尋找全球淡水工廠

方舟

淡水資源是人類賴以生存的重要資源，在人類無節(jié)制地開發(fā)大自然、追求經(jīng)濟發(fā)展時，淡水資源短缺的問題日益凸顯。

目前，一些國家已在利用地下含水層擴大水源，有的國家還在試驗將循環(huán)水用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或其他方面?！凹词箾]有全球環(huán)境變化，到2050年，養(yǎng)活90億人在農(nóng)業(yè)上還需要另外的2000到3000立方千米的淡水?！比鸬渌沟赂鐮柲Υ髮W水資源專家約翰說，“新的方法，例如集水技術(shù)，在未來絕對至關(guān)重要?！?/p>

在嚴峻形勢的倒逼下，許多國家另辟蹊徑，利用非常規(guī)手段緩解淡水危機。

以色列：海水淡化

在大多數(shù)人印象中，以色列在滴灌技術(shù)、再生水利用等方面領先世界，殊不知該國在尋找新的水資源和確保水資源安全兩方面也正異軍突起，并已躍居世界前列。

近年來，以色列淡水需求缺口越來越大，國內(nèi)主要水源——北部的加利利湖水面已多年處于紅線之下，在不可能進一步增加供水的現(xiàn)狀下，新的水源從哪來？提高循環(huán)水利用率？現(xiàn)已高達75%，位居世界第一；提高水資源使用效率？以滴灌為基礎的人工智能水利管理系統(tǒng)，在水資源利用率上近乎極致；提倡節(jié)約用水？這是每年都在高呼的口號。

所有這些措施都沒能彌合越來越大的淡水需求缺口。最終，以色列人把眼光轉(zhuǎn)向占地球面積2/3的大海，只有取之不竭的海水才能緩解人類的水危機。

如今，付諸商業(yè)應用的海水淡化技術(shù)主要有蒸餾法和反滲透法，后者由于具有設備投資小、能量消耗低、建造周期短等諸多優(yōu)點而發(fā)展迅速。

以色列現(xiàn)已擁有3座大型反滲透海水淡化廠，年產(chǎn)淡水2.3億立方米。其中哈代拉海水淡化廠年產(chǎn)淡水量達1.27億立方米，為目前世界上最大的反滲透海水淡化廠。

智利和秘魯：霧中取水

在智利和秘魯?shù)囊恍┐迩f，村民們常常通過用網(wǎng)收集海霧獲得淡水。這種方法的原理是：編織一張超大網(wǎng)絡，讓空氣中的細小水珠遇到網(wǎng)線后凝聚成大水珠而被收集。

現(xiàn)有技術(shù)主要由聚烯烴材料編織成網(wǎng)絡，雖然簡單易行且價格便宜，但網(wǎng)絲過粗、網(wǎng)眼過大，導致只能在輕霧狀態(tài)下獲得2%的取水率。

研究人員發(fā)現(xiàn)，非洲納米比亞沙漠中有一種獨特的昆蟲——納米比亞沙漠甲蟲，能從由海上飄到沙漠的霧中收集所需水分。通常在晚上或清晨，沙漠甲蟲迎著霧調(diào)整甲殼的角度收集濕氣，濕氣凝聚成水滴后沿著甲殼邊緣的小槽流入甲蟲口中。

原來，甲蟲身上具有滲透性功能的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之所以有很高的取水率，主要是因為風使霧珠圍著網(wǎng)絲表面旋轉(zhuǎn)而凝聚。研究人員由此獲得靈感，采用比頭發(fā)絲粗3至4倍的不銹鋼作為網(wǎng)絲編織網(wǎng)絡，并在網(wǎng)絲表面涂上一種易讓水珠下沉的化學涂料，減少網(wǎng)絲交會角滯留現(xiàn)象的發(fā)生。

這種被稱為“霧珠采集系統(tǒng)”的垂直網(wǎng)絲結(jié)構(gòu)，在輕霧條件下可讓系統(tǒng)獲得10%以上的取水率，如果將網(wǎng)絡疊加使用，還可以得到更大的取水率。

印度：河岸過濾

每年七八月，數(shù)以百萬計的印度朝圣者都會涌向圣城哈利瓦。為城市提供淡水的水源無法滿足每年涌入的人群，因此這里需要新的水源。恒河的河岸提供了一個解決方案。

河岸過濾的方法很簡單：在位于合適地質(zhì)區(qū)域的河邊挖井，河水通過沙子和礫石過濾，分離出大部分的化學和生物污染物，從而得到相對干凈的水。

“處理過的水也許并不總能滿足人們對水質(zhì)的要求?！甭?lián)合國水資源研究所環(huán)境工程師Saroj Sharma表示。不過當河道比較干凈、地質(zhì)條件也比較有利時，如在哈利瓦，可能只需要少量的消毒措施就可使用。

卡塔爾地區(qū)：綠化沙漠

科學家研究發(fā)現(xiàn)，在卡塔爾的沙漠中，海水和陽光可以在自我維持的循環(huán)中得到食物和干凈的水。

撒哈拉森林計劃由挪威一家公司在2009年實施，去年，該公司700平方米的溫室生產(chǎn)出的蔬菜量相當于整個歐洲的商業(yè)溫室生產(chǎn)量。

溫室通常會保存熱量，但像卡塔爾這樣炎熱的地方則相反。從100米外的海洋中運來的水會在溫室迎風面的格子中流動。水蒸發(fā)時就會增加進入溫室的空氣的濕度，并使其溫度下降10℃左右，令室內(nèi)氣候適宜黃瓜和西紅柿等蔬菜的種植。其他作物如大麥和有用的沙漠植物則生長在溫室下風向處。

晚上沙漠降溫時，溫室內(nèi)表面的水分凝結(jié)，并被收集用于灌溉和飲用。海水淡化設備會對其進一步淡化。整個過程運行所需的電力均來自太陽能。這一概念在任何接近海平面的干燥和陽光充足的地區(qū)都能工作，海附近區(qū)域的抽水成本也較低。