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    淡水缺了 “非常規水源”來補潛在水供應或可助全球四分之一人口|今日視點

    2022-05-30 01:00:00 來源: 科技日報 作者: 張佳欣

    在印度加爾各答,一艘客輪駛過被濃霧包圍的胡格利河。圖片來源:美國《國會山報》網站

    科技日報實習記者 張佳欣

        世界面臨著越來越多復雜交錯的挑戰。就影響而言,水缺乏是全球前五大風險之一,其影響將遠遠超出社會經濟挑戰,影響到人們的生計和福祉。

      由于淡水資源和人口密度在世界各地分布不均,一些地區和國家已經缺水。日益嚴重的缺水問題被認為是沖突、社會動蕩和移徙的一個主要原因,同時,水越來越被視為實現可持續發展的國際合作工具。隨著有限水資源的壓力不斷增加,需要可持續地利用和評估缺水地區的每一種可用選擇。

      5月26日,聯合國大學水、環境與健康研究所(UNU-INWEH)、聯合國大學材料通量和資源綜合管理研究所以及聯合國糧食及農業組織聯合出版新書——《非常規水源》,呼吁各國利用地球上豐富的“非常規水源”——例如在地下深處或冰山中發現的水資源,幫助全球面臨飲用水、衛生設施、農業和經濟發展用水短缺的四分之一的人口。

      “利用非常規水源的潛力可以使數十億人受益?!痹摃骶?、UNU-INWEH副所長曼佐爾·卡迪爾說,“這些資源對于在干旱地區建立未來至關重要?!?/p>

      該書確定了六大類非常規水源,它們的獲取方式各有不同:通過播云和集霧器從空氣中收集水;在近海和陸上開采淡水和微咸地下水;再利用水;微量收集原本會蒸發的雨水;充分利用船舶壓載艙水,或拖曳冰山將水以物理方式移動到缺水區域;海水淡化等。

      同時,卡迪爾強調,實施利用這些資源的國家行動計劃首先需要對環境權衡進行評估,以及全面的成本分析和創新的融資機制。

      海陸空全方位收集水源

      作者指出,大氣中估計有1.3萬立方千米的水蒸氣,這類水源可通過播云或增雨、霧收集等方式從空氣和地面上收集。

      在適當的條件下,播云可以將降雨量增加多達15%。研究表明,增雨可以在合理的成本效益比下發揮作用。越來越多的國家計劃實施增雨以應對水資源短缺和其他社會需求。

      智利、摩洛哥和南非的偏遠地區100多年來一直使用垂直網收集霧氣,每個大陸都有霧氣收集點。在濃霧天,每平方米網孔可收集超過20升的飲用水。以每平方米不到250美元的總成本持續超過十年,每平方米可生產約7.5萬升水,每升成本僅為33美分。

      此外,作者還指出,還可開采海上和陸上深層地下水??稍偕叵滤捏w積可能高達500萬立方千米,但其中大部分往往是微咸的。

      世界各地大陸架淺水層的含水層中有大量的水(估計為30萬—50萬立方千米)。這些含水層離海面不到100公里,是數百萬年前海平面低時形成的?,F在,新的海洋電磁勘探方法提供了近海淡水的詳細圖像。這些圖像與水平鉆井技術相結合,可以生產出經濟上可觀的淡水量,并可泵送至海岸,至少能持續30年。

      含有咸水或微咸水的深層地下含水層也可為世界提供數百萬立方千米的水。以色列和西班牙已經在用由微咸水生產的淡化水灌溉高價值作物。

      物理化學方式結合開發水源

      氣候變化加速了極地地區大塊冰(冰山)的破裂以及隨后冰山的“漂洋過?!?。作者指出,每年有超過10萬座北極和南極冰山融化到海洋中,其中的淡水比世界消耗的還要多。

      作者表示,利用冰山生產淡水并不是一個新想法,但人們還未曾嘗試長距離的冰山拖曳,因為在拖曳過程中存在水體積的顯著損失和冰層的潛在破裂。然而,一項將冰山拖到南非開普敦的財務可行性分析表明,如果被拖曳的冰山足夠大,即1.25億噸,這在經濟上是一個有吸引力的選擇。然而,還存在將冰山水變成飲用水以及對環境帶來影響的其他挑戰。

      作者還將船舶確定為潛在資源,因為它們每年排放約100億噸壓載水。

      此外,作者強調,海水淡化和廢水再利用可作為其他重要選擇。海水淡化每天貢獻超1億立方米的水,供養了世界上大約5%的人口。盡管如今海水淡化是能源密集型的,但納米顆粒增強膜和正向滲透等創新技術正在將能源輸入減少20%—35%。

      就廢水再利用而言,許多國家處理過的廢水越來越多地用于補給提供飲用水的地下蓄水層。經過處理的廢水提供了納米比亞溫得和克25%的飲用水供應,滿足了新加坡40%的需求。圣地亞哥、加利福尼亞和其他美國城市同樣通過這種方式獲得部分飲用水,而以色列和其他地方則使用經過處理的廢水來滿足其近四分之一的農業用水需求。

    責任編輯: 左常睿
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