"非常規(guī)水源" 潛在水供應(yīng)或可助全球四分之一人口
2022年05月30日 08:00 來源:科技日報

  世界面臨著越來越多復(fù)雜交錯的挑戰(zhàn)。就影響而言,水缺乏是全球前五大風(fēng)險之一,其影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出社會經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn),影響到人們的生計和福祉。

  由于淡水資源和人口密度在世界各地分布不均,一些地區(qū)和國家已經(jīng)缺水。日益嚴(yán)重的缺水問題被認(rèn)為是沖突、社會動蕩和移徙的一個主要原因,同時,水越來越被視為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的國際合作工具。隨著有限水資源的壓力不斷增加,需要可持續(xù)地利用和評估缺水地區(qū)的每一種可用選擇。

  5月26日,聯(lián)合國大學(xué)水、環(huán)境與健康研究所(UNU-INWEH)、聯(lián)合國大學(xué)材料通量和資源綜合管理研究所以及聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織聯(lián)合出版新書——《非常規(guī)水源》,呼吁各國利用地球上豐富的“非常規(guī)水源”——例如在地下深處或冰山中發(fā)現(xiàn)的水資源,幫助全球面臨飲用水、衛(wèi)生設(shè)施、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水短缺的四分之一的人口。

  “利用非常規(guī)水源的潛力可以使數(shù)十億人受益!痹摃骶帯NU-INWEH副所長曼佐爾·卡迪爾說,“這些資源對于在干旱地區(qū)建立未來至關(guān)重要!

  該書確定了六大類非常規(guī)水源,它們的獲取方式各有不同:通過播云和集霧器從空氣中收集水;在近海和陸上開采淡水和微咸地下水;再利用水;微量收集原本會蒸發(fā)的雨水;充分利用船舶壓載艙水,或拖曳冰山將水以物理方式移動到缺水區(qū)域;海水淡化等。

  同時,卡迪爾強(qiáng)調(diào),實(shí)施利用這些資源的國家行動計劃首先需要對環(huán)境權(quán)衡進(jìn)行評估,以及全面的成本分析和創(chuàng)新的融資機(jī)制。

  海陸空全方位收集水源

  作者指出,大氣中估計有1.3萬立方千米的水蒸氣,這類水源可通過播云或增雨、霧收集等方式從空氣和地面上收集。

  在適當(dāng)?shù)臈l件下,播云可以將降雨量增加多達(dá)15%。研究表明,增雨可以在合理的成本效益比下發(fā)揮作用。越來越多的國家計劃實(shí)施增雨以應(yīng)對水資源短缺和其他社會需求。

  智利、摩洛哥和南非的偏遠(yuǎn)地區(qū)100多年來一直使用垂直網(wǎng)收集霧氣,每個大陸都有霧氣收集點(diǎn)。在濃霧天,每平方米網(wǎng)孔可收集超過20升的飲用水。以每平方米不到250美元的總成本持續(xù)超過十年,每平方米可生產(chǎn)約7.5萬升水,每升成本僅為33美分。

  此外,作者還指出,還可開采海上和陸上深層地下水?稍偕叵滤捏w積可能高達(dá)500萬立方千米,但其中大部分往往是微咸的。

  世界各地大陸架淺水層的含水層中有大量的水(估計為30萬—50萬立方千米)。這些含水層離海面不到100公里,是數(shù)百萬年前海平面低時形成的,F(xiàn)在,新的海洋電磁勘探方法提供了近海淡水的詳細(xì)圖像。這些圖像與水平鉆井技術(shù)相結(jié)合,可以生產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)上可觀的淡水量,并可泵送至海岸,至少能持續(xù)30年。

  含有咸水或微咸水的深層地下含水層也可為世界提供數(shù)百萬立方千米的水。以色列和西班牙已經(jīng)在用由微咸水生產(chǎn)的淡化水灌溉高價值作物。

  物理化學(xué)方式結(jié)合開發(fā)水源

  氣候變化加速了極地地區(qū)大塊冰(冰山)的破裂以及隨后冰山的“漂洋過!。作者指出,每年有超過10萬座北極和南極冰山融化到海洋中,其中的淡水比世界消耗的還要多。

  作者表示,利用冰山生產(chǎn)淡水并不是一個新想法,但人們還未曾嘗試長距離的冰山拖曳,因?yàn)樵谕弦愤^程中存在水體積的顯著損失和冰層的潛在破裂。然而,一項(xiàng)將冰山拖到南非開普敦的財務(wù)可行性分析表明,如果被拖曳的冰山足夠大,即1.25億噸,這在經(jīng)濟(jì)上是一個有吸引力的選擇。然而,還存在將冰山水變成飲用水以及對環(huán)境帶來影響的其他挑戰(zhàn)。

  作者還將船舶確定為潛在資源,因?yàn)樗鼈兠磕昱欧偶s100億噸壓載水。

  此外,作者強(qiáng)調(diào),海水淡化和廢水再利用可作為其他重要選擇。海水淡化每天貢獻(xiàn)超1億立方米的水,供養(yǎng)了世界上大約5%的人口。盡管如今海水淡化是能源密集型的,但納米顆粒增強(qiáng)膜和正向滲透等創(chuàng)新技術(shù)正在將能源輸入減少20%—35%。

  就廢水再利用而言,許多國家處理過的廢水越來越多地用于補(bǔ)給提供飲用水的地下蓄水層。經(jīng)過處理的廢水提供了納米比亞溫得和克25%的飲用水供應(yīng),滿足了新加坡40%的需求。圣地亞哥、加利福尼亞和其他美國城市同樣通過這種方式獲得部分飲用水,而以色列和其他地方則使用經(jīng)過處理的廢水來滿足其近四分之一的農(nóng)業(yè)用水需求。

原標(biāo)題:“非常規(guī)水源”,潛在水供應(yīng)或可助全球四分之一人口

編輯:葉霖嘉