全球97%的水資源是海水，淡水只有1%。由于氣候變化和人口增長(zhǎng)導(dǎo)致淡水資源承受的壓力逐步攀升，越來越多的國(guó)家開始建造海水淡化廠，將海水變成飲用水，供工業(yè)和農(nóng)業(yè)使用。

然而，最近一份來自聯(lián)合國(guó)大學(xué)水資源、環(huán)境與健康研究所(UNU-INWEH)、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)和韓國(guó)光州科技研究院的研究報(bào)告卻顯示，海水淡化過程中產(chǎn)生的富含化學(xué)物質(zhì)的鹽水可能會(huì)帶來不小的環(huán)境影響。

距離以色列沿岸300公尺，鹽水在地中海排出。圖片來源: Hagai Nativ / Alamy

研究人員表示，海水淡化廠每生產(chǎn)一升淡水，平均就要產(chǎn)出1.5升鹽水。盡管由于原料海水的鹽度、淡化方法和當(dāng)?shù)貤l件不同，這個(gè)數(shù)據(jù)可能有所差異，但據(jù)研究人員估計(jì)，全球所有海水淡化廠每天會(huì)產(chǎn)出1.42億立方米的鹽水。這個(gè)數(shù)字比上一次評(píng)估增長(zhǎng)了50%。

報(bào)告指出，由于目前大約80%淡化產(chǎn)生的濃鹽水都是在距離海岸10公里的范圍內(nèi)產(chǎn)生的，所以通常的做法是將它們直接排進(jìn)海洋或者地表水、下水道和水井中。

報(bào)告警告稱，這種濃鹽水會(huì)給海洋生物和海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼤?huì)大幅增加流入海域的海水鹽度，并且生產(chǎn)過程中使用的含有銅、氯等有毒化學(xué)物質(zhì)的防垢劑和防污劑也會(huì)造成海洋污染。

本報(bào)告首席作者、瓦赫寧根大學(xué)的愛德華·瓊斯表示：“濃鹽水排入水體后沉降在底部，會(huì)消耗接受水體中的溶解氧。高鹽度和溶解氧水平下降會(huì)對(duì)底棲生物(如生活在海底的蠕蟲、蛤蜊、螃蟹、龍蝦和海綿動(dòng)物等)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，進(jìn)而通過整個(gè)食物鏈的產(chǎn)生傳導(dǎo)效應(yīng)。

研究人員表示，在全球海水淡化廠數(shù)量大幅增長(zhǎng)的今天，應(yīng)該對(duì)其產(chǎn)生的濃鹽水進(jìn)行更好地處理。上世紀(jì)60年代海水淡化廠剛開始出現(xiàn)的時(shí)候數(shù)量并不多，主要集中在中東國(guó)家，而如今全球177個(gè)國(guó)家有16000多座海水淡化廠已經(jīng)投入使用。

行業(yè)趨勢(shì)

然而，莫特·麥克唐納工程咨詢公司的海水淡化專家喬納森·畢肖普卻認(rèn)為，聯(lián)合國(guó)的這份文件將兩種海水淡化的方式混為一談，誤解了目前的行業(yè)走向。

他解釋道，目前主要有兩種不同的海水淡化技術(shù)。較為傳統(tǒng)的蒸餾法將海水反復(fù)加熱沸騰和冷凝，其除鹽效果顯著，而且不需要其他太多的操作環(huán)節(jié)。

但是，這個(gè)過程非常耗電，大約有75%的水最終都會(huì)以鹽度稍高的溫水排出。中東地區(qū)大多使用的是蒸餾法，因?yàn)槟抢餁v來能源成本較低，而且海水淡化廠通常都是與發(fā)電廠聯(lián)產(chǎn)。

第二種方法是反滲透法。這種20世紀(jì)90年代開始廣泛采用的方法利用機(jī)械加壓通過半透膜除去水中的鹽分，大大提高了淡化效率，電力消耗僅為蒸餾法的四分之一。這個(gè)過程使用的是冷水，所以排出的鹽水也不是溫?zé)岬�，但是其中的鹽分要比原料海水多50%。

畢肖普說道：“我認(rèn)為，當(dāng)然是更現(xiàn)代的反滲透海水淡化廠產(chǎn)出的鹽水更容易管理。我們觀察過這類工廠排水口附近的水流和構(gòu)造，你很容易就會(huì)發(fā)現(xiàn)，排水口附近的擾流很快就與海水融為一體。而從熱處理淡化工廠排出的大量溫鹽水則會(huì)產(chǎn)生巨大的影響，這與電廠排出的熱水是一個(gè)道理。”

