登陆注册
6716500000024

第24章 明天的水源

水是人类生存的头等重要物质,也是工农业生产和科学技术发展的必不可少的条件,随着现代化工业的发展和人口的不断增长,许多国家和地区的需水量已超过其天然淡水来源。

全球水量中,淡水仅占3.4%,淡水中有68.9%是固体的冰川水,真正可以利用的淡水资源,仅占地球水量的十万分之一。目前全世界60%的地区面临供水不足,约有四十多个国家12亿人口在闹“水荒”。长期以来,人们把水看作是取之不尽,用之不竭的天授之物。事实上,世界的“水荒”正在不断地加深,威胁着人类的生存。根据水循环和水量平衡原理,水,这种可以再生的资源,其数量还是有限的。为了解决水荒,寻找淡水资源,许多国家采取了不少措施。目前,海水淡化技术已比较成熟,因此世界各国对海水淡化寄予了极大希望,预计21世纪有可能成为沿海城市的主要淡水来源。

海水最重要的资源中,主要是水。所谓海水淡化,就是除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程,又称海水脱盐。

海水淡化的方法很多,主要有蒸馏法、电渗析法、溶剂萃取法、水合物法及离子交换法等。目前,世界上采用的最主要的方法是蒸馏法。

我们知道,海水在阳光的照射下有强烈的蒸腾作用,蒸腾的水汽在天空遇冷便凝结成小水滴,小水滴再在一定的天气条件下形成降水——雨。海水又苦又咸而雨水却是不咸不苦的天然淡水。根据这个原理,科学家发明了蒸馏淡化法。

蒸馏法淡化海水的方法比较简单。将海水不断加热,使海水一直保持沸腾状态,高温海水进入保持真空的蒸发室,使海水在瞬间急速蒸发变成水蒸汽,水蒸汽通过冷凝器冷却后便凝结成淡水。通常,冷却水蒸汽是用冷的海水作为冷却剂,同时,水蒸汽冷凝时放出大量的热又可以用来加热海水。

用蒸馏法淡化海水,需要不断地给海水加热,这就要消耗大量的燃料,从经济上看,淡化海水的成本比较高。是否可以不用燃料就能淡化海水呢?

科学家又发明了利用太阳能作为海水蒸发的热源,把水蒸发后再冷却回收得到淡水的太阳能淡化法。还有利用电厂的低压蒸汽为热源的蒸馏法,通常称为热电造水。

冷冻法,就是降低海水的温度,使海水结成冰块,而让盐分留下来,再把冰融化,就可以得到淡水。据测算,冷冻法使海水淡化所需要的能量要比用蒸馏法使等量的海水淡化所消耗的能量少得多,所以冷冻法在某种意义上比蒸馏法更有前途。

电渗析法,是使用两种薄膜——阴离子交换膜和阳离子交换膜,通电以后,将水中的盐类分解成阴阳离子,分别通过两种薄膜跑到一边,剩下来的就是没有盐分的淡水。

反渗透法,是用一张特殊结构的渗透膜,它只让水通过而不让盐类溜走,这样一来,水和盐就分开了。反渗透法分离效果好,只要将一种半透膜分层安装在淡化器里,用压力泵不断地向淡化器内泵入海水,通过半透膜渗透出来的淡水汇集到出水口流出;通不过半透膜的咸水从另一个出水口流出,这样反渗透淡化器就可以连续工作了。这种反渗透淡化器可大可小,大的放在海边和海岛上,可以解决居民饮水;小的可以放在船舰上,解决船舰上人员的用水。

不过,反渗透淡化海水的关键是选择一种理想的半透膜。这种半透膜要求有足够的强度,要求它的溶解度小和抗腐蚀性强,在海水中长期使用不溶解、不变质。制造这样的半透膜成本是很高的,现在还在进一步研究改进,以提高制造渗透膜的工艺水平,扩大生产规模。

尽管海水淡化是解决世界“水荒”的一条途径,已经采用的淡化海水的方法各种各样,虽然各有所长,但成本都很高。因此,人类探索低成本淡化海水之路还相当艰辛。于是科学家们想到了地球上南极大陆和北冰洋中的冰川。这些来自大洋中的海冰和大陆冰川的冰是地球上的“固体淡水库”。它们在海流、洋流、风浪等自然力的作用下漂流开来。因此,科学家们认为融化冰山是取得淡水资源的最好途径。

