# Черная тайна Лос-Анджелеса: зачем в водохранилище сбросили 96 миллионов пластиковых шаров?

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=uxPdPpi5W4o
Канал: Veritasium
Опубликовано: 10.05.2019

---

На водохранилище Лос-Анджелеса (Los Angeles Reservoir) колышется беспрецедентное море из 96 миллионов черных пластиковых шаров. Ведущий научно-популярного канала Veritasium отправился на этот уникальный объект, чтобы выяснить, зачем на самом деле нужна эта странная конструкция, сколько она стоит и почему устоявшееся мнение о борьбе с испарением воды является лишь вторичным эффектом.

## 🚣‍♂️ Прогулка по «бассейну с шариками» планетарного масштаба
[[JUMP:00:04]]

Посреди огромного резервуара Лос-Анджелеса кажется, будто находишься в гигантском сухом бассейне [02:20]. Под лодкой скрывается глубина около 12–15 метров (от 40 до 50 футов) [02:32], но разглядеть воду под сплошным черным ковром из 96 миллионов шаров невозможно [00:32]. Этот резервуар является ключевым узлом системы водоснабжения мегаполиса, откуда вода поступает в краны большинства жителей города [02:58].

Управлять моторной лодкой в таких условиях — задача не из легких [01:12]. Движение сквозь эту плотную массу представитель водохранилища сравнивает с попыткой плыть сквозь арахисовую пасту [08:09]. Стоит выключить мотор, как лодка намертво застревает, не дрейфуя даже при сильном ветре [07:55]. 

Сложность перемещения обусловлена уникальной конструкцией шаров:

*   **Частичное заполнение водой.** Каждый шар не просто наполнен воздухом, внутрь залито небольшое количество воды [01:12].
*   **Защита от ветра.** На водохранилище часто дуют шквальные ветры. Без утяжеления водой легкие пластиковые сферы улетели бы и прыгали по близлежащему шоссе Interstate 5 [01:25].
*   **Эффект неваляшки.** Вода внутри создает смещенный центр тяжести. При попытке покатиться шар начинает вибрировать и быстро останавливается, оставаясь в пределах чаши водохранилища [01:37].

## 🧪 Химический детектив: от безвредного бромида к опасному бромату
[[JUMP:02:58]]

Главная причина, по которой водохранилище Лос-Анджелеса укрыли миллионами черных сфер, кроется вовсе не в экономии воды, а в сложной химии [00:04]. Все началось с бромида — безвредного химического вещества, которое естественным образом содержится в соленой воде и попадает в местные акведуки [03:11]. Извлечь его из воды практически невозможно [03:23].

Проблемы возникают на этапе дезинфекции. Когда очистительные станции обрабатывают воду озоном, бромид превращается в бромат — опасное канцерогенное соединение [03:23]. В районе 2000 года регулирующие органы США ввели жесткий лимит на содержание бромата в питьевой воде — не более 10 микрограммов на литр [03:36]. Очистные сооружения города успешно справлялись с этой задачей [03:48], пока однажды крупный производитель напитков в Лос-Анджелесе не сообщил о резком скачке концентрации канцерогена в поступающей к ним воде [04:01].

Проведя тесты, специалисты выяснили, что опасная реакция происходила на пути от очистной станции к потребителям — непосредственно в открытом резервуаре [04:01]. Оказалось, что бромид в сочетании с хлором (безопасным дезинфектором) под воздействием прямых солнечных лучей образует бромат даже быстрее и в больших количествах, чем при обработке озоном[^ed1] [04:15]. 

В результате перед инженерами встала сложная тройная проблема:

*   **Наличие бромида:** исходная вода из акведука уже содержала безвредный бромид [03:11].
*   **Необходимость дезинфекции:** воду требовалось хлорировать для уничтожения бактерий [04:29].
*   **Солнечный свет:** водохранилище оставалось открытым, что запускало опасную реакцию [04:29].

Единственным фактором, который можно было устранить в этой формуле, оказался солнечный свет [04:41].

## 🛠️ В поисках решения: от брезентовых тентов до «птичьих шаров»
[[JUMP:04:41]]

Инженеры рассматривали несколько вариантов изоляции водного зеркала от солнца:

1.  **Плавающие брезентовые тенты.** Это стандартное решение для небольших резервуаров, однако для гигантского водохранилища Лос-Анджелеса такой проект растянулся бы на много лет [04:41].
2.  **Конструкции из ПВХ-труб.** Предполагалось создать своеобразные плавучие «батуты», но инженеры быстро поняли, что они станут идеальным местом для отдыха птиц, что привело бы к биологическому загрязнению воды [04:54].
3.  **Сплошное покрытие из полиэтиленовых труб.** Идея засыпать поверхность обрезками труб была отвергнута, так как это создало бы теплую влажную среду под пластиком — идеальную «чашку Петри» для бактерий [05:21].

Выход нашел исследователь доктор Брайан Уайт [05:35]. Он предложил использовать технологию, которая на тот момент называлась «птичьими шарами» (bird balls) [05:35]. Эти сферы применялись на хвостохранилищах горнодобывающих предприятий, чтобы уберечь диких птиц от отравления токсичными отходами, а также на прудах вблизи аэропортов, чтобы исключить столкновение пернатых с реактивными двигателями самолетов [05:48]. 

