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水是生命之源,以前,人们还以为淡水是自然界取之不尽,用之不竭的无偿赐物,近年来,工业化的蓬勃发展,气候变化,人口的急剧增加使人们认识到水是有用完的那一天的。即使是在工业不发达的非洲,由于干旱,由于缺水,土地荒芜,草原退化,河流,湖泊干枯,大批大批的牲畜和人群死去。

本世纪,在人类生存中最重要的三种资源:水,食物,能源中,水是最重要的也是最紧张的。目前,地球表面人类可利用的淡水资源只占全球水资源总量的0。26%。到2025年,全世界将有30亿人,40多个国家和地区缺水。

而海水是地球上取之不尽,用之不竭的最大的资源。海水淡化是真正增加陆地淡水资源的唯一途径。地球上到底有多少水呢?要精确地回答是十分困难的。因为水的形态多变,天上下降的雨水,雪水水量不定,地表水,地下水分布情况也极为复杂。粗略的计算整个地球的水量,包括大气水、地表水和地下水,共约有14亿立方千米。其中海水约有13.7亿立方千米,约占地球总水量的94%。如果把全部海水集中起来,聚成一个大水球的话,它的直径大约有1500公里。

漂浮在海洋上的冰山都是淡水冻成的。上个世纪就有人提出将南极的冰山拖到阿拉伯半岛这样的极度缺水地区使用,但因经济成本问题到现在也而实现不了。

在海洋的底床上也蕴藏着大量的淡水资源,在我国福建省古雷半岛东边,有个叫莱屿的岛外500米的地方有个淡水区,叫“玉带儿”。在美国佛罗里达到古巴之间,海面上有个直径30米的淡水区。以上两地的水色,温度与周围的海水不同,人们称为“淡水井”。实际上它们都是海底喷泉。海底喷泉因离岸不远,其含水构造都与陆地含水构造相连,喷出的淡水由陆地淡水予以补充。这样的喷泉在地球上有很多处。国外已有开发海底淡水的实例。

上个世纪世纪瑞典科学家提出了在海上建造水库的设想。就是在临近江河口海域内建造海水浮体水库。这种水库工程简单,造价低,不占用土地。由于水库离江河淡水源近,便于雨季储水,在旱季时便于将淡水送到岸上。库内的淡水和库外的海水压力相互抵消,库壁不必使用结构复杂和笨重坚固的框架,只需用轻而薄的塑料板。因为淡水海水比重不同,轻的淡水可浮在重的海水之上,泥沙和杂质也会自动沉淀到海底,自然清洁。在水库上面加上塑料罩还可避免蒸发损失。平时只要用轻型省电的小功率水泵将江河口的淡水抽到水库内,用水时再将淡水抽送到岸上。如果将这种水库建成浮动拖航式,还可以将其拖到严重缺水的地区。

以上的利用技术还是远远满足不了人类对淡水的需求,将海水和苦咸水转化为人类生活和生产用水才是解决水问题的最好途径,目前此项技术有十种之多,其中运用的最多的有三种。蒸馏法,电渗析法,反渗透法。

蒸馏法是最古老的方法,由于其技术不断的改进和发展,至今还占统治地位。其原理很简单,就是将水加热使之变成水蒸气,水蒸气是不咸的,水蒸气遇冷变成淡水。在一些海船,发电厂和用海水做冷却水的地方,冷却机器后的海水被注入一个真空罐中,60度以上的海水在真空状态中就蒸气化了,再将这蒸气冷却就可以得到淡水。但蒸气法消耗的能源多,不经济。

电渗析法也叫换膜电渗析法,是用新型离子交换膜处理海水,离子膜是0。5-1。0MM厚度的功能性膜片,用高分子材料制成,分为正离子交换膜(阳膜)和负离子交换膜(阴膜)。海水中的盐是以离子形式存在的,海水通电后,正离子受负极吸引向负极移动,负离子受正极吸引向正极移动,正是利用了海水中的离子在直流电场作用下定向移动的现象,借助具有选择性的离子交换膜使海水淡化。将具有选择透过性的阳膜和阴膜交替排列,组成多个相互独立的隔室,海水通过时,淡水和被浓缩的海水就会间隔地分开,那淡化室中的水汇集起来,就可得到淡水。

反渗透法又叫超过滤法,这种方法也是一种膜分离淡化法。它是利用只允许溶剂透过,不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水的一边,从而使海水一边的液面升高,直到一定的高度才停止,这个过程就是渗透。这时。海水一边高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一边施加大于海水渗透压的外压,那海水中的纯水将发渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能,它耗能只有蒸馏法的1/40,电渗透法的1/2。

目前,世界上每天有2300万吨海水淡化成淡水。并以10-30%的年增长率上升。海水淡化后的水质比我国某些城市的自来水的水质都好。而且,由于对地下水的过度开采,很多城市形成了地下漏斗,造成房屋倾斜,海水倒灌等环境危害。使用海水淡化后的水既环保也解决饮用水问题。

本文内容于 2007-12-15 7:36:19 被预备役海军上校编辑

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