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海水淡化也会产生环境污染!淡水危机应该如何解决?

北极星水处理网  来源:前瞻网    2019/2/10 8:44:57  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:海水淡化 海水淡化技术 浓盐水

北极星水处理网讯:不断增长的人口和紧张的供水使许多地方的人们(包括中东,澳大利亚,加利福尼亚和中国)将海洋和其他咸水水域视为饮用水的新来源。但海水淡化厂是能源密集型企业,它会产生的潜在环境危害废物,称为浓盐水(由浓盐和化学残留物组成),这些浓盐水会被倾倒入海洋,注入地下或在陆地上蔓延。

尽管存在生态威胁,但我们“没有对浓盐水进行全面评估——例如我们生产了多少浓盐水,”联合国大学水资源,环境与健康研究所助理主任Manzoor Qadir说。因此,他和他的同事计算出了生产浓盐水的数量,并且发现它比海水淡化行业之前的粗略估计值要高出50%。事实上,这个数量的浓盐水足够每年以30厘米的深度覆盖整个佛罗里达了。

Qadir说,海水淡化厂生产的浓盐水多少取决于其水源——例如海水还是半咸水(半水)——以及它所采用的技术类型。反渗透技术(将水推入膜中以过滤出盐)是目前使用最广泛的技术,它生产了世界上69%的淡化水。当使用的是海水时,它平均产生42%的水和58%的浓盐水,“回收率”为0.42。另外两种被称为“加热”技术的方法是通过将水加热成为蒸汽来分离盐,产生全球占比约25%的淡化水——以及更多的浓盐水废物。一种称为“多级闪蒸”的淡化过程回收率仅为0.22。

由于浓盐水排放没有全面的报告,Qadir和他的同事们研究了科学文献中各种水类型和海水淡化技术组合的回收率。他们还研究了进入和流出小型工厂的水中的盐含量,这些数据可以在这些小型工厂中找到。从这些数据点中,他们能够计算出全球80%以上的淡化水的平均回收率。他们发现,与人们通常假设净化每升淡水会产生一升浓盐水不同,海水淡化的平均比例接近1.5比1。研究人员这份受到联合国支持的研究于12月在《Science of the Total Environment》杂志上发表。

将盐扔回到海洋似乎不是一个环境问题。人们倾向于认为,“这是海水,它就是从那里来的,谁在乎呢?”加州独立水研究组织太平洋研究所的研究主任希瑟·库利(Heather Cooley)说。人们的这种态度可能就是人们对浓盐水在特定地点的排放影响研究很少的原因。但是,一些总体影响仍然很明显。

根据2012年的一篇集中讨论海水淡化中心:阿拉伯海湾(又名波斯)的论文指出,使用加热技术从工厂中排放出来的浓盐水可能会比海水更热;这可能会“对海洋生物造成致命的影响,并可能导致物种组成和数量产生持久的变化”。另一方面,使用反渗透技术的工厂则没有太大的热影响。

化学品——尤其是对许多生物来说可以致死的氯——通常都会在排放前被中和。但浓盐水废物可能含有清洁化学品残留物、反应副产物和设备腐蚀产生的重金属。总部位于以色列的IDE Technologies(海水淡化技术的主要供应商)销售和营销副总裁Miki Tramer表示,这些化学品——至少来自该公司自己的工厂——的影响可以忽略不计。他说,在排放之前,这些化学品已经经过处理,废水也经过了稀释,因此含量非常少。他指出,“这不是将化学品成桶地倒入水里。”然而,不同的海水淡化技术会在浓盐水中产生不同程度的化学污染。

甚至就连海水淡化行业也同意浓盐水是一个问题。由于它比海水重,所以除非它被稀释过,浓盐水倾向于向其排放的沿海区域底部沉淀。过量的盐会降低水中的溶解氧水平,使海底的动物窒息。目前的技术是在排放之前减少浓盐水中的废物或者将废物中的污染物提取出来并用于商业用途——但这样做的成本通常很高,使得这种做法变得不现实。相反,工厂会使用其他策略来减少损害。

一种这样的替代方案涉及将工厂建在洋流强的地方,这会有助于分散浓盐水,但这并不总是可行的。例如,阿拉伯海湾滩比较浅,缺乏强大的洋流,并且由于上游水坝以及该地区的人们将饮用水和灌溉用水转移,淡水进入非常缓慢,此外阿拉伯海湾也是石油和天然气行业盐水排放的“容器”。所以,由于这些因素,海湾的海水现在比典型的海水还要咸约25%,其热点是其常规盐度的两倍或三倍。除了伤害海洋生物之外,极端盐度也使得淡化海水变得更加困难和昂贵。红海和地中海的海水也在变得越来越咸。

一些工厂在排放时浓盐水的时候努力使浓盐水能够更好地混合到海洋,工厂有的通过使用多个排放出口将其散布在更大的海域中,有的工厂通过加压废水流来分散它。最近在澳大利亚悉尼海水淡化厂进行的一项为期六年的研究发现,其压力扩散器减低了排放废盐水的沿海地区的过量盐度。但是异常快速的海水流动使得游动缓慢的物种幼虫——例如管虫,花边珊瑚和海绵——不能在废水排放区域生活繁衍。研究的主要作者,新南威尔士大学生物、地球与环境科学学院的高级研究员Graeme Clark说,同时,在高速水流条件下生活繁衍的物种——例如藤壶和双壳类动物——的数量则增加了。该研究表明,减少极端海水盐度危害的尝试可以改变生活在排放区的物种的组成。考虑到水动力变化的影响,他说:“对于该行业来说,这是一个教训,”不过,他补充说,这些影响与“高盐度的毒性效应”相比没那么“险恶”。

世界上许多工厂使用的另一种方法是在排放之前将盐水与用于冷却附近发电厂的海水混合在一起。但是在1月份发表的一份关于圣地亚哥附近卡尔斯巴德工厂的一项研究中,研究人员发现,浓盐水排放区的盐度依然超过了允许的水平,并且盐水羽流延伸到了海岸以外禁止的地方。

Cooley说,加利福尼亚州圣巴巴拉的海水淡化厂使用的一个相关方法更值得怀疑,它将浓盐水废物与净化后的废水混合在一起来将其稀释。“我们可以净化和重复使用(污水),”她说。“但对我来说,在这些污水里面放入一堆盐,然后将它排放进海洋里,冲出去再稀释掉里面的盐分对我来说没有多大意义。”

Cooley说,在许多干旱地区,与用于减少盐分相比,废水再利用可能是最佳的选择。加利福尼亚州、亚利桑那州和新加坡都是这一领域的先驱,它们将处理后的废水用于农作物和景观灌溉以及饮用水。Cooley指出,保护是另一个经常被忽视的解决供水减少问题的方法。一些供水系统因为泄漏原因而失去了超过一半的水。例如,相比于尽快将雨水分流,城市地区也可以扩大植被领域来保存更多的雨水。

Cooley说,在一些地方,海水淡化仍然可能发挥作用,但人们应该在耗尽更便宜、能源密集程度更低、对环境更友好的选择之后才考虑海水淡化。


原标题:海水淡化也会产生环境污染!淡水危机应该如何解决?

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