howvc.com
技术前沿

为什么我们不从海水中过滤掉盐分获得饮用水?

         考虑到地球海洋中蕴含的广袤水资源,目前通过淡化海水也只能满足人类饮用水总需求的不到0.5%。人类每年需要新鲜淡水总量960立方英里(4000立方公里),总体上地表的淡水足够满足需要。但是却存在区域性的饮水匮乏问题。

          因此,为什么我们不通过淡化更多的海水来缓解用水短缺和因用水发生的冲突?

          问题在于,淡化海水需要大量的能源。盐分在水里融化非常容易,形成的化学键很难将之断开。能源和海水淡化技术都是非常昂贵的,这意味着淡化海水将是费用昂贵的技术途径。

Peter Gleick,太平洋研究所主任,《世界水资源》作者。

     实际上,要对海水淡化产生的费用进行估算却也不太容易——这个数字与所在地区、劳动力价格、能源费用、土地成本、金融融资成本密切相关,甚至与海水中含盐分也相关。淡化1立方米(264加仑)海水的成本从1美元以下到2美元以上都有可能。

     而如果从江河或者地下采水,所需费用会直线下滑到10-20%,农夫通常在用水上所费甚少。

     这意味着用当地的淡水总是比海水淡化要便宜的多。虽然从趋势上看,价格之间的差距在不断减小。比如,通过寻找新水源或者筑坝来满足类似加州这种地方的饮用水需求,每立方米的成本相当于海水淡化成本的60%。

     遗憾的是有时候这种传统的获取饮用水的办法不再有效。而且,获取水源的费用也在不断上升,以至于加州这种地方开始严肃考虑是否通过淡化海水来获取饮用水,而类似佛罗里达州Tampa这种地方已经决定建造全美最大的海水淡化厂了。

位于佛罗里达州Tampa的全美最大海水淡化厂

         国际海水淡化协会提供的数据表明,2007年全球有大约13000座海水淡化厂在工作。这些工厂每天的产出大约147亿加仑(556亿升)可饮用的淡水。大部分工厂都分布在沙特这种水比油贵的地方。

         接下来我们说说能源在淡化海水技术中的作用。

         现在有两种办法来断裂海水中的盐水化学键:热提溜方法和薄膜渗透方法。热提溜方法需要热量:把海水煮沸,水分蒸发留下盐分,然后将水蒸气冷却获得液态淡水。

         使用最普遍的薄膜渗透方法称为反渗透法。用半透膜将海水里面的水分和盐分分开。因为这种技术比提溜法便宜,因此大多数的淡化厂都采用这种方法,比如Tampa的淡化厂就是采用反渗透法淡化海水。

         需要注意的是,淡化海水也会产生环境成本。海洋生物随着海水进入淡化厂后将被消灭殆尽,一些海洋生物比如小鱼和浮游生物被消灭后会扰乱海洋里的食物链。另外,海水淡化产生的高纯度盐分如何处理也是个头疼的问题。如果把这些高含盐的废水排入大海,那么本地的水生作物会受到严重伤害。处理这些环保问题难度不大,但是会增加淡化成本。

        即便存在着经济和环保上的种种问题,但如今人类耗尽其他水源的形势下,海水淡化开始展现出吸引人的优势。人类现在已经过度开采地表水,大地上遍布各种超出经济和环境所能承受的大小水坝,只要是可资利用的江河,人类都将之堵塞。

        虽然在有效合理利用现有水源上还有许多工作需要做,但是随着世界人口的增长和水供应的缩减,海水淡化会越来越受到人们的青睐。

发表评论】【告诉好友】【打印此文】【收藏此文】【关闭窗口

上一篇:MIT科学家的巨大发现将带来太阳能利用的革命
下一篇:看不见的互联网


人支持

相关文章:
  • 暂无相关链接