海水淡化

　　全球淡水告急!世紀之交的各種傳媒，整天談論缺水問題。的確，在人類面臨的資源危機中，除能源危機之外，最為人擔憂的是淡水危機。

　　我們常說我們的地球是個水球，到處都是水。但是，供人類生存、發展使用的淡水卻少得可憐。全球水量中，97％是又苦又咸，不能飲用、不能灌溉、不能燒鍋爐、不能洗滌的海水。3％的淡水的絕大部分又凍結在極地、高山的冰雪中。深埋在地下、懸浮于空氣中的淡水也無法直接利用。其結果是，大約只有0．007％的存在于江、河、湖泊、水庫和淺地層中的淡水是人類可以利用的。

　　由于淡水分布的不均勻，地球陸地本來就有60％的地方是缺水地區和根本無水的沙漠。目前，全世界大約三分之一的人口生活在缺水狀態中。據預測，到2025年，全世界三分之二的人口將生活在缺水狀態中。現在，世界上已經有些地區，如中東地區，正在為爭水而打仗。有一份權威性的研究報告說：“除非我們改進淡水供給政策，否則我們將可能因缺水而引起大規模沖突，發生大災難。”

　　淡水危機鬧到如此嚴重的程度是不奇怪的。3000年前的銅器時代，全球人口不過2-3千萬，現在已經突破60億。中國人口在清朝以前，長期保持在5-9千萬之間，現在已經突破12億。為滿足最低需要，一個人一天要喝2-2.5升水。為保證一人一天之需，古代人一兩擔(50升)水就足夠了。現代城市居民，一天每人沒有300升水，就不能保持生活的舒適。現代農業、工業都消耗大量淡水，沒有水，工農業便不能發展。淡水缺乏如此急迫，向海洋索取淡水成為刻不容緩的任務。　　

　　海水淡化是人類追求了幾百年的夢想。早在世界大航海時代，英國王室曾懸賞征求經濟合算的海水淡化方法。但是，至今尚無人得到這一賞格。因為到目前為止，海水淡化的方法雖然有了320多種，但是，還沒有一種達到該賞格規定的“物美價廉”的標準。

　　“物美價廉”、“經濟合算”也是相對而言的。以石油為能源，從海水生產出來的淡水，可能比油還貴。但是，在特定情況下，還是值得的。大航海時代就已經有蒸餾器供遠航帆船應急之用。輪船時代，幾乎所有遠洋商船和作戰艦艇上都安裝了應急的海水淡化設備。盡管這些海水談化設備除了例行“試車”，幾乎從來沒有投入使用過，按照海上安全航行制度規定，一切有關艦船在設計的時候，都不能缺少應急海水淡化設備。

　　一些小型海島，在國防、科學研究、資源開發方面地位十分重要。為保證駐島人員的生活，除從大陸運送淡水外，安裝代價昂貴的海水談化裝置也是必要的。如我國西沙群島、南沙群島駐軍單位和海洋觀測站上都有海水淡化裝置，并經常投入使用。

　　盛產石油、經濟富有的中東國家，大多是干旱的沙漠地區。在這樣的地區，水比油貴并不認為是不合算的。他們花費一些石油和金錢，大規模淡化海水，供應人們的生活，澆灌樹木花草，美化環境。他們覺得這是很值得的。

　　正因為如此，20世紀50年代以后，海水談化，作為一門現實的應用技術，發展很快。在已經開發的20幾種淡化技術中，蒸餾法、電滲析法、反滲透法達到了工業規模的生產應用。

　　電滲析淡化法是使用一種特別制造的薄膜實現的。在電力作用下，海水中鹽類的正離子穿過陽膜跑向陰極方向，不能穿過陰膜而留下來；負離子穿過陰膜跑向陽極方向，不能穿過陽膜而留下來。這樣，鹽類離子被交換走的管道中的海水就成了淡水，而鹽類離子留下來的管道里的海水就成了被濃縮了的鹵水。

　　反滲透淡化法更加絕妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只讓淡水通過，不讓鹽分通過。如果不施加壓力，用這種膜隔開咸水和淡水，淡水就自動地住咸水那邊滲透。我們通過高壓泵，對海水施加壓力，海水中的淡水就透過膜到淡水那邊去了，因此叫做反滲透，或逆滲透。

　　蒸餾法的原理很簡單，就是我們在實驗室里制備蒸餾水的原理。把海水燒到沸騰，淡水蒸發為蒸汽，鹽留在鍋底，蒸汽冷凝為蒸餾水，即是淡水。

　　這種古老的海水淡化方法，消耗大量能源，產生大量鍋垢，很難大量生產淡水。現代多級閃急蒸餾淡化使古老的蒸餾法煥發了青春。

　　水在常規氣壓下，加熱到100℃才沸騰成為蒸汽。如果使適當加溫的海水，進入真空或接近真空的蒸餾室，便會在瞬間急速蒸發為蒸汽。利用這一原理，做成多級閃急蒸餾海水淡化裝置。此種淡化裝置可以造得比較大，真空蒸發室可以造得比較多，連接起來，成為大型海水淡化工廠。這種淡化工廠，可以與熱電廠建在一起，利用熱電廠的余熱加熱海水。水電聯產，可以大大降低生產成本。現行大型海水淡化廠，大多采用此法。如果太陽能蒸發淡化法能夠投入實用，古老的蒸餾淡化技術又上一個節能的新臺階。

　　目前，海水淡化基本上也已經形成新興產業部門。1975年，全世界海水淡化日產量達200萬噸。此后，以每兩年翻一番的速度增長。 1975年，香港建成一個日產18萬噸的海水淡化廠，在當時屬于世界先進的淡化廠。祖國從1965年開始向香港供水。引用充沛的東江水，不斷擴大“東深供水工程”，保證香港發展充足用水。1975年建成的大型海水淡化廠成了備用設備。 1983年，沙特阿拉伯吉達港建成日產30萬噸海水淡化廠。接著，巴林建成日產10萬噸海水淡化廠。科威特海水淡化能力日產100多萬噸。中東盛產石油的富國，人民生活用水基本上已可完全依靠海水淡化來供應。

　　海水談化技術的進步鼓舞著我們，人類必能最終找到生產大量廉價淡化海水的方法，最終克服淡水緊缺的威脅。在這個問題徹底解決之前，我們應當實行節約用水。

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