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淡水缺乏“非常规水源”来弥补。
潜在的水供应可能帮助全球四分之一的人口。
今日观点
世界正面临越来越复杂和相互交织的挑战。就影响而言,缺水是全球五大风险之一,其影响将远远超过社会经济挑战,影响民生福祉。
由于淡水资源和人口密度在世界各地分布不均,一些地区和国家已经缺水。日益严重的水资源短缺被认为是冲突、社会动荡和移民的主要原因,与此同时,水越来越被视为实现可持续发展的国际合作工具。随着有限水资源的压力越来越大,有必要可持续地利用和评估缺水地区的每一个可用选项。
5月26日,联合国大学水、环境与健康研究所(UNU-INWEH)、联合国大学物质流与资源综合管理研究所、联合国粮食及农业组织联合出版新书《非常规水源》,呼吁各国利用地球上丰富的“非常规水源”,如在地下深处或冰山中发现的水资源,帮助全球四分之一面临饮用水、卫生、农业和经济发展用水短缺的人口。
“利用非常规水源的潜力可以造福数十亿人.”该书主编、联合国大学水环卫网副主任曼佐尔·卡迪尔说,“这些资源对于在干旱地区建设未来至关重要。”
该书确定了六类非常规水源,通过不同的方式获得:通过云和雾收集器从空气体中收集水;近海和陆上淡水和咸水的开采;重复用水;收集少量雨水,否则雨水会蒸发;充分利用船舶的压舱水,或拖动冰山将水物理移动到缺水地区;海水淡化等。
与此同时,卡迪尔强调,执行利用这些资源的国家行动计划首先需要评估环境权衡、全面的成本分析和创新的融资机制。
海陆空四面八方收集水源。
作者指出,大气中估计有13000立方千米的水汽,这种水源可以通过人工增雨收雾的方式从空气体和地面收集。
在适当的条件下,人工降雨可以增加15%的降雨量。研究表明,人工增雨可以在合理的成本效益比下发挥作用。越来越多的国家计划增加降雨量来应对水资源短缺和其他社会需求。
智利、摩洛哥和南非的偏远地区100多年来一直使用垂直网收集雾,每个大洲都有雾收集点。在雾天,每平方米筛网可收集20多升饮用水。十多年来,每平方米总成本不到250美元,每平方米可生产约75000升水,每升成本仅为33美分。
此外,作者还指出,海洋和陆地上的深层地下水也是可以开采的。可再生地下水的体积可能高达500万立方千米,但大部分是微咸的。
世界各地大陆架浅层的含水层中有大量的水(估计有30-50万立方千米)。这些含水层距离海面不到100公里,形成于几百万年前海平面较低的时候。现在,新的海洋电磁勘探方法提供了近海淡水的详细图像。将这些图像与水平钻井技术结合起来,我们可以生产出经济上相当可观的淡水,可以泵送到海岸至少30年。
含有盐水或微咸水的深层地下蓄水层也可以为世界提供数百万立方千米的水。以色列和西班牙已经在用苦咸水生产的淡化水灌溉高价值作物。
结合物理方法开发水源
气候变化加速了极地大冰块(冰山)的断裂,以及随后冰山的“漂洋过海”。作者指出,每年有超过10万座北极和南极冰山融化到海洋中,其中消耗的淡水比全世界还多。
作者认为,利用冰山生产淡水并不是一个新的想法,但人们并没有尝试过远距离冰山拖带,因为拖带过程中存在水量的显著损失和冰层的潜在破裂。然而,将冰山拖至南非开普敦的财务可行性分析表明,如果被拖的冰山足够大,即1.25亿吨,这在经济上是一个有吸引力的选择。然而,将冰山水转化为饮用水并影响环境还有其他挑战。
作者还将船舶视为潜在资源,因为它们每年排放约100亿吨压载水。
此外,作者强调海水淡化和废水再利用可以是其他重要的选择。海水淡化每天贡献超过1亿立方米的水,养活了全球约5%的人口。虽然现在海水淡化是能源密集型的,但纳米粒子强化膜和正向渗透等创新技术正在减少20%-35%的能源投入。
就废水再利用而言,许多国家经处理的废水越来越多地用于补给提供饮用水的地下蓄水层。经过处理的废水提供了纳米比亚温得和克25%的饮用水供应,并满足了新加坡40%的需求。圣地亚哥、加利福尼亚和其他美国城市也通过这种方式获得一些饮用水,而以色列和其他地方使用经过处理的废水来满足近四分之一的农业用水需求。
来源:科技日报
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