据估计,南极每年约有104万亿吨冰川成为冰山,如果把它们完全融化成淡水,那么,世界上平均每人每年可以得到三百多吨淡水,足以解决水荒带来的危机。法国科学家经考察认为,一座8500万吨重的冰山,拖过印度洋,到红海后将冰山分成好几块,然后运到沙特阿拉伯的吉达港。用这种方法获得淡水,一立方米只需55美分,而现在当地居民用水,一立方米需79美分。

1981年,法国成立了“国际冰山运输有限公司”,投资一亿美元,以实现这个计划。美国科学家研究认为,将南极冰山拖到美国加利福尼亚海岸融化成淡水,成本比淡化海水便宜得多。美国科学家还设计了一种方案:用大型海洋拖轮把事先选好的冰山拖到南美洲的西南角,使它随洋流北上,当它经过秘鲁和厄瓜多尔海面时,再用拖轮把冰山拖入另一条洋流,继续北上,在夏威夷海面转往东,到达美国西海岸。经过计算表明,即使冰山拖运过程中融化了一半,每吨冰山融化后的淡水成本也只有二到四美分,与我们现在用的自来水成本差不多。

融化冰山获取淡水,说起来简单,做起来却很不容易。首先,南极海域是个气候多变的地区,狂风、巨浪、洋流、大旋涡等,会给拖运冰山造成很多困难。海浪的冲击会使冰山上产生很深的凹槽和洞穴,很容易使冰山在拖运中崩解;其次,冰山进入温暖水域以后,外层冰会发生融化使整座冰山失去平衡,左右摇晃,翻转打滚,给拖船带来极大的危险;再者,当冰山被拖到窄小的海峡后,还要进行解体作业,如此等等,这样看来融化冰山取得淡水也是很不易的。不过可以说,在人还没有发明廉价的海水淡化的方法之前,拖运冰山仍然是解决淡水不足的一条有希望的途径。

展望21世纪,随着科学技术的飞速发展,科学家所有的设想都会成为现实,到那时,人类“水荒”问题一定会从根本上得到解决,人类会真正拥有用之不竭的淡水资源。

同类推荐
  • 恐龙未解之谜(世界未解之谜精编)

    恐龙未解之谜(世界未解之谜精编)

    本书是《世界未解之谜精编》系列之一,该系列精心收集了众多千奇百怪、扑朔迷离的世界未解之谜,内容涉及宇宙、生物、地理、飞碟、人体、恐龙、宝藏、百慕大、历史、金字塔、文化等多个领域,书中令人耳目一新和不可思议的未解之谜,给予了人类新的思索。人类究竟创造了多少奇迹,又留下了多少谜团,有待我们进一步探索和研究……我们深信,通过不断的努力,未知一定会变为已知。让无数探寻声化做利刃,刺破一桩桩人类千年未解之谜。
  • 探索失踪之谜(科学探索的真相)

    探索失踪之谜(科学探索的真相)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们读者的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,增强科学探索精神,这是科学普及的关键。
  • 动物生存智慧

    动物生存智慧

    遍览大千世界中形形色色的动物,不必说鹰击长空,鱼翔浅底,虎啸山林,狼行天下的壮美画卷,也不必说乌鸦反哺,羊羔跪乳,海豚救人,比翼双飞的高尚情感,就说蚂蚁精诚团结,壁虎断尾自救,雁群纪律严明,斑羚顾全大局的生存智慧,也应当成为我们人类学习的榜样。
  • 地理谜团百科(奥秘世界百科)

    地理谜团百科(奥秘世界百科)

    本套书全面而系统地介绍了当今世界各种各样的奥秘现象及其科学探索,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科学性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使读者在兴味盎然地领略世界奥秘现象的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,增加知识,能够正确了解和认识这个世界,激发求知的欲望和探索的精神,激起热爱科学和追求科学的热情,掌握开启人类和自然的金钥匙,使我们真正成为人类和自然的主人,不断认识世界,不断改造自然,不断推进人类文明向前发展。
  • 地球的变脸:天气与气候(地理知识知道点)

    地球的变脸:天气与气候(地理知识知道点)

