現(xiàn)在世界水資源缺乏問題嚴重,如何解決世界性缺水問題,不少國家科學家對此不懈研究,試圖找到最適合的方法治水,比如從化學實驗室通過化學反應(yīng)制水,或通過高科技手段將海水淡化提取水,還有各國科研人員正在研究如何從空氣中得到水。
解決世界缺水問題的幾種方案 海水淡化是首選
化學制水:成本高有風險不太現(xiàn)實好萊塢大片《火星救援》,講述了一名宇航員只身一人在火星上生存的故事。水是火星上最缺的東西,電影里的男主角在火星上通過制水獲得了可以飲用并且能澆灌土豆的水。男主角首先用自己的尿液進行分解,通過分解和過濾將尿中的水分都分解出來。但這樣得到的水遠遠不夠。男主角又開始使用第二種方法,點燃聯(lián)氨。聯(lián)氨是一種無色的高度吸濕性的可燃液體,在聯(lián)氨中氮原子的孤電子對可以同H結(jié)合而顯堿性,但其堿性不如氨強。聯(lián)氨是一個二元弱堿,不溶于乙醚、氯仿和苯,能與水、甲醇、乙醇等混溶,與水能形成恒沸物。聯(lián)氨與空氣中的氧氣點燃后產(chǎn)生化學反應(yīng),生成水和氮氣。當然,通過聯(lián)氨可以制水,但在生活中卻幾乎不會這么做,因為聯(lián)氨是有毒的物質(zhì)。
在中學時,我們就學習了氫氣和氧氣經(jīng)過化學反應(yīng)得到水。常溫常壓下,氫氣是一種極易燃燒,無色透明、無臭無味的氣體。在自然界大氣中沒有氫氣,現(xiàn)在工業(yè)上一般從天然氣或水煤氣制氫氣。如果用氧氣和氫氣來制水,不僅成本高昂,而且存在爆炸的風險。所以,通過化學反應(yīng)制水,只是在實驗室里發(fā)生,目前還不能應(yīng)用于現(xiàn)實生活。海水制水:海水脫鹽產(chǎn)生淡水海洋,總面積約為3.6億平方公里,約占地球表面積的71%,海洋中含有13億5000多萬立方千米的水,約占地球上總水量的97%,而可用于人類飲用只占2%。如何將海水變成清潔的飲用水,即海水淡化,成了很多科學家考慮解決缺水的首要選擇。海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水。
早在400多年前,英國王室就曾懸賞征求經(jīng)濟合算的海水淡化方法。但直到16世紀,人們才開始努力從海水中提取淡水。當時歐洲探險家在漫長的航海旅行中,就用船上的火爐煮沸海水以制造淡水。加熱海水產(chǎn)生水蒸氣,冷卻凝結(jié)就可得到純水,這是日常生活的經(jīng)驗,也是海水淡化技術(shù)的開始。從海水中取得淡水的過程謂海水淡化?,F(xiàn)在所用的海水淡化方法有海水凍結(jié)法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法,以及可實現(xiàn)盈利的碳酸銨離子交換法。最新的方案是應(yīng)用反滲透膜的反滲透法,以其設(shè)備簡單、易于維護和設(shè)備模塊化的優(yōu)點,迅速占領(lǐng)市場,逐步取代蒸餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。以色列是個極度缺水的國家,他們通過海水淡化來解決吃水的問題。據(jù)介紹,以色列的海水淡化廠是全球第二大反滲透法海水淡化工廠,每天生產(chǎn)1.18億立方米飲用水,占以色列年用水需求量的55%,而每立方米成本僅為0.53美元。工廠將一公里外15米深的海水通過大型管道抽至離心設(shè)備,經(jīng)過加工處理,最終變成可以飲用的淡水。海水淡化工廠中使用了多項創(chuàng)新技術(shù),包括其獨有的“三中心設(shè)計”(泵中心、膜中心和能量回收中心)、三根管路取水和獨特的脫硼系統(tǒng)。全自動化工廠使用一流節(jié)能技術(shù),工廠由獨立聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠供電。
以色列水務(wù)和海水淡化管理局相關(guān)負責人表示,以色列公司目前占有全球近一半的海水淡化市場,用戶遍及中國、美國、歐洲、澳大利亞等全球各地??諝庵扑河锌諝饩陀兴闯撕K陨惺鞘澜缟陷^早將“找水”的觸角伸向令人最不易察覺的一種事物——空氣??諝庵扑畽C原理類似于抽濕機,吸入的是潮濕空氣,排出的是干凈的水。空氣制水機的制水能力主要取決于空氣環(huán)境濕度的大小,濕度越大,制水能力越強;反之,濕度越小,制水能力越低。在60%-70%的濕度環(huán)境下,空氣制水機制水的能力最強??諝庵扑坏强萍嫉倪M步,更有著極強的實用性,可廣泛地應(yīng)用于家庭、辦公室、酒店、餐館、輪船、度假屋、醫(yī)院、建筑工地、礦山、海上鉆井平臺、軍艦、畜禽農(nóng)場、軍隊等,尤其在自然災(zāi)害救援現(xiàn)場能發(fā)揮無可比擬的優(yōu)勢??諝馊∷姆椒苤苯哟蚱频赜虻木窒扌?,因為只要有空氣的地方,就有水源。
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