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對於一個成年人而言,身體內水的含量大概是六成,剛出生的嬰兒可以達到七成。而對於一些特殊的生物,比如說水母,水含量甚至可以達到百分之九十七。這也告訴我們,水對於地球上的生物而言是有多麼重要。1961年,前蘇聯宇航員加加林乘坐世界上第一架宇宙飛船,也是人類第一次從宇宙的角度看地球,地球大部分都是被海洋覆蓋的蔚藍色。

淡水從哪裡來?

地球上主要的淡水資源都是河流,冰川融化以及地表地下水。地球上曾經有四大文明古國,分別是古埃及,古巴比倫,古印度以及古中國。它們所共有的特點就是都擁有大型的河流,其中我國最重要的就是黃河流域以及長江流域。所以我們現在日常生活中使用的淡水都來自附近的河流,經過自來水廠的淨化處理,最終透過錯綜複雜的自來水管道網路到達千家萬戶。

那麼這些河流裡面的水又是從哪裡來的呢?首先絕大多數的河流都存在源頭,比如說長江的發源地就是青藏高原的唐古拉山脈。其次,由於地球擁有非常複雜的水汽迴圈系統,可以透過下雨的形式給這些河流補充水量。但是我們都知道,如果我們只是利用這些水源,是無法滿足地球上79億人口的使用,於是人類將目光投向了浩瀚無際的大海。

如何利用海洋資源呢?

如果有小夥伴曾經到海邊旅遊過,一定不會忘記被海水嗆到的感覺。根據科學家對海洋的研究,地球上所有大洋的平均含鹽量是千分之三十五,已經能夠明顯感覺出鹹味的存在。雖然人類短時間內少量攝入並不會有什麼不適感,但是長期以往地飲用海水,不僅不能給人體補充水分,還會嚴重地增加腎功能的負擔,危害人體的健康。

為了使海水能夠被人類飲用,我們就需要透過技術的手段去除海水中鹽分的存在。在工地上我們通常可以看到一張立起來的篩網,工人們只需要將沙子潑向篩網,就能從篩網背面得到乾淨的、不含小石子的沙子。淡化海水的過程也一樣,由於氯化鈉分子的大小比水分子要大,所以我們只需要製作出一張只能透過水分子,不能透過氯化鈉的篩網就可以了。

這種技術被稱為反滲透技術,目前主流的海水淡化廠使用的都是這種技術。為了增加反滲透膜的工作效率,工廠並不會只利用水的重力,使海水透過反滲透膜。所以海水淡化廠最主要的成本,反而是海水加壓所需要的電力。而且透過這種方式淡化海水還有一個危害之處。沒有透過滲透膜的物質會形成高濃度的鹽滷,一旦流入自然環境就會造成不良的影響。

有改進的方法嗎?

在初中的化學課本上,我們就學習過蒸餾的方法。透過加熱的方式,使水分子變成氣態的形式。由於氣態的水分子會向上運動,所以只需要增加導流以及冷凝的步驟就可以蒸餾出純淨的水資源。

過去沒有選擇使用這種方式淡化海水的原因是加熱所需要的電能比反滲透技術還高,現在,隨著太陽能技術利用的效率越來越高,加熱的方式有了新的選擇。前端時間,沙烏地阿拉伯製造了一個大型的鋼製玻璃穹頂,大小與一個足球場相當。這樣一來,聚集起來的太陽能都能輕易蒸發大量的海水了。

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