    人类在日常生活中,比较关注气象的问题,依此安排自己的出行、生产等问题。这里的气象也就是我们常说的天气。天气是指经常不断变化着的大气状态,既是一定时间和空间内的大气状态,也是大气状态在一定时间间隔内的连续变化,所以可以理解为天气现象和天气过程的统称。天气现象是指发生在大气中的各种自然现象,即某瞬时内大气中各种气象要素(如气温、气压、湿度、风、云、雾、雨、雪、霜、雷、雹等)空间分布的综合表现。天气过程就是一定地区的天气现象随时间的变化过程。本章着重讲述了大气层、天气与人类生活、天气预报、气象卫星,以及各种天气现象。
热门推荐
  • 极品美女的极品保镖

    极品美女的极品保镖

    林氏集团的董事长林锋以年薪100万为爱女林黛儿海选保镖占据着新闻的各个板块的头条,成为了人们茶余饭后热议的话题。身怀绝技的余文天轻松的成为林黛儿的保镖,然而余文天的目的并不是保护美女黛儿,也不是为了百万年薪,而是为了林家里的一样东西。
  • 怪盗基德之恋心光辉

    怪盗基德之恋心光辉

    她是他的青梅竹马,他们隐藏着真实的感情,不想有一天,他突然离开了。但并不是真的离开,只是换了另一个身份来守护她。她和他也是青梅竹马,打打闹闹走过每一天,他不曾想过会成为她讨厌的人。他们邂逅的那天,樱花飘,玫瑰香。他们分离和重逢的那天,他们都在,依就喜欢着对方。可,重逢后的故事刚刚开始,新的危机又再次降临。命运之轮再次转动,能否转动永恒。原本是一场此生早已注定的爱恋,但命运就是这样爱开玩笑。他们能否始终坚持所爱,续写永恒?
  • exo对不起,我爱你

    exo对不起,我爱你

    当你闭上了眼,你会觉得眼前是明亮的吗?至少当我闭上眼睛的时候,我会看得很清楚。你对我的爱不过是出于内心的愧疚,可是我要的爱并不是你想象的我要的,你只是一味的把你认为我所需要的塞给我,我们不要在浪费彼此的时间,好吗,我已经找到那个懂我的人,年华似光,我们变了……
  • 江山负我:重生之素手翻云

    江山负我:重生之素手翻云

    当爱情化为杀人的利刃刺入她的胸膛,她不由轻叹人心薄凉。妖啊,妖,人妖殊途,恨只恨自己识人不清,恨那感情蛇蝎心肠。不甘,不愿。这大好河山,终是负我。这世间千千万万事,终有因果,总有一日,我——自当轮回!
  • V病毒

    V病毒

    病毒爆发、末世降临、丧尸横行。生存!战斗!拯救!人类还是丧尸V病毒的爆发!无数的丧尸突然涌现!……………………………………………恳请推荐票支持,各位小伙伴看完之后,请顺手丢上几张推荐票吧,小辣椒在这里先谢谢了!!
  • 世界之渊

    世界之渊

    人们活着总是说着相信科学,当世界上出现了难以以科学解释的事情,他们会选择逃避。逃避不是不解决问题,而是人类本能的害怕与畏惧。亡魂,在世间游荡,他们居无定所,人的身体始终是最好的栖息地。当人们见到了他们,这就是常说的神经病,有些是真的有病,而,有的人,真的是那样的么?这就是科学所不能回答的问题……并不是说,古时候的鬼就是空穴来风,或许,他们是在一起待过的,才能如此熟悉。死神,并不陌生的名次,当恶鬼开始把人类的身体变成理所当然的“家”,他们只是世界适时而生的领引亡魂的使者……不手上的黑曜石戒指正闪着暗暗的光亮,陪死神度过万千年的时光……呵呵呵,准备好了么?和我一起走进这所谓“迷信”的世界……
  • 特工阿尔的美剧史诗

    特工阿尔的美剧史诗

    因为变种人的存在,我觉得这世界就够刺激了。谁想到几年后duang!duang!duang!的又蹦了各种各样拥有奇怪的能力的家伙们。世界太危险了,长官我要退休。“闪灵”神盾局资深特工———阿尔-柯特兰
  • TF之你到底是谁

    TF之你到底是谁

    嗯哼!不剧透哦,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈!
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 定制爱情:独宠天价替身

    定制爱情:独宠天价替身

    一段替身宠,一段真感情;一个冷酷,一个真诚;一个认定不放,一个被动接受。等她丢了心,才知道自己只是替身情人。她身心俱失,美梦即将支离破碎……当初是你先招惹上我,我又怎么能在成为你的俘虏时让你一笑了之,全身而退!