

converted through the chlor-alkali process into propylene oxide,

geçip propilen oksite dönüştürülen ve sonra

and then during that process,

bu işlem sırasında atık su akıntılarına karışan

five million tons of salt that ends up in wastewater streams.

5 milyon ton tuz demek.

So five million tons

5 milyon ton üç tane Empire State binasını

is enough salt to fill three Empire State Buildings.

doldurmaya yetecek tuz demektir.

And that's on an annual basis.

Bu yıllık bazda.

So you can see how circular salt can provide a barrier

Döngüsel tuzun nehirlerimizi aşırı tuzlu

to our rivers from this excessive salty discharge.

akıntıdan nasıl koruyacağını görüyorsunuz.

So you might wonder,

"Bu süzgeç zarlar yıllardır varmış,

"Well, gosh, these membranes have been around for a number of years,

peki neden atık suyun tekrar

so why aren't people implementing wastewater reuse?

kullanımı için yerleştirilmiyor?" diyebilirsiniz.

Well, the bottom line is,

Kısacası atık suların tekrar kullanımını

it costs money to implement wastewater reuse.

uygulamak maliyetli bir iş.

And second,

İkincisi bu bölgelerdeki

water in these regions is undervalued.

sular çok geç olana kadar

önemsenmiyor.

Until it's too late.

You know, if we don't plan for freshwater sustainability,

Tatlı su sürdürülebilirliği için

plan yapmamanın ciddi sonuçları var.

there are some severe consequences.

You can just ask one of the world's largest chemical manufacturers

Almanya'daki Ren Nehri'nin düşük su seviyesinden

who last year took a 280-million dollar hit

dolayı geçen yıl 280 milyon dolar zarar eden

due to low river levels of the Rhine River in Germany.

dünyanın en büyük kimyasal üreticilerinden birine sorabilirsiniz.

You can ask the residents of Cape Town, South Africa,

Yıldan yıla su kaynaklarını kurutan bir kuraklık yaşayan ve sonra

who experienced a year-over-year drought drying up their water reserves,

sifonlarını çekmemeleri söylenen Güney Afrika, Cape Town

and then being asked not to flush their toilets.

sakinlerine sorabilirsiniz.

Gördüğünüz gibi, burada

So you can see,

süzgeç zarlarla saf su,

we have solutions here, with membranes,

where we can provide pure water,

saf tuz sağlayabileceğimiz,

we can provide pure salt,

bu iki süzgeci kullanarak

using these membranes, both of these,

nehirleri gelecek nesiller için

to help to protect our rivers for future generations.

koruyabileceğimiz çözümlerimiz var.

Thank you.

(Applause)

Teşekkürler.

(Alkış)