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只靠太阳能实现海水淡化?人类从此或不再“望洋兴叹”

导读: 一直以来,淡水资源本身的稀缺与海水淡化成本之高昂,使得我们一直无法攻克这一难关。不过,最近听说美国科学家利用普通纳米炭黑粒子,只靠太阳能实现海水淡化,这又是什么操作?

在人类面临的众多资源危机中,淡水危机可谓是“老大难”。5年前,由3万多名海洋科技工作者历时8年多完成的“我国近海海洋综合调查与评价”专项显示:我国11个沿海省(自治区、直辖市)所辖的52个沿海城市中,极度缺水的有18个、重度缺水10个、中度缺水9个、轻度缺水9个,近90%的城市存在不同程度缺水问题。面朝大海,这些城市为何缺水如此严重?

一直以来,淡水资源本身的稀缺与海水淡化成本之高昂,使得我们一直无法攻克这一难关。不过,最近听说美国科学家利用普通纳米炭黑粒子,只靠太阳能实现海水淡化,这又是什么操作?

据悉,美国赖斯大学研究人员在新一期美国《国家科学院学报》上报告说,这是该校纳米技术水处理中心第一项重大创新,结合了膜蒸馏技术与纳米光子学——一层添加了纳米粒子的聚合物材料,能让海水淡化滤膜具备吸收阳光、自行加热海水的功能,使淡化过程无须用电。

研究人员利用市面上普通的纳米炭黑粒子,结合多孔聚合物研制出一层特殊材料,放置在滤膜表面。这层材料能吸收80%的阳光能量,只通过太阳能就可以加热海水、产生水蒸气。

这种膜蒸馏技术由于无须把海水加热到沸腾的程度,能耗比传统的热蒸馏要低,若大规模使用,节约的成本想必十分可观。那么淡水资源为何这般稀缺?海水淡化又需要经历怎样的流程?传统的技术是什么样的?下面我们就来了解一下!

淡水资源稀缺,海水淡化刻不容缓

我们常说我们的地球是个水球,到处都是水,但供人类生存发展使用的淡水却少得可怜。全球水量中,97%是不能饮用、不能灌溉、不能洗涤的海水,剩下3%的淡水的绝大部分又冻结在极地、高山的冰雪中。深埋在地下、悬浮于空气中的淡水也无法直接利用。其结果是,大约只有0.007%的存在于江、河、湖泊、水库和浅地层中的淡水是人类可以利用的。

全球淡水资源分布图(来源网络)

由于淡水分布的不均匀,地球陆地本来就有60%的地方是缺水地区和根本无水的沙漠。目前,全世界大约三分之一的人口生活在缺水状态中。据预测,到2025年,全世界三分之二的人口将生活在缺水状态中。

淡水危机如此严重是不奇怪的——3000年前的铜器时代,全球人口不过两三千万,现已突破60亿。为满足最低需要,一人一天要喝2至2.5升水,为保证一人一天所需,古代人一两担(50升)水就足够了,而现代城市居民,一天每人没有300升水,就不能保持生活的需要;现代农业、工业也都消耗大量淡水,没有水,工农业便不能发展。淡水缺乏如此急迫,向海洋索取淡水成为刻不容缓的任务。

海水淡化:百年追求的梦想

海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海时代,英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法,但是,至今尚无人得到这一奖赏。因为到目前为止,海水淡化的方法虽然有了320多种,但还没有一种达到该奖赏规定的“物美价廉”的标准。

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