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“非常規水源”,潛在水供應或可助全球四分之一人口

發布時間:2022-05-30 14:01:00來源: 科技日報

  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

  世界麵臨(lin) 著越來越多複雜交錯的挑戰。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(hui) 經濟挑戰,影響到人們(men) 的生計和福祉。

  由於(yu) 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(yan) 重的缺水問題被認為(wei) 是衝(chong) 突、社會(hui) 動蕩和移徙的一個(ge) 主要原因,同時,水越來越被視為(wei) 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(yu) 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(nong) 業(ye) 組織聯合出版新書(shu) ——《非常規水源》,呼籲各國利用地球上豐(feng) 富的“非常規水源”——例如在地下深處或冰山中發現的水資源,幫助全球麵臨(lin) 飲用水、衛生設施、農(nong) 業(ye) 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(yi) 人受益。”該書(shu) 主編、UNU-INWEH副所長曼佐爾·卡迪爾說,“這些資源對於(yu) 在幹旱地區建立未來至關(guan) 重要。”

  該書(shu) 確定了六大類非常規水源,它們(men) 的獲取方式各有不同:通過播雲(yun) 和集霧器從(cong) 空氣中收集水;在近海和陸上開采淡水和微鹹地下水;再利用水;微量收集原本會(hui) 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,以及全麵的成本分析和創新的融資機製。

  海陸空全方位收集水源

  作者指出,大氣中估計有1.3萬(wan) 立方千米的水蒸氣,這類水源可通過播雲(yun) 或增雨、霧收集等方式從(cong) 空氣和地麵上收集。

  在適當的條件下,播雲(yun) 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(hui) 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(ge) 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(chan) 約7.5萬(wan) 升水,每升成本僅(jin) 為(wei) 33美分。

  此外,作者還指出,還可開采海上和陸上深層地下水。可再生地下水的體(ti) 積可能高達500萬(wan) 立方千米,但其中大部分往往是微鹹的。

  世界各地大陸架淺水層的含水層中有大量的水(估計為(wei) 30萬(wan) —50萬(wan) 立方千米)。這些含水層離海麵不到100公裏,是數百萬(wan) 年前海平麵低時形成的。現在,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(yu) 水平鑽井技術相結合,可以生產(chan) 出經濟上可觀的淡水量,並可泵送至海岸,至少能持續30年。

  含有鹹水或微鹹水的深層地下含水層也可為(wei) 世界提供數百萬(wan) 立方千米的水。以色列和西班牙已經在用由微鹹水生產(chan) 的淡化水灌溉高價(jia) 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)的破裂以及隨後冰山的“漂洋過海”。作者指出,每年有超過10萬(wan) 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(chan) 淡水並不是一個(ge) 新想法,但人們(men) 還未曾嚐試長距離的冰山拖曳,因為(wei) 在拖曳過程中存在水體(ti) 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(yi) 噸,這在經濟上是一個(ge) 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(wei) 潛在資源,因為(wei) 它們(men) 每年排放約100億(yi) 噸壓載水。

  此外,作者強調,海水淡化和廢水再利用可作為(wei) 其他重要選擇。海水淡化每天貢獻超1億(yi) 立方米的水,供養(yang) 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於(yu) 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(ya) 溫得和克25%的飲用水供應,滿足了新加坡40%的需求。聖地亞(ya) 哥、加利福尼亞(ya) 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(nong) 業(ye) 用水需求。

(責編: 陳濛濛)

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