為什麼我們不從海水中過濾掉鹽分獲得飲用水?

2020-12-05 中國水網

把海水變成飲用水是人類一直的夢想

考慮到地球海洋中蘊含的廣袤水資源,目前通過淡化海水也只能滿足人類飲用水總需求的不到0.5%。人類每年需要新鮮淡水總量960立方英裡(4000立方公裡),總體上地表的淡水足夠滿足需要。但是卻存在區域性的飲水匱乏問題。

因此,為什麼我們不通過淡化更多的海水來緩解用水短缺和因用水發生的衝突?

問題在於,淡化海水需要大量的能源。鹽分在水裡融化非常容易,形成的化學鍵很難將之斷開。能源和海水淡化技術都是非常昂貴的,這意味著淡化海水將是費用昂貴的技術途徑。

實際上,要對海水淡化產生的費用進行估算卻也不太容易——這個數字與所在地區、勞動力價格、能源費用、土地成本、金融融資成本密切相關,甚至與海水中含鹽分也相關。淡化1立方米(264加侖)海水的成本從1美元以下到2美元以上都有可能。

而如果從江河或者地下採水,所需費用會直線下滑到10-20%,農夫通常在用水上所費甚少。

這意味著用當地的淡水總是比海水淡化要便宜的多。雖然從趨勢上看,價格之間的差距在不斷減小。比如,通過尋找新水源或者築壩來滿足類似加州這種地方的飲用水需求,每立方米的成本相當於海水淡化成本的60%。

遺憾的是有時候這種傳統的獲取飲用水的辦法不再有效。而且,獲取水源的費用也在不斷上升,以至於加州這種地方開始嚴肅考慮是否通過淡化海水來獲取飲用水,而類似佛羅裡達州Tampa這種地方已經決定建造全美最大的海水淡化廠了。

國際海水淡化協會提供的數據表明,2007年全球有大約13000座海水淡化廠在工作。這些工廠每天的產出大約147億加侖(556億升)可飲用的淡水。大部分工廠都分布在沙特這種水比油貴的地方。

接下來我們說說能源在淡化海水技術中的作用。

現在有兩種辦法來斷裂海水中的鹽水化學鍵:熱提溜方法和薄膜滲透方法。熱提溜方法需要熱量:把海水煮沸,水分蒸發留下鹽分,然後將水蒸氣冷卻獲得液態淡水。

使用最普遍的薄膜滲透方法稱為反滲透法。用半透膜將海水裡面的水分和鹽分分開。因為這種技術比提溜法便宜,因此大多數的淡化廠都採用這種方法,比如Tampa的淡化廠就是採用反滲透法淡化海水。

需要注意的是,淡化海水也會產生環境成本。海洋生物隨著海水進入淡化廠後將被消滅殆盡,一些海洋生物比如小魚和浮遊生物被消滅後會擾亂海洋裡的食物鏈。另外,海水淡化產生的高純度鹽分如何處理也是個頭疼的問題。如果把這些高含鹽的廢水排入大海,那麼本地的水生作物會受到嚴重傷害。處理這些環保問題難度不大,但是會增加淡化成本。

即便存在著經濟和環保上的種種問題,但如今人類耗盡其他水源的形勢下,海水淡化開始展現出吸引人的優勢。人類現在已經過度開採地表水,大地上遍布各種超出經濟和環境所能承受的大小水壩,只要是可資利用的江河,人類都將之堵塞。