Проведя простой эксперимент с тремя надувными детскими бассейнами (один оставили открытым, второй накрыли брезентом, третий — шарами), ученые убедились, что шары мгновенно и полностью блокируют образование канцерогенного бромата [06:25]. Дополнительным бонусом стало то, что с водохранилища полностью исчезли птицы, которые раньше постоянно гнездились на плотине и водозаборных башнях[^ed2] [06:13].

## 🖤 Секрет черного цвета и безопасность для здоровья
[[JUMP:06:38]]

Черный цвет шаров выбран не случайно: он эффективно поглощает ультрафиолетовое излучение, не давая ему проникнуть в воду [06:38]. Шары изготавливаются из высокоплотного полиэтилена (HDPE) — того же пищевого пластика, из которого делают канистры для молока [07:04]. 

Сам по себе этот полимер прозрачен, но под воздействием ультрафиолета он быстро разрушается [07:04]. Чтобы защитить пластик от солнца, в него добавляют специальный стабилизатор — сажу (carbon black) [07:18]. Этот «волшебный порошок» гарантирует, что шары прослужат под палящим солнцем не менее 10 лет [07:18]. Разработчики пытались создать сферы синего цвета, но синие красители оказались нестабильными и разрушались уже через год эксплуатации [07:31].

Представитель водохранилища развеял опасения критиков, утверждавших, что черные сферы будут нагреваться и выделять токсичные вещества в питьевую воду [07:43]. По его словам, используемый материал абсолютно инертен и безопасен. Теоретически человек может отрезать кусочек от шара и разжевать его без малейшего вреда для здоровья [07:43].

## ☀️ Физика испарения и неожиданная финансовая выгода
[[JUMP:08:22]]

Помимо решения проблемы с канцерогенами, теневые шары принесли водохранилищу огромную пользу в борьбе с водорослями [08:22]. Раньше для предотвращения цветения воды коммунальным службам приходилось тратить колоссальные объемы хлора [08:47]. В летние периоды из-за бурного роста водорослей вода из-под крана у жителей города могла иметь легкий зеленоватый оттенок [08:34]. С момента развертывания шаров проблема исчезла полностью, а потребность в хлорировании сократилась практически до нуля [08:47].

Сложнее всего было объяснить обывателям физику испарения [09:00]. На первый взгляд казалось, что черные шары должны сильнее поглощать тепло, нагревать воду и ускорять ее испарение [09:00]. Однако на практике все работает иначе [09:13]:

*   **Изоляция воздушного потока.** В открытом водоеме ветер постоянно уносит влажный воздух с поверхности, заменяя его сухим и ускоряя испарение [09:26]. Шары предотвращают этот процесс [09:39].
*   **Принцип термоса.** Черный пластик действительно сильно нагревается сверху, но нижняя часть шара остается прохладной [09:39]. Воздух внутри сферы служит отличным теплоизолятором [09:39]. 
*   **Снижение температуры воды.** Измерения показали, что температура воды под шарами фактически ниже, чем на участках открытого водоема под прямыми солнечными лучами [09:52].

По оценкам специалистов, теневые шары снижают испарение воды на 80–90% [10:07].

Экономическая составляющая проекта также оказалась успешной [10:07]. Один шар обходился городу примерно в 33–34 цента [10:07]. По расчетам инженеров, за счет колоссальной экономии на покупке хлора, снижения затрат на очистные химикаты и предотвращения испарения миллионов литров дорогой питьевой воды проект окупит как минимум половину своей стоимости еще до окончания срока службы шаров [10:33]. Кроме того, после вывода из эксплуатации весь этот пластик может быть отправлен на вторичную переработку [10:20].

## 💠 Почему именно шары, а не шестиугольники?
[[JUMP:10:45]]

После запуска проекта в Лос-Анджелесе различные компании начали предлагать альтернативные геометрические формы покрытия, например плоские или объемные шестиугольники («равиоли») [10:57]. Производители утверждали, что такие элементы плотнее прилегают друг к другу [11:09].

Однако на практике идеальной формой оказалась именно сфера. Собеседник автора Veritasium объясняет это конструктивными особенностями:

*   **Риск застревания на берегах.** Уровень воды в водохранилище постоянно колеблется. Шестиугольные пластины при падении уровня воды цепляются за береговой склон и остаются там, когда вода снова поднимается [11:09].
*   **Эффект наслоения.** Из-за своей формы плоские или граненые элементы могут находить друг на друга и складываться в стопки, нарушая равномерность покрытия [11:09].
*   **Преимущество сферы.** Круглые шары легко перекатываются, не задерживаются на берегах и при любых колебаниях уровня воды самостоятельно распределяются по поверхности, обеспечивая максимальную плотность покрытия [11:22].

Благодаря простой, но научно выверенной технологии, Лос-Анджелес смог решить сложнейшую экологическую и инженерную задачу, превратив потенциально опасный открытый резервуар в безопасный и эффективный источник чистой питьевой воды.

[^ed1]: ✏️ В интервью сказано лишь, что хлор под солнцем образует бромата больше, чем озон («even more than ozone did»); про более высокую скорость реакции в источнике речи нет.

[^ed2]: ✏️ В интервью представитель говорит, что птицы раньше «околачивались» (loiter) — садились на плотину и водозаборную башню; про гнездование там не упоминается.