人類是進化了的高級動物,善於發明和使用工具來改善自然環境,以便趨利避害更好地服務於人類社會的發展。但是在人類社會的發展過程中,又存在不同程度的生態環境破壞的問題。
在修復自然環境、保護自然環境這方面,人類更是提出了一個有一個腦洞的問題,也出現了像中國這樣的「基建狂魔」。例如神秘商人牟其中曾提出想在喜馬拉雅山炸開一個口子,以便讓印度洋暖溼氣流順著西南季風進入到我國新疆南疆地區,將那裡的沙漠變位綠洲;再如我國東西南北跨度大,降雨量總體上南多北少且主要集中在夏季,為了解決北方尤其是華北地區嚴重缺水的問題,我國相繼建成了南水北調東線工程和南水北調中線工程,將長江流域豐富的水資源調往華北地區,惠及沿線約4.38億人口。
而在大洋彼岸的美國洛杉磯南部,有一個名叫伊萬霍(Ivanhoe)的水庫遠遠看去水面呈黑色,仿佛一片石油洩漏過的場景,走近一看才發現是一個個直徑約10公分的黑色塑料球漂浮在水面上,總數多達9600萬個,場面蔚為壯觀。
水庫放「球」有什麼用?
要搞清楚為什麼要在水面上放這麼多球,就要先了解這座水庫的主要用途是什麼。
原來伊萬霍水庫是洛杉磯南部近60萬居民的飲用水源,由於水體溴酸鹽嚴重超標,給當地居民身體健康帶來很大威脅,因為溴酸鹽在國際上已被定為2B級的潛在致癌物。
為了降低水庫水體中溴酸鹽的含量,洛杉磯市水電局便向伊萬霍水庫撒一種被叫做 Shade Ball 的塑料球,這種球裡不是裝的普通活性炭,而是一種可以分解溴酸鹽的物質。
洛杉磯水庫溴酸鹽超標是怎麼回事?
洛杉磯地處美國西部的加利福尼亞州西南部,是美國西部第一大、全美第二大城市,區域總面積約1215平方公裡,總人口約409萬,GDP約為7109億美元。
從地理位置和地形環境上來看,洛杉磯中心地理坐標為西經118°15′、北緯34°03′,處在北緯30~40度的大陸西岸,由於受副熱帶高氣壓帶和西風帶的交替控制,這裡夏季受副熱帶高氣壓帶的控制氣流以下沉為主要,氣候炎熱乾燥,而冬季隨著太陽直射點的南移這裡則被來自北太平洋的西風帶控制,氣候溫和溼潤。而且洛杉磯處在落基山脈(屬美洲科迪勒拉山系在北美的主幹)以西三面環山、一面臨海的開闊盆地中,受地形的抬升作用,其冬季降水較為豐富。
不過由於洛杉磯緯度比較低,再加上受地形的限制,這裡冬季受西風帶的控制時間比較短,因此全年的降雨量也相對較少,年降雨量約為378毫米,算得上終年乾燥少雨的半乾旱區。
由於洛杉磯經濟發達、人口稠密,工農業生產和居民用水量大,但這裡卻是終年乾燥少雨,因此水資源非常緊張,為了滿足日常用水需求,緩解用水危機,洛杉磯主要是通過建大壩攔截河流徑流(人工水庫)、跨區域調水以及海水淡化等途徑解決當地水資源短缺的問題。
實際上不僅只是洛杉磯,整個加利福尼亞州乃至美國西部的很多地方由於不同程度的缺水而靠修建水庫等方式來解決用水問題的。但是水庫的修建卻帶來另一個問題,那就是溴酸鹽超標。
通常情況下,溴化物天然存在於地下水中,氯氣一般用於除去水裡的大腸桿菌,而溴酸鹽是一種受熱後易分解的物質,主要是礦泉水以及山泉水等多種天然水源在經過臭氧消毒後所生成的副產物。當水庫水體暴露在太陽光下,由於長時間的照射伊萬霍水庫水中產生了致癌物質溴酸鹽和氯,這兩種有害物質的混合在一起,使水的顏色也發生了變化。
為了阻止伊萬霍這座百年老水庫繼續生成有害物質,洛杉磯市水電局便決定使用耗資最少且特製的塑料球來完全阻擋太陽光線的照射並分解這些有害物質,防止溴酸鹽的生成。
遮陽球的「功」與「過」
黑色「遮陽球」在伊萬霍水庫水面上覆蓋之後,既能有效阻止陽光對水體的照射而生成對人體有害的溴酸鹽,而且由於球體內部的空氣還能起到隔熱的作用,因此能夠在一定程度上降低水面的蒸發,據計算伊萬霍水庫使用遮陽球之後,全年的蒸發量降低了約8~9成,減少蒸發量約110萬立方米,這些對本來就缺水的洛杉磯來說本就是一件好事。
不僅如此,遮陽球還能起到抑制水中藻類繁殖等問題,是一個一舉多得的好方法。
但是遮陽球的使用也引來了一些爭議,主要有以下3點:
其一是投入成本高。單個遮陽球的成本約為0.36美分(折合2·349元人民幣),9600萬個就要花費將近3456萬美元(約2·26億元人民幣)的高額費用,而這種球的使用壽命為10年,按照每年節水110萬噸計算,10年共1100萬噸,再按照每噸水3.88元計算可節省約4180萬美元,而且這還沒有算上日常維護的費用,不過從長遠看這是一個燒錢的項目。
其二是塑料球摩擦和氧化釋放塑料微粒也是一大危害。經過長時間的日曬風吹雨淋和碰撞,會加速塑料球的老化,這個過程中塑料球就會釋放對人體有害的塑料微粒。
其三就是塑料球的遮擋阻止了水體垂直方向水體的交換,降低了水體自潔淨功能。我國宋代理學家朱熹在《觀書有感》一詩中寫道「問渠那得清如許為有源頭活水來」,由於水面被遮陽球覆蓋,水庫底下暗無天日,水庫表層水和深層水之間得不到交換,使得水體自淨功能降低,從而影響水質。
總結
美國洛杉磯使用塑料球只是單純地阻止水庫裡溴酸鹽的生成,這樣不僅沒有其它附加值,而且還會因為塑料球老化而產生塑料微粒,這同樣也會嚴重影響居民的飲水安全和身心健康。
其實結合美國西部很多地方氣候乾燥光照充足的實際情況,完全可以到中國學習華能山東德州丁莊發電項目中的水上光伏發電項目,既可完美的解決因太陽照射水體而產生有害的溴酸鹽,而且同樣可以降低水庫的蒸發量,同時還可以利用水庫水域面積廣闊、遠離城區等優勢架設更多的水上光伏設備,充分利用太陽能這種清潔可再生的能源豈不是更香。
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