雖然在有效合理利用現有水源上還有許多工作需要做,但是隨著世界人口的增長和水供應的縮減,海水淡化會越來越受到人們的青睞。

編輯:張倩

相關焦點

  • 石墨烯叕有了新用途,可以將海水轉化為飲用水
    研究人員表示,他們在追求高效的海水淡化過程中,到達了一個重大的轉折點,即石墨烯氧化膜可以作為篩子,篩出海水中的鹽分。目前的階段內,該技術仍局限於實驗室中,但這向我們演示了或許在某一天,我們能快速、輕鬆地把我們最豐富的資源之一——海水,轉化為我們最稀缺的資源之一——乾淨的飲用水。
  • 未來海水或能迅速淡化成飲用水(圖)
    這一成果有望在海水淡化領域獲得應用。  擁有精密快速的篩選功能  石墨烯是一種神奇的材料,有著一些獨特的特性,近幾年備受科學家青睞。比如它優良的導電性,讓人們在電晶體領域很看好它們。它幾乎完全透明,在太陽能電池或觸屏方面或許大有作為。不過,石墨烯與水之間有什麼樣的相互作用,人們了解得並不透徹。
  • 為什麼海水不能喝?不僅是因為鹹,看看將海水煮開后里面都有什麼
    為什麼海水不能喝?不僅是因為鹹,看看將海水煮開后里面都有什麼!節約用水一直是人們所提倡的,也許會有很多人有疑問,地球上這麼多水為什麼還要節約用水呢?其實地球上的水大部分都是海水,而海水是不能喝的,之所以海水不能喝,不僅是因為鹹,看看將海水煮開后里面都有什麼!
  • 出海時,船員為何寧願渴死也不喝海水?
    但若是你去了小漁村體驗漁家的生活,那麼在出海之前可一定記得要帶足飲用水。因為海水是不能直接飲用的,就連船員被困時寧死也不喝海水。首先,我們從初中化學學習就能夠知道,海水裡含的鹽分很高。若是將海水蒸發,剩下的物質90%都是鹽。這樣的水喝下去可謂是鹹的不行,不僅不能解渴,反而越喝越渴。其次,海水裡面含有大量的沙粒等雜質,非常髒。
  • 海水能不能轉化為飲用水?其實完全可以,只是運輸成本太高
    最近幾年,關於世界上的一些國家和地區鬧旱災的新聞常見於報端,很多人都會問:既然地球上的海水這麼多,為什麼不用海水來緩解旱災呢?其實很簡單,因為海水中存在大量的鈉鹽、鉀鹽和鎂鹽等鹽類,又苦又鹹,根本無法飲用,也無法被植物吸收,因此對地球上的旱災根本幫不上什麼忙。
  • 淨化海水30分鐘後就能喝?中澳科學家這項研究,或將解決全球飲用水...
    乾淨的飲用水是人類賴以生存的重要資源。然而,全球超過20億人喝不到乾淨水,因此面臨著感染致死性疾病的風險。據WHO顯示,隨著氣候危機加劇,到2025年全球一半的人口將生活在水資源緊張的地區。現在有了一種最新的淨水技術:將一個桌球一樣的材料放進一桶水中晃一晃,就能吸進水中的鹽分及其他雜質,淨化出安全可飲用的水。
  • 你遇上海難在海上漂泊,為什麼不能靠喝海水活下來?
    你可能聽說過有人在海上漂流,最後活活渴死的事情,但很多人,尤其是內陸地區的人恐怕很難理解,海裡那麼多水,為什麼就不能喝呢?二戰時納粹德國的醫生就做過殘忍的海水試驗,目的是尋找將海水變成飲用水的方法,這個實驗是納粹做過的12個臭名昭著的人體實驗之一,受害者是大約90多名吉普賽人。
  • 我們真的可以喝海水了嗎?
    有些人或者看過電影《未來水處理》,衡美小編我看了不下三遍,這個故事主要是講述了地球兩極冰川大量消融,地球成了一片汪洋,人們只能在水上生存的故事。造成兩極冰川融化的根本原因是因為溫室效應,冰川融化使得海平面上升,人類賴以生存的陸地漸漸消失,很多脆弱的生命因為食物和水的匱乏而死亡,電影中的主人公在這種環境中活得悠然自得,因為他的耳後有魚一樣的腮。這部電影拍攝於1995年,當時看這部電影認為只是一部科幻電影,是編劇的杜撰。
  • 有可能把海水轉化成飲用水嗎?如果可以的話,要通過什麼方式?
    當我們的地球浸入3260億加侖的水時,水不應該成為如此稀缺的資源,這似乎很奇怪。但事實證明,其中不到1%是可飲用的,剩餘的70%是海水,其餘的淡水在冰川上。在乾旱,自然災害和大氣再分配之間,對飲用水的需求每天都在增加。每年,全球新增人口8500萬人,全球淡水需求的增長率是人口增長率的兩倍,每20年左右翻一番。
