脫水的海洋——被忽視的海洋濃縮

無(wú)論是“愛石油更愛淡水”的波斯灣白大袍伙計(jì)們，被反恐戰(zhàn)爭(zhēng)和一路狂飆或狂降的石油價(jià)格輪番調(diào)戲的老美托拉斯們，無(wú)時(shí)無(wú)刻不算計(jì)著復(fù)古當(dāng)年風(fēng)光的老牌歐羅巴們，還是和諧地與時(shí)俱進(jìn)的黃皮膚們，都在為一個(gè)不算新鮮的想法而激動(dòng)——海水淡化。隨著近幾年淡水資源的進(jìn)一步枯竭和海水淡化成本跳樓大甩賣式的縮水，海水淡化工業(yè)已經(jīng)像全球變暖一樣，炙手可熱得讓有志人士恨不得脫個(gè)光膀子一頭扎入這個(gè)新興藍(lán)海水域。當(dāng)然，產(chǎn)業(yè)的前景是令人蠢蠢欲動(dòng)的，但眼下所面臨的問題也是實(shí)實(shí)在在的。

淡化還是濃縮?這是個(gè)問題

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年初，全球已經(jīng)擁有12000多座海水淡化廠，擁有每天制造四千萬(wàn)立方米淡水的能力。預(yù)計(jì)到2010年底，這個(gè)規(guī)模還能增長(zhǎng)12％(數(shù)據(jù)源自世界衛(wèi)生組織2007年報(bào)告)。

我們知道海水淡化技術(shù)就是從海水中提取淡水的技術(shù)。但是反過來講，海水淡化過程也是一個(gè)海水濃縮過程。拿現(xiàn)在最流行的反滲透處理法為例，當(dāng)海水從半滲透膜通過時(shí)，水分子因?yàn)橹睆叫《ㄟ^了膜上的小孔完成了穿越，鹽分子卻只能吃個(gè)閉門羹，被乖乖擋在外面從而增加了海水的濃度。為了保證淡化的質(zhì)量，防止小孔被過多的鹽分子堵住，濃縮的海水需要被及時(shí)帶走。于是，海水淡化就產(chǎn)生了副產(chǎn)品——淡化廢水。這廢水高鹽度、高堿度、還飽含重金屬。如果直接排放，對(duì)水下生物傷害很嚴(yán)重(想想咸水鴨就知道了)。如果淡化廢水來自蒸餾淡化水廠，排出的廢水還會(huì)改變海洋的溫度，對(duì)水下生物更是具有殺傷力(想想紅燜大蝦吧)。雖說濃縮就是精華，可這精華還真是令科學(xué)家頭疼。

最近的一個(gè)例子就是我國(guó)天津正在和新加坡合作建設(shè)的生態(tài)城。其中，國(guó)家海水淡化示范工程是其中的一個(gè)重頭戲。但是天津外的渤海灣是淺水灣，而且海水交換周期很長(zhǎng)。如果建設(shè)一個(gè)日產(chǎn)10萬(wàn)噸的海水淡化廠，連續(xù)三天直接把濃鹽水排入海中，八平方公里的海域鹽度就會(huì)提高20％，如果這么排放一個(gè)月，鹽度提高20％的面積將會(huì)上升到23平方公里。要知道，即使鹽度超過4％，部分海洋生物就已經(jīng)翹辮子了。這些環(huán)境問題在海水淡化應(yīng)用最廣泛的地區(qū)——中東地區(qū)就顯得更為突出了。該地區(qū)擁有世界50％的海水淡化能力，每天能生產(chǎn)1100多萬(wàn)立方米的淡水。因此，淡化廢水的排放量也是驚人的。僅海灣地區(qū)，每秒鐘可以生產(chǎn)115立方米的淡水，但是制造1000‘立方米每秒的濃縮海水，快趕上當(dāng)?shù)刈钪饕纳程匕⒗?456立方米每秒的徑流量了。這么發(fā)展下去，海鹽商人會(huì)越來越開心，而漁業(yè)會(huì)遭遇毀滅性打擊。

比毒奶還厲害

淡化海水最讓人關(guān)注的兩種物質(zhì)就是氯和銅。海水淡化廠引入的海水通常需要經(jīng)過氯氣消毒，殘留的氯排放出來的大部分會(huì)自己分解和稀釋掉。然而相關(guān)毒物學(xué)研究表明低濃度的氯(低于100微克每升)依然是海洋生物的“鶴頂紅”。因此美國(guó)環(huán)境管理局規(guī)定，海水中氯的長(zhǎng)期觀測(cè)值應(yīng)該低于7.5微克每升，短期值也不得超過13微克每升。更為致命的是，氯和水中的氧形成的化合物，結(jié)合海洋中的有機(jī)物可以形成對(duì)身體造成不可逆損害的致癌物。類似于大部分的金屬離子，廢水中的銅離子通常會(huì)富集在海底的沉淀物中。這些沉淀物會(huì)被海底淤泥中的生物攝入，并通過食物鏈集中到大型海洋生物體內(nèi)。如果把這種海鮮擺到餐桌上，問題就不僅僅是拉肚子或者是多喝水排石頭那么簡(jiǎn)單了。事實(shí)上，由于近年來人類肆意向海洋排污的問題愈演愈烈，已經(jīng)有許多深海魚類體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)攜帶重金屬致癌毒素。這令國(guó)外食品安全監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)極為憂慮，不過這種老外的擔(dān)心還沒有蔓延到中國(guó)海鮮樓的餐桌上。

