廢棄的鹽水：生態(tài)問題還是經(jīng)濟機遇？
時間：2019-02-22
來源：中外對話
作者：凱瑟琳•厄爾利
全球97%的水資源是海水，淡水只有1%。由于氣候變化和人口增長導(dǎo)致淡水資源承受的壓力逐步攀升，越來越多的國家開始建造海水淡化廠，將海水變成飲用水，供工業(yè)和農(nóng)業(yè)使用。
然而，最近一份來自聯(lián)合國大學(xué)水資源、環(huán)境與健康研究所(UNU-INWEH)、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)和韓國光州科技研究院的研究報告卻顯示，海水淡化過程中產(chǎn)生的富含化學(xué)物質(zhì)的鹽水可能會帶來不小的環(huán)境影響。
距離以色列沿岸300公尺，鹽水在地中海排出。圖片來源: Hagai Nativ / Alamy
研究人員表示，海水淡化廠每生產(chǎn)一升淡水，平均就要產(chǎn)出1.5升鹽水。盡管由于原料海水的鹽度、淡化方法和當?shù)貤l件不同，這個數(shù)據(jù)可能有所差異，但據(jù)研究人員估計，全球所有海水淡化廠每天會產(chǎn)出1.42億立方米的鹽水。這個數(shù)字比上一次評估增長了50%。
報告指出，由于目前大約80%淡化產(chǎn)生的濃鹽水都是在距離海岸10公里的范圍內(nèi)產(chǎn)生的，所以通常的做法是將它們直接排進海洋或者地表水、下水道和水井中。
報告警告稱，這種濃鹽水會給海洋生物和海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大風(fēng)險，因為它會大幅增加流入海域的海水鹽度，并且生產(chǎn)過程中使用的含有銅、氯等有毒化學(xué)物質(zhì)的防垢劑和防污劑也會造成海洋污染。
本報告首席作者、瓦赫寧根大學(xué)的愛德華·瓊斯表示：“濃鹽水排入水體后沉降在底部，會消耗接受水體中的溶解氧。高鹽度和溶解氧水平下降會對底棲生物(如生活在海底的蠕蟲、蛤蜊、螃蟹、龍蝦和海綿動物等)產(chǎn)生深遠的影響，進而通過整個食物鏈的產(chǎn)生傳導(dǎo)效應(yīng)。
研究人員表示，在全球海水淡化廠數(shù)量大幅增長的今天，應(yīng)該對其產(chǎn)生的濃鹽水進行更好地處理。上世紀60年代海水淡化廠剛開始出現(xiàn)的時候數(shù)量并不多，主要集中在中東國家，而如今全球177個國家有16000多座海水淡化廠已經(jīng)投入使用。
行業(yè)趨勢
然而，莫特·麥克唐納工程咨詢公司的海水淡化專家喬納森·畢肖普卻認為，聯(lián)合國的這份文件將兩種海水淡化的方式混為一談，誤解了目前的行業(yè)走向。
他解釋道，目前主要有兩種不同的海水淡化技術(shù)。較為傳統(tǒng)的蒸餾法將海水反復(fù)加熱沸騰和冷凝，其除鹽效果顯著，而且不需要其他太多的操作環(huán)節(jié)。
但是，這個過程非常耗電，大約有75%的水最終都會以鹽度稍高的溫水排出。中東地區(qū)大多使用的是蒸餾法，因為那里歷來能源成本較低，而且海水淡化廠通常都是與發(fā)電廠聯(lián)產(chǎn)。
第二種方法是反滲透法。這種20世紀90年代開始廣泛采用的方法利用機械加壓通過半透膜除去水中的鹽分，大大提高了淡化效率，電力消耗僅為蒸餾法的四分之一。這個過程使用的是冷水，所以排出的鹽水也不是溫?zé)岬模瞧渲械柠}分要比原料海水多50%。
畢肖普說道：“我認為，當然是更現(xiàn)代的反滲透海水淡化廠產(chǎn)出的鹽水更容易管理。我們觀察過這類工廠排水口附近的水流和構(gòu)造，你很容易就會發(fā)現(xiàn)，排水口附近的擾流很快就與海水融為一體。而從熱處理淡化工廠排出的大量溫鹽水則會產(chǎn)生巨大的影響，這與電廠排出的熱水是一個道理。”
