只靠太阳能实现海水淡化？人类从此或不再“望洋兴叹”

2017-07-17 08:46

来源：中国科普博览

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导读： 一直以来，淡水资源本身的稀缺与海水淡化成本之高昂，使得我们一直无法攻克这一难关。不过，最近听说美国科学家利用普通纳米炭黑粒子，只靠太阳能实现海水淡化，这又是什么操作？

OFweek太阳能光伏网讯：在人类面临的众多资源危机中，淡水危机可谓是“老大难”。5年前，由3万多名海洋科技工作者历时8年多完成的“我国近海海洋综合调查与评价”专项显示：我国11个沿海省（自治区、直辖市）所辖的52个沿海城市中，极度缺水的有18个、重度缺水10个、中度缺水9个、轻度缺水9个，近90%的城市存在不同程度缺水问题。面朝大海，这些城市为何缺水如此严重？

一直以来，淡水资源本身的稀缺与海水淡化成本之高昂，使得我们一直无法攻克这一难关。不过，最近听说美国科学家利用普通纳米炭黑粒子，只靠太阳能实现海水淡化，这又是什么操作？

据悉，美国赖斯大学研究人员在新一期美国《国家科学院学报》上报告说，这是该校纳米技术水处理中心第一项重大创新，结合了膜蒸馏技术与纳米光子学——一层添加了纳米粒子的聚合物材料，能让海水淡化滤膜具备吸收阳光、自行加热海水的功能，使淡化过程无须用电。

研究人员利用市面上普通的纳米炭黑粒子，结合多孔聚合物研制出一层特殊材料，放置在滤膜表面。这层材料能吸收80％的阳光能量，只通过太阳能就可以加热海水、产生水蒸气。

这种膜蒸馏技术由于无须把海水加热到沸腾的程度，能耗比传统的热蒸馏要低，若大规模使用，节约的成本想必十分可观。那么淡水资源为何这般稀缺？海水淡化又需要经历怎样的流程？传统的技术是什么样的？下面我们就来了解一下！

淡水资源稀缺，海水淡化刻不容缓

我们常说我们的地球是个水球，到处都是水，但供人类生存发展使用的淡水却少得可怜。全球水量中，97％是不能饮用、不能灌溉、不能洗涤的海水，剩下3％的淡水的绝大部分又冻结在极地、高山的冰雪中。深埋在地下、悬浮于空气中的淡水也无法直接利用。其结果是，大约只有0．007％的存在于江、河、湖泊、水库和浅地层中的淡水是人类可以利用的。

全球淡水资源分布图（来源网络）

由于淡水分布的不均匀，地球陆地本来就有60％的地方是缺水地区和根本无水的沙漠。目前，全世界大约三分之一的人口生活在缺水状态中。据预测，到2025年，全世界三分之二的人口将生活在缺水状态中。

淡水危机如此严重是不奇怪的——3000年前的铜器时代，全球人口不过两三千万，现已突破60亿。为满足最低需要，一人一天要喝2至2.5升水，为保证一人一天所需，古代人一两担(50升)水就足够了，而现代城市居民，一天每人没有300升水，就不能保持生活的需要；现代农业、工业也都消耗大量淡水，没有水，工农业便不能发展。淡水缺乏如此急迫，向海洋索取淡水成为刻不容缓的任务。

海水淡化：百年追求的梦想

海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海时代，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法，但是，至今尚无人得到这一奖赏。因为到目前为止，海水淡化的方法虽然有了320多种，但还没有一种达到该奖赏规定的“物美价廉”的标准。

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