毒藥滿漢全席

和單獨(dú)的物理化學(xué)分析不同，現(xiàn)實(shí)中的淡化廢水不是簡(jiǎn)單的毒性疊加，而是一個(gè)毒藥滿漢全席。通過復(fù)雜的機(jī)理，鹽度、堿度、高溫和化學(xué)屬性很有可能相互勾結(jié)組成一個(gè)加強(qiáng)連。然而我們對(duì)這些潛在的毒性還知之甚少，需要更多相關(guān)的研究來揭示其中的機(jī)理。另一方面，海邊生態(tài)環(huán)境對(duì)淡化廢水的排放也有很大影響。例如，海底的海草，水藻和珊瑚礁都能阻礙海水的流動(dòng)和海底沉淀物的遷移，從而把廢水排放問題轉(zhuǎn)換為局部環(huán)境的災(zāi)難。因此，淡化廢水排放口的位置應(yīng)該盡量躲開這種海底動(dòng)植物茂密的地方。當(dāng)然，如果毒性強(qiáng)悍到致使海底植物大規(guī)模死亡的話，就不用考慮這個(gè)問題了。

此外，海水淡化還是一個(gè)“電老虎”工業(yè)。盡管采用先進(jìn)的反滲透技術(shù)以后。消耗能量大大降低，不過能源消耗還是非常驚人的。和其他工業(yè)項(xiàng)目相同，海水淡化工業(yè)還占用了大片土地，造成了空氣污染等其他環(huán)境問題。

美好愿景

不過太陽(yáng)還要照常升起的，人們還是要喝水洗澡的，所以海水還是要繼續(xù)淡化的。所謂兵來將擋水來土掩，科技總是在向前走的。于是有人開始想辦法解決這些棘手的淡化廢水。

方法一：腌成菜

有好吃的人提出先處理掉廢水中的有害物質(zhì)，然后拿來腌咸菜。這個(gè)提議很有建設(shè)性，不過考慮到眼下科學(xué)家還沒找出適用的方法來過濾掉其中的毒性，再加上我國(guó)的食品安全機(jī)構(gòu)頻頻在關(guān)鍵時(shí)候掉鏈子，如果沒天良的奸商利用這個(gè)空檔直接拿廢水腌咸菜，恐怕老百姓連喝水排毒的機(jī)會(huì)都沒有，送醫(yī)院洗胃之前就掛掉了。

方法二；利用發(fā)電廠廢熱來進(jìn)一步蒸餾廢水，收集結(jié)晶物體制成工業(yè)原料或是農(nóng)業(yè)化肥。

這個(gè)提議解釋了：你姥姥為什么喜歡早起買農(nóng)民伯伯自留地里的蟲眼小白菜和長(zhǎng)相磕磣的西紅柿，而不是超市里形狀規(guī)則、鮮亮好看的“干凈菜”。

方法三：設(shè)計(jì)更有效的排放口，盡早稀釋廢水。

對(duì)于排放的廢水進(jìn)行無(wú)害化處理很重要，看過韓國(guó)災(zāi)難電影《怪物》的朋友肯定都還記得，片中的武器生化學(xué)家圖一時(shí)方便，將未經(jīng)稀釋的化學(xué)藥品直接通過洗手池倒進(jìn)漢江，結(jié)果使江水中的魚苗基因突變成畸形的吃人八爪怪獸。這并非是電影人的幻想，上世紀(jì)九十年代，就有外國(guó)專家在自家城市的下水道中發(fā)現(xiàn)了白色的鱷魚。我們知道生物界是沒有白色鱷魚的，所以有推斷認(rèn)為是居民中有人將未經(jīng)處理的化學(xué)藥品倒進(jìn)了下水道，使鱷魚苗的身體遭到化學(xué)污染。至于城市下水道里怎么會(huì)出現(xiàn)熱帶雨林中的鱷魚，市政人員推斷可能是被寵物店或者是喜愛養(yǎng)古怪動(dòng)物的當(dāng)?shù)鼐用襁z棄的。

方法四：同時(shí)研究鹽海和近海珊瑚礁等生物結(jié)構(gòu)，提高近海海水交換的速率。

這個(gè)方法只能是短期內(nèi)的權(quán)宜之計(jì)，但還是不能避免給海洋環(huán)境增添壓力。當(dāng)然，有規(guī)劃的排污比沒規(guī)劃的排污的影響要小得多。海水自身的凈化能力可以幫助自己降低這種傷害程度。

方法五：利用高鹽堿度的廢水和海水的濃度差來發(fā)電。

這個(gè)提議還比較靠譜，但現(xiàn)階段海水淡化工廠在全球還未遍地開花，發(fā)電的原料來源是否充足以及消耗的能量與經(jīng)濟(jì)收益是否成正比還是個(gè)未知數(shù)。

大家的相關(guān)提議很多，其實(shí)說白了，還要因地制宜，發(fā)揮勞動(dòng)人民的主觀能動(dòng)性，你說是吧?