氣候變化、天旱、人口增長(zhǎng)和工業(yè)發(fā)展，令本世紀(jì)用水需求不斷上升，令人擔(dān)心飲用水會(huì)供不應(yīng)求。按國(guó)際海水淡化組織最新數(shù)據(jù)，現(xiàn)時(shí)全球共有13,080所海水淡化工廠，每天可生產(chǎn)總共55.6萬(wàn)立方米飲用水，僅占全球可用水0.5%，現(xiàn)在已經(jīng)掀起海水淡化革命。
地球上雖然水源豐富，但超過(guò)97%鹽分過(guò)高不適宜飲用，只靠河流、湖泊或地下水提供食水。氣候變化、天旱、人口增長(zhǎng)和工業(yè)發(fā)展，令本世紀(jì)用水需求不斷上升，令人擔(dān)心飲用水會(huì)供不應(yīng)求。按聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前超過(guò)10億人仍生活在缺乏水源的地方，人數(shù)于2025年更可能上升至18億。
四面臨水用不得
無(wú)疑，海洋能提供無(wú)限水源，但由于含有鹽分，要經(jīng)過(guò)淡化才可飲用。按國(guó)際海水淡化組織最新數(shù)據(jù)，現(xiàn)時(shí)全球共有13,080所海水淡化工廠，每天可生產(chǎn)總共55.6萬(wàn)立方米飲用水，僅占全球可用水0.5%。淡化工程所需能源大、成本高，過(guò)往只有油價(jià)低和缺乏水源的國(guó)家使用。不過(guò)，時(shí)至今日水源缺乏不再是單一地區(qū)問(wèn)題，全球大多數(shù)地區(qū)人民正活在長(zhǎng)期旱災(zāi)及水源不足，令海水淡化需求大增，連加州、倫敦及多個(gè)澳洲城市亦計(jì)劃興建淡化工廠。
雖然有關(guān)工程有助解決飲用水不足，但過(guò)往仍未獲所有人認(rèn)同。環(huán)保團(tuán)體指，一個(gè)大型海水淡化工廠每年所用能源，便等同3萬(wàn)戶家庭用電量。過(guò)程亦會(huì)排放溫室氣體，又會(huì)令海洋生物誤闖機(jī)械造成傷亡。但隨著科技進(jìn)步，淡化成本已大大降低，澳洲便有化淡工廠轉(zhuǎn)用風(fēng)力發(fā)電來(lái)運(yùn)作。
技術(shù)源自糖廠
早在16世紀(jì)，歐洲探險(xiǎn)家已在一次航海中，透過(guò)煮沸減少海水鹽分，踏上海水淡化第一步，但真正轉(zhuǎn)折點(diǎn)便要追溯至1850年美國(guó)制糖工業(yè)。當(dāng)年工程師NorbertRillieux發(fā)明利用多效蒸餾來(lái)提煉結(jié)晶糖，原理是運(yùn)用一連串小密室，讓每一密室逐步減壓，隨后密室的能源需求便逐步下降，加上較前密室所生成熱能可重復(fù)給予余下密室使用，能源消耗量便下降超過(guò)8成，大大節(jié)省制糖成本，有關(guān)技術(shù)便被引入海水淡化。
可惜，只有少量多效蒸餾海水淡化工廠面世，因?yàn)楹ＫV物質(zhì)會(huì)沉淀在熱能轉(zhuǎn)換面，阻礙能源轉(zhuǎn)換。及后，新技術(shù)“thermal-desalination”(熱力去鹽)解決了這問(wèn)題，海水蒸發(fā)過(guò)程無(wú)須再經(jīng)過(guò)熱能轉(zhuǎn)換面，但工程卻需大量熱蒸汽。因此，熱能海水淡化工廠須興建在發(fā)電站旁，能源消耗極大。
技術(shù)不斷改良
其后，美國(guó)科學(xué)家開(kāi)始研究以滲透膜阻隔可溶水鹽分，希望把產(chǎn)量提高。初期，逆滲透作用只能出產(chǎn)少量飲用水，成效不大，直到1960年SidneyLoeb和SrinivasaSourirajan制成新種滲透膜，能阻隔可溶水鹽分，他們發(fā)現(xiàn)在較濃的溶液上施壓便能生成“逆轉(zhuǎn)滲透作用”，因而令產(chǎn)量大大增加。
但“逆轉(zhuǎn)滲透作用”并非完美，海水的可溶微粒會(huì)堵塞滲透膜，事前要利用過(guò)濾器和化學(xué)物料來(lái)去除，滲透式膜亦須定期清洗。一般來(lái)說(shuō)，每公升海水含有33至37克可溶微粒，但要轉(zhuǎn)化成飲用水便須大費(fèi)周章。至70年代，經(jīng)交鏈反應(yīng)(cross-linkingreaction)程序處理的全新逆滲透膜面世，不但能增加水流量，更能承受不同酸堿度及溫度轉(zhuǎn)變，有關(guān)技術(shù)自此壟斷淡化工業(yè)。
80年代，首間大型處理海水的逆滲透作用工廠在沙特阿拉伯建成，當(dāng)時(shí)每生產(chǎn)一立方米飲用水要每句鐘花上8千瓦電力。
逆滲透作用能源消耗大，科學(xué)家便研究以能源恢復(fù)器(energy-recoverydevice)降低消耗量，效能由初期75%提升至96%，令淡化工程每句鐘所花的電力減少至3.7千瓦。改良后的滲透膜和能源恢復(fù)器有助減低成本，每立方米飲用水大約由90年代的1.50美元降至2003年的0.5美元，日后大多海水淡化工程采用此法。現(xiàn)時(shí)，科學(xué)家仍不斷研制更好的滲透膜以減少能源消耗。
海水經(jīng)處理后被分隔出來(lái)的鹽分濃度偏高，擔(dān)心直接排出海洋會(huì)影響生態(tài)，但已有研究指當(dāng)鹽分排出海水后，在500米海域內(nèi)便能回復(fù)正常濃度，至今仍未有科學(xué)家能提供充分理?yè)?jù)，證明鹽分高海水會(huì)對(duì)環(huán)境造成長(zhǎng)遠(yuǎn)影響。
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