因此，新建海水淡化廠排入海洋的溫鹽水總量不一定會(huì)升高。蒸餾法工藝每生產(chǎn)一立方米淡水產(chǎn)生的鹽水是反滲透技術(shù)的4倍。

鹽水從墨西哥下加利福尼亞圣拉蒙的海水淡化廠排出。圖片來源：Alan Harper

畢肖普指出，中東以外已經(jīng)沒有國(guó)家建設(shè)新的蒸餾法海水淡化廠了。而即便是中東地區(qū)也開始逐步告別熱處理技術(shù)，比如阿曼和阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)就已表示將停止新建此類工廠。

IDTechEX咨詢公司董事長(zhǎng)彼得·哈羅普博士認(rèn)為，鹽水破壞野生動(dòng)物生存環(huán)境目前并不是一個(gè)特別嚴(yán)重的問題。不過他也補(bǔ)充說：“未來我們也的確應(yīng)該關(guān)注這個(gè)問題，應(yīng)該出臺(tái)更嚴(yán)格的法規(guī)，遏止不負(fù)責(zé)任的鹽水排放。”

他指出，鹽水與海水并不能很快融合在一起，但是我們可以通過創(chuàng)新方法來解決這個(gè)問題，例如在波浪或潮汐發(fā)電廠旁建造海水淡化廠，這樣就可以加速水流攪動(dòng)，加快鹽水混合速度。

其他的利用方式

聯(lián)合國(guó)研究人員沒有指出的是，對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)來說，廢鹽水帶來的環(huán)境問題反而意味著經(jīng)濟(jì)機(jī)遇。

聯(lián)合國(guó)大學(xué)水資源、環(huán)境與健康研究所助理院長(zhǎng)曼蘇爾·卡迪爾博士表示：“淡化廠排出的廢鹽水用于水產(chǎn)養(yǎng)殖可使魚類生物量提高3倍。此外，人們還利用這種水培育膳食補(bǔ)充劑螺旋藻，灌溉牧草灌木和作物(雖然后者可能會(huì)導(dǎo)致土地鹽堿化)。

位于迪拜的國(guó)際生物堿農(nóng)業(yè)中心(ICBA)目前正在對(duì)上述鹽水利用模式進(jìn)行研究。ICBA中心專門研究耐鹽物種的農(nóng)學(xué)家狄俄尼索斯·阿格里克·萊拉博士解釋說，像羅非魚和海鯛魚這些魚類可以在鹽水中“茁壯成長(zhǎng)”。魚類排泄物能夠豐富水質(zhì)，而這些水又可以用來澆灌海甜菜和海蓬子等耐鹽植物。海蓬子是一種用途廣泛的鹽生植物(耐鹽水植物)，可作為蔬菜、動(dòng)物飼料和生物燃料原料。

她說，水產(chǎn)養(yǎng)殖與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的機(jī)制可以提升食物產(chǎn)量，改善營(yíng)養(yǎng)含量，并且保障民生。

然而，萊拉補(bǔ)充說，鹽水副產(chǎn)品的質(zhì)量取決于海水淡化技術(shù)和原料海水的質(zhì)量。在用來飼養(yǎng)和種植將用于人類消費(fèi)和作為動(dòng)物飼料的魚類和作物之前，應(yīng)該檢查廢鹽水中的重金屬和其他化學(xué)品含量。

聯(lián)合國(guó)報(bào)告建議，還可以將鹽水中含有的鹽和金屬(包括鎂、石膏、氯化鈉、鈣、鉀、氯、溴和鋰)提取出來用于商業(yè)用途。現(xiàn)在回收這些資源成本很高，但技術(shù)進(jìn)步可能會(huì)改變這種情況。卡迪爾稱，生產(chǎn)大量鹽水的國(guó)家可能會(huì)因此而受益。

 

哈羅普樂觀地認(rèn)為，隨著太陽能成本降低，將礦物成分從鹽水中分離出來將變得具有經(jīng)濟(jì)可行性。 他說：“技術(shù)正在大跨步向前發(fā)展，廉價(jià)電力可以讓提取鹽水中的成分變得具有可行性。”

畢曉普指出，與鹽水排放相比，電力使用對(duì)環(huán)境的影響要大得多。如果社會(huì)能夠提高用水效率，如減少初級(jí)消耗，在可行的情況下重復(fù)利用(例如工業(yè)用水)，以及通過先進(jìn)的廢水處理工藝回收來制造飲用水和非飲用水，那么這兩種情況的環(huán)境影響都可以大大減少。他補(bǔ)充說，用最高的標(biāo)準(zhǔn)處理再生水仍然比海水淡化能耗更低。

他說：“大家通常會(huì)提到的一點(diǎn)是，或許可以對(duì)廢水善加利用。但我的觀點(diǎn)是，我們應(yīng)該首先集中精力降低能耗，然后努力充分利用循環(huán)水，鼓勵(lì)提高飲用水的使用效率。”

翻譯：Estelle