美國農業灌溉用水佔總用水70%

|地球水源分佈

水是生命之源。地球約有75%的面積被水覆蓋，水是地球上最豐富的資源。然而，在地球水資源中，97%都是海水，0.5%是苦鹹水，這些鹽水是不能為人類直接利用。剩下的2.5%水資源才是淡水，但這些淡水資源大約有三分之二都封鎖在冰山或永久性山地積雪中(Geise 2010)。陸地上，淡水湖和河流的水量佔地球的總水量不到1%。

在人類的淡水使用中，70%的淡水用於農業灌溉，20%用於工業生產，僅有10%才是居民家用(Geise 2010)。可以見得，我們日常的飲食起居能用到的水非常少。

因為我們大多數人都生活在城市，自來水便宜且方便易得，所以我們很難意識到水資源短缺的嚴重性。但是，世界上有很多地方，水資源匱乏，無法獲得安全健康的飲用水，更別說自來水。據估計，全世界10%的人口沒有安全的飲用水。世界衛生組織統計資料表明，每年約有160萬人死於腹瀉，皆因無法獲得安全且消過毒的飲用水(WHO 2004)。

安全健康的飲用水是生命之本。水的重要性可見一斑。

開普敦零水日

|世界各地淡水資源分佈不均衡

國際原子能機構研究表明，全球有23億人（世界人口的1/3）生活在用水緊張的地區(郭久亦 2016)。中東干旱地區的國家、亞洲的印度和巴基斯坦、北非的半乾旱地區以及南美洲的墨西哥和智利等等都是極度缺水的國家。

中國和俄羅斯的首都北京與莫斯科都被列為“極度缺水”，但這兩個國家並非如此。美國很多地方不缺水，但美國的加州卻是十分缺水的地區，農業灌溉已經讓加州的地下水位不斷下降。

南非沿海城市開普敦，曾經是南非的綠色運動前線城市。可是，在2018年出現嚴重缺水，政府不得不斷水，居民常常沒有自來水，無法正常洗澡做飯，差點出現全城停止供水的“零水日”(Day Zero)。因為在2015到2018年間，開普敦經歷了百年來最嚴重的旱災。幸運的是，在2018年6月，老天下雨了，開普敦才倖免於這場“零水日”的災難。

迪拜海水淡化廠

|海水淡化成本高，不如汙水迴圈利用

我們一直有一個問題，竟然地球上有那麼多海水，為什麼不用海水淡化來解決人類的水資源短缺？開普敦作為一個沿海城市，為什麼沒有用海水淡化來解決旱災呢？原因有很多，我們下面來探討一下。

1951年到1961年，美國南部和西部遭受了長達十年的乾旱。陶氏化學公司的科學家們面對德州一望無際的大海，提出了與我們相同的問題：為什麼不海水淡化呢？ 1961年6月21日，美國總統肯尼迪就為全美第一座海水淡化廠揭幕。海水淡化從此成為人類解決水資源危機的希望。

海水淡化的技術主要有兩種：熱蒸餾和反滲透膜。熱蒸餾的能耗是反滲透膜的10-100倍，因此，越來越少被使用。熱蒸餾主要被中東國家使用，因為他們石油能源充足，有足夠的能量用來熱蒸餾。

海水淡化廠

反滲透膜是當前最常用的海水淡化技術。隨著科技的發展，反滲透膜效能不斷提高，反滲透海水淡化的能耗不斷降低。目前，科學家已將海水淡化的能耗降低到約每立方米水耗2度電，非常接近其極限能耗(每立方米水耗1.6度電)，但即使這樣，海水淡化的能耗依然很高。

其實，海水淡化還不如將我們的生活汙水經過處理後迴圈利用。研究表明，海水淡化的碳排放量是汙水迴圈利用的3倍。另外，反滲透膜海水淡化會產生大量的濃縮液，需要排放，能產生較大的環境汙染。因此，海水淡化生產的自來水價格是由汙水回用生產的自來水價格的2到3倍。所以，很多地方提倡汙水迴圈利用。在非常缺水的美國加州橙縣，就建有一座全世界最大的汙水回用自來水廠。

現在我們可以回答，為什麼開普敦沒有實行海水淡化來解決水資源危機了。第一，海水淡化能耗高、價格昂貴；第二，海水淡化在當時技術水平還不夠發達，且產生濃縮液，會汙染環境；第三，海水淡化的技術瓶頸導致其並不能生產足夠的水量，以滿足整個城市的需求。

|節約用水不僅僅是口號

我國擁有世界21%的人口，卻只有7%的世界淡水供應。80%的降水出現在南方，北方極度乾燥，卻只擁有20%的降水。北京平均每月只有4.8釐米的降水，微乎其微，導致淡水供不應求。南水北調工程之後，北京人均年用水量從100立方米提升到150立方米。

然而，與歐美相比，北京還是缺水的。目前，北京居民家庭平均用水量為每天86升，而英國和美國分別為每天150升和560升(郭久亦 2016)。我們還面臨著嚴重的水汙染問題。

水作為人類生存的基本，安全的飲用水是我們的基本人權，所以自來水一直那麼便宜。但這並不意味著我們不需要保護水源和節約用水。我們不僅僅是需要科學家們研究新的技術來進行水處理，為人類提高安全的自來水，也需要千家萬戶保護環境、節約用水。

我們能做的有很多: 一水多用，比如洗腳水用來衝廁；更換能節水的水龍頭、沐浴噴淋頭；確保家中自來水管道不漏水；口杯接水刷牙等等等等。

節約用水，從現在開始！

參考文獻

Geise. 2010. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 48, 1685-1718.

WHO. 2004. https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/facts2004/en/

郭久亦. 2016. World Environment 159, 58-61.