效率大增40%,海水淡化關鍵技術突破,人類再也不用搶水喝了?

2021-01-15 丙圖出品

地球表面71%的面積被水覆蓋,然而淡水資源卻只有總量的2%,在這僅有的淡水資源中,87%都分布在兩極、冰川和高山的冰層中,人類可利用的淡水資源就只剩下大約21000立方公裡。水資源短缺,成為一個人類不得不面對的問題。

今天我們就來講講海水淡化為什麼迫在眉睫?

隨著淡水資源的日益緊張,人類把目光投向了海洋,隨之海水淡化技術受到各個國家的重視。

目前海水淡化最主要的技術就是蒸餾法和反滲透法。蒸餾淡化,簡而言之就是水蒸氣形成的過程,這種方法雖然古老,但是隨著技術的發展進步,目前仍然在海水淡化中佔據重要地位。

反滲透法,又叫做超過濾法。通常情況下,將相同體積的鹽水和淡水分別置於半透膜兩側,淡水就會自發地穿過薄膜,融進鹽水當中,這一過程叫做滲透。此時鹽水液面高於淡水,就會形成一個壓差,即滲透壓。但是如果在鹽水的一側施加一個大於滲透壓的壓力,那麼這時候鹽水就會穿過薄膜向淡水的一側流動,這種反向遷移過程就叫做反滲透。而在中間充當薄膜的物質叫作半透膜,它對透過的物質具有選擇性,只允許溶劑通過,而對溶質有截留作用。這種反滲透法可以將原水中的有機物、細菌等雜質截留去除,從而獲得高質量的純淨水。

目前,世界上已經有一百二十多個國家通過海水淡化技術獲得淡水,在全球海水淡化總量中,80%都用作了飲用水,解決了大約1億人的飲水問題。但是,海水淡化比淨化地表水的成本要高得多,在國內,淡化一噸海水大約需要6—7元,價格遠遠高於城市居民用水。所以,海水淡化對其他淡水資源嚴重匱乏的貧困國家來說,仍然是無比困難的。

然而,科學家已經找到了方法可以提高海水淡化的效率。科學家們發現,相比於薄厚程度,半透膜密度的均勻性與海水淡化效果的關係更為密切,可以通過均勻分配半透膜的密度,將效率提高30%—40%左右,從而以更少的成本淨化出更多的淡水。

雖然海水淡化技術在一定程度上幫人類緩解了淡水資源短缺的壓力,但是環境惡化、人類對水資源需求的日益旺盛等也依舊在加劇這種壓力,與其僅依靠淡化的海水,從根源上減少水汙染才更為關鍵。

除了海水淡化,還有沒有什麼辦法能夠擺脫水資源匱乏這個難題呢?歡迎大家在留言區評論,分享你的腦洞。

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