废弃的盐水:生态问题还是经济机遇?

2019/2/25 8:43:03 次浏览 分类:文化建设


来源:中外对话  作者:凯瑟琳?厄尔利

 

全球97%的水资源是海水,淡水只有1%。由于气候变化和人口增长导致淡水资源承受的压力逐步攀升,越来越多的国家开始建造海水淡化厂,将海水变成饮用水,供工业和农业使用。

然而,最近一份来自联合国大学水资源、环境与健康研究所(UNU-INWEH)、荷兰瓦赫宁根大学和韩国光州科技研究院的研究报告却显示,海水淡化过程中产生的富含化学物质的盐水可能会带来不小的环境影响。

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距离以色列沿岸300公尺,盐水在地中海排出。图片来源: Hagai Nativ / Alamy

研究人员表示,海水淡化厂每生产一升淡水,平均就要产出1.5升盐水。尽管由于原料海水的盐度、淡化方法和当地条件不同,这个数据可能有所差异,但据研究人员?#20848;疲?#20840;球所有海水淡化厂每天会产出1.42亿立方米的盐水。这个数字比上一次评估增长了50%。

报告指出,由于目前大约80%淡化产生的浓盐水都是在距离海岸10公里的范围内产生的,所以通常的做法是将它们直接排进海洋或者地表水、下水道和水井中。

报告警告称,这种浓盐水会给海洋生物和海洋生态系统带来巨大风险,因为它会大幅增加流入海域的海水盐度,并且生产过程中使用的含有铜、氯等有毒化学物质的防垢剂和防污剂也会造成海洋污?#23613;?

本报告首席作者、瓦赫宁根大学的爱德华·琼斯表示:“浓盐水排入水体后沉降在底部,会消耗接受水体中的溶解氧。高盐度和溶解氧水平下降会对底栖生物(如生活在海底的蠕虫、蛤蜊、螃蟹、龙虾和海绵动物等)产生深远的影响,进而通过整个食物链的产生传导效应。

研究人员表示,在全球海水淡化厂数量大幅增长的今天,应该对其产生的浓盐水进行更好地处理。上?#20848;?0年代海水淡化厂刚开始出现的时候数量并不多,主要集中在中东国家,而如今全球177个国家有16000多座海水淡化厂已经?#24230;?#20351;用。

行业趋势

然而,莫特·麦克唐纳工程咨询公司的海水淡化专家乔纳森·毕肖普却认为,联合国的这份文件将两种海水淡化的方式混为一谈,误解了目前的行业走向。

他解释道,目前主要有两种不同的海水淡化技术。较为传统的蒸馏法将海水反复加热沸腾和冷凝,其除盐效果显著,而且不需要其他太多的操作环节。

但是,这个过程非常耗电,大约有75%的水最终都会以盐度稍高的温水排出。中东地区大多使用的是蒸馏法,因为那里历来能源成本?#31995;停?#32780;且海水淡化厂通常都是与发电厂联产。

第二种方法是反渗透法。这种20?#20848;?0年代开始广泛采用的方法利用机?#23548;?#21387;通过半透膜除去水中的盐分,大大提高了淡化效率,电力消耗仅为蒸馏法的四分之一。这个过程使用的是冷水,所以排出的盐水也不是?#27695;?#30340;,但是其中的盐分要比原料海水多50%。

毕肖普说道:“我认为,当然是更现代的反渗透海水淡化厂产出的盐水更容易管理。我们观察过这类工厂排水口附近的水流和构造,你很容易就会发现,排水口附近的扰流很快就与海水融为一体。而从?#21364;?#29702;淡化工厂排出的大量温盐水则会产生巨大的影响,这与电厂排出的热水是一个道理。”

因此,新建海水淡化厂排入海洋的温盐水总量不一定会升高。蒸馏法工艺每生产一立方米淡水产生的盐水是反渗透技术的4倍。

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盐水从墨西哥下加利福尼亚圣拉蒙的海水淡化厂排出。图片来源:Alan Harper

毕肖普指出,中东以外已经没有国家建设新的蒸馏法海水淡化厂了。而即便是中东地区也开始逐步告别?#21364;?#29702;技术,比如阿曼和阿拉伯联合酋长国就已表示将停止新建此类工厂。

IDTechEX咨询公司董事长?#35828;謾?#21704;罗普博士认为,盐水破坏野生动物生存环境目前并不是一个特别?#29616;?#30340;问题。?#36824;?#20182;也补充说:“未来我们也的确应该关注这个问题,应该出台更严格的法规,遏止不负责任的盐水排放。”

他指出,盐水与海水并不能很快融合在一起,但是我们可以通过创新方法来解决这个问题,例如在波浪或?#27605;?#21457;电厂旁建造海水淡化厂,这样就可以加速水流搅动,加快盐水混合速度。

其他的利用方式

联合国研究人员没有指出的是,对于水产养殖和农业来说,废盐水带来的环境问题反而意味着经济机遇。

联合国大学水资源、环境与健康研究所助理院长曼苏尔·卡迪尔博士表示:“淡化厂排出的废盐水用于水产养殖可使鱼类生物量提高3倍。此外,人们还利用这种水培育?#25856;?#34917;充剂螺旋藻,灌溉牧草灌木和作物(虽然后者可能会导致土地盐碱化)。

位于迪拜的国际生物碱农业?#34892;?ICBA)目前正在对上述盐水利用模式进行研究。ICBA?#34892;?#19987;门研究耐盐物种的农学?#19994;?#20420;尼索斯·阿格里克·莱拉博士解释说,像罗非鱼和海鲷鱼这些鱼类可以在盐水中“茁壮成长”。鱼类排泄物能?#29615;?#23500;水质,而这些水又可以用来浇灌海甜菜和海蓬子等耐盐植物。海蓬子是一种用途广泛的盐生植物(耐盐水植物),可作为蔬菜、动物饲料和生物?#21058;显?#26009;。

她说,水产养殖与农业相结合的机制可以提升食物产量,?#32435;?#33829;养含量,并且保障民生。

然而,莱拉补充说,盐水副产品的质量取决于海水淡化技术和原料海水的质量。在用来饲养和种?#27493;?#29992;于人类消费和作为动物饲料的鱼类和作物之前,应该检查废盐水中的重金属和其他化学品含量。

联合国报告建议,还可?#36234;?#30416;水中含有的盐和金属(包括?#23613;?#30707;膏、氯化钠、钙、钾、氯、溴和锂)提取出来用于商业用?#23613;?#29616;在回收这些资源成本很高,但技术进步可能会改变这种情况。卡迪尔称,生产大量盐水的国家可能会因此而受益。

 

哈罗普乐观地认为,随着太阳能成本降?#20572;?#23558;矿物成分从盐水中分离出来将变得具有经济可行性。 他说:“技术正在大跨步向前发展,廉价电力可以让提取盐水中的成分变得具有可行性。”

毕晓普指出,与盐水排放相比,电力使用对环境的影响要大得多。如果社会能够提高用水效率,如减少初级消耗,在可行的情况下重复利用(例如工业用水),以及通过先进的废水处理工艺回收来制造饮用水和非饮用水,那么这两种情况的环境影响都可?#28304;?#22823;减少。他补充说,用最高的标准处理再生水仍然比海水淡化能耗更低。

他说:“大家通常会提到的一点是,或许可以对废水善加利用。但我的观点是,我们应该首先集中精力降低能耗,然后努力充分利用循环水,鼓励提高饮用水的使用效率。”

翻译:Estelle

 

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