  • 為什麼再渴都不能喝海水?老外自製蒸餾裝備,發現了這些東西!
    大家都知道生命的存在必須要有水的存在,要不然是活不下去的,雖然現在全球海洋資源佔據了71.28%,但其中淡水資源少得可憐,當某一天水資源殆盡的時候,後果是很可怕的,所以現在我們都提倡節約用水,保護水資源。但人們出海的時候,很多有經驗的海員都知道,海水是不能夠直接飲用的。
  • [洛陽晚報]只需幾分鐘,一杯海水變淡水
    中國在石墨烯研究方面獲突破,該研究可高效過濾海水中的鹽分  □據 中國科技網   記者從中國科學技術大學獲悉,該校工程科學學院近代力學系吳恆安教授和王奉超博士,與諾貝爾獎得主、英國曼徹斯特大學安德烈·海姆教授的課題組合作,在石墨烯功能材料研究方面取得突破性進展,發現了氧化石墨烯薄膜具有精準快速篩選離子的特性。
  • 為什麼就算快渴死了也不能喝海水?倘若喝了會怎麼樣?要注意了
    大家都知道,我們所住的地球其實是一個藍色的星球。地球上的海水就佔了地球表面積的71%,可以說地球上一些生物的生命全靠海洋的孕育,但是大家也知道,海水不是飲用水,它是不能喝的。那為什麼同樣是水,海水卻不能喝呢?如果人不小心喝了海水,會怎麼樣呢?
  • 合肥網第e時間:幾分鐘海水淡化成飲用水不再是「科幻小說」
    合肥網第e時間:幾分鐘海水淡化成飲用水不再是「科幻小說」 資訊標籤: 中科大 海水淡化成飲用水
  • 為什麼大海曬出的海鹽可以吃,海水卻不能喝?看完漲知識了
    海洋佔據了全球70%的面積,也孕育了很多生物,很多人嚮往大海,尤其是內陸沒有海的地方,現在很多海邊已經建設為旅遊景區,滿足了很多人的遊玩我們知道海水是不可以喝的,去過海邊遊玩的人也知道,如果不小心嗆到海水,會感覺特別的苦與鹹,那麼為什麼海水曬成的海鹽卻能吃呢因為海邊有人類活動,造成大量的海水汙染,並且海水中除了鹽
  • 澳洲科學家發明新型濾水器 99%過濾海水可直飲
    澳洲科學家發明新型濾水器 99%過濾海水可直飲 時間:2018-03-18 20:11:04
  • 海水為什麼是鹹的?
    這是個看似很簡單的問題,因為海水是鹹的是一個共同的認知,而海水之所以鹹是因為其中有大量的鹽分,一升海水中就有約35克的鹽,這就相當於把一瓶礦泉水中加了三礦泉水瓶蓋的鹽所產生的鹽度,確實有點齁人,而這恰恰也是海水不可以直接飲用的原因。
  • 媒體:北京市民有望喝上「海水淡化」飲用水
    媒體:北京市民有望喝上「海水淡化」飲用水 澎湃新聞記者 王俊 2019-02-26 16:44 來源:澎湃新聞
  • 眾所周知海水是沒法直接飲用得!為什麼海裡的魚兒卻沒有被鹹死?
    談到這個問題,其實很多去過海邊或者是生活在海邊的小夥伴們其實是可以發現的,還是是鹹的這個是不能直接拿來飲用的,所以我們在平常生活中的時候都是需要去喝淡水的但是對於生活在海水裡面的魚兒是怎麼樣解決這個問題的呢,今天小編就為大家來揭秘一下子吧。
  • 海水怎么喝?
    工作人員在監測淡化水質量目前,在全國600多座城市中,有近400座城市缺水。找水,成了城市的一大要務。發展至今,海水淡化的方法眾多,青島的海水淡化工程使用的就是極具科技含量的「雙膜法」。據青島百發海水淡化有限公司西班牙籍總經理約爾迪介紹,雙膜法是將加壓後的海水通過半透膜進行分離,水分可以通過半透膜,而其他物質不能通過薄膜,從而獲得淡水。由於節能、規模可大可小等優點,雙膜法也是現在國內外採用的主流方法。
  • 荒島上寧願渴死都不能喝海水?黑科技人員卻敢喝到飽
    首先每天8杯水少不了,衣服也要按照不同的種類分開洗,洗個澡的時間更是堪比一集電視劇……但世界上卻還有著三分之一的缺水地區,那裡的人們別說洗澡洗衣服了,連喝口水是問題!所謂3分陸地,7分海洋,其實地球的水資源很豐富,只是海水不能為人們直接使用。所以有些人就突發奇想:能不能有什麼黑科技,把近乎無限的海水轉化為可飲用的淡水呢?