因此，新建海水淡化廠排入海洋的溫鹽水總量不一定會升高。蒸餾法工藝每生產(chǎn)一立方米淡水產(chǎn)生的鹽水是反滲透技術(shù)的4倍。
鹽水從墨西哥下加利福尼亞圣拉蒙的海水淡化廠排出。圖片來源：Alan Harper
畢肖普指出，中東以外已經(jīng)沒有國家建設(shè)新的蒸餾法海水淡化廠了。而即便是中東地區(qū)也開始逐步告別熱處理技術(shù)，比如阿曼和阿拉伯聯(lián)合酋長國就已表示將停止新建此類工廠。
IDTechEX咨詢公司董事長彼得·哈羅普博士認為，鹽水破壞野生動物生存環(huán)境目前并不是一個特別嚴重的問題。不過他也補充說：“未來我們也的確應(yīng)該關(guān)注這個問題，應(yīng)該出臺更嚴格的法規(guī)，遏止不負責(zé)任的鹽水排放。”
他指出，鹽水與海水并不能很快融合在一起，但是我們可以通過創(chuàng)新方法來解決這個問題，例如在波浪或潮汐發(fā)電廠旁建造海水淡化廠，這樣就可以加速水流攪動，加快鹽水混合速度。
其他的利用方式
聯(lián)合國研究人員沒有指出的是，對于水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)來說，廢鹽水帶來的環(huán)境問題反而意味著經(jīng)濟機遇。
聯(lián)合國大學(xué)水資源、環(huán)境與健康研究所助理院長曼蘇爾·卡迪爾博士表示：“淡化廠排出的廢鹽水用于水產(chǎn)養(yǎng)殖可使魚類生物量提高3倍。此外，人們還利用這種水培育膳食補充劑螺旋藻，灌溉牧草灌木和作物(雖然后者可能會導(dǎo)致土地鹽堿化)。
位于迪拜的國際生物堿農(nóng)業(yè)中心(ICBA)目前正在對上述鹽水利用模式進行研究。ICBA中心專門研究耐鹽物種的農(nóng)學(xué)家狄俄尼索斯·阿格里克·萊拉博士解釋說，像羅非魚和海鯛魚這些魚類可以在鹽水中“茁壯成長”。魚類排泄物能夠豐富水質(zhì)，而這些水又可以用來澆灌海甜菜和海蓬子等耐鹽植物。海蓬子是一種用途廣泛的鹽生植物(耐鹽水植物)，可作為蔬菜、動物飼料和生物燃料原料。
她說，水產(chǎn)養(yǎng)殖與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的機制可以提升食物產(chǎn)量，改善營養(yǎng)含量，并且保障民生。
然而，萊拉補充說，鹽水副產(chǎn)品的質(zhì)量取決于海水淡化技術(shù)和原料海水的質(zhì)量。在用來飼養(yǎng)和種植將用于人類消費和作為動物飼料的魚類和作物之前，應(yīng)該檢查廢鹽水中的重金屬和其他化學(xué)品含量。
聯(lián)合國報告建議，還可以將鹽水中含有的鹽和金屬(包括鎂、石膏、氯化鈉、鈣、鉀、氯、溴和鋰)提取出來用于商業(yè)用途�，F(xiàn)在回收這些資源成本很高，但技術(shù)進步可能會改變這種情況�？ǖ蠣柗Q，生產(chǎn)大量鹽水的國家可能會因此而受益。
哈羅普樂觀地認為，隨著太陽能成本降低，將礦物成分從鹽水中分離出來將變得具有經(jīng)濟可行性。 他說：“技術(shù)正在大跨步向前發(fā)展，廉價電力可以讓提取鹽水中的成分變得具有可行性。”
畢曉普指出，與鹽水排放相比，電力使用對環(huán)境的影響要大得多。如果社會能夠提高用水效率，如減少初級消耗，在可行的情況下重復(fù)利用(例如工業(yè)用水)，以及通過先進的廢水處理工藝回收來制造飲用水和非飲用水，那么這兩種情況的環(huán)境影響都可以大大減少。他補充說，用最高的標準處理再生水仍然比海水淡化能耗更低。
他說：“大家通常會提到的一點是，或許可以對廢水善加利用。但我的觀點是，我們應(yīng)該首先集中精力降低能耗，然后努力充分利用循環(huán)水，鼓勵提高飲用水的使用效率。”
翻譯：Estelle
