對于人類來說,圍繞著海水淡化工程,要發(fā)展還是要環(huán)保,這的確是一場關(guān)乎生存的博弈。
日前,位于加州圣地亞哥市、美國西部最大的海水淡化項(xiàng)目獲得批準(zhǔn)。然而在此之前,曾經(jīng)歷了長達(dá)3年的爭議。
支持者認(rèn)為,該項(xiàng)目有巨大潛力,可減少飲用水缺乏的壓力;但批評人士則認(rèn)為海水脫鹽項(xiàng)目存在巨大的環(huán)境隱患,不僅耗費(fèi)大量能源,其取水管道還會把海中的魚蝦、浮游生物卷入機(jī)器,高鹽度的鹵水排放還會對海洋生物產(chǎn)生威脅,而且大型的淡化設(shè)備也影響海岸的美觀。
盡管目前該項(xiàng)目獲得了建設(shè)許可,然而環(huán)保人士表示將會繼續(xù)提出抗議,反對派律師馬克·岡薩雷斯說:“項(xiàng)目方馬上會面臨兩場官司,我們正在提請另外兩家加州管理機(jī)構(gòu)出面阻止項(xiàng)目進(jìn)行。”
從中我們可以看出,從環(huán)保角度來看,海水淡化至少帶來兩方面的問題:高能耗與對海洋生態(tài)的破壞。
能量回收與清潔能源利用
海水淡化面臨的一個(gè)重要問題,就是它要耗費(fèi)大量能源。生產(chǎn)一方淡化水,大體要花四度電。這也使海水淡化的成本比較高。針對這個(gè)問題,目前主要有兩種解決思路。
一是使用能量回收裝置。中國科學(xué)院長春應(yīng)化所研究員、高分子分離膜材料課題組組長張所波告訴記者,這一方法主要運(yùn)用于反滲透法中濃鹽水余壓能量的回收,是降低能耗的一種重要方式。濃鹽水從滲透膜后返回的時(shí)候,還帶有很大的動能,讓它驅(qū)動一個(gè)裝置,這個(gè)裝置再回過頭來提供高壓泵所需的能量,最終實(shí)現(xiàn)能量的充分利用,從而大幅降低海水淡化的制水能耗和制水成本。世界上海水淡化裝置規(guī)模領(lǐng)先的以色列阿什克隆海水淡化處理廠,日產(chǎn)淡水33萬噸,采用能量回收裝置后能量回收率達(dá)到97%,節(jié)省電耗40%。
二是使用清潔能源。王鵬告訴記者,使用風(fēng)能等清潔能源是未來海水淡化在能源利用、環(huán)境和諧方面的發(fā)展方向。以風(fēng)能為例,海上風(fēng)資源豐富,具有風(fēng)速大、相對穩(wěn)定的特點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,風(fēng)能也逐漸成為海水淡化的重要能源選擇。風(fēng)能海水淡化主要有兩種途徑,一是直接利用風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能進(jìn)行海水淡化,二是利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,然后利用電能進(jìn)行海水淡化。以澳大利亞西海岸城市柏斯附近的一個(gè)新建海水淡化廠為例,該廠使用附近風(fēng)力發(fā)電廠出產(chǎn)的可再生能源——風(fēng)電,除此之外該廠的現(xiàn)代化海水進(jìn)水系統(tǒng)和廢水排水系統(tǒng)均能把對海洋生物的影響降到最低,是未來建設(shè)環(huán)境友好型海水淡化廠的典范。
海水淡化的濃鹽水處理
海水淡化的剩余廢物處理問題,也是很多環(huán)保人士關(guān)注的問題。
美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校環(huán)境工程系教授斯蒂芬·麥克萊恩告訴記者,國際上海水淡化留下的廢物通常是排回海洋。因?yàn)楹Q笕萘亢艽?,只要不是死海灣,有足夠的洋流循環(huán)交換,就問題不大。然而在很多內(nèi)?;蚝常Kh(huán)不活躍,因此大型海水淡化廠的選址需要進(jìn)行認(rèn)真的環(huán)境影響評價(jià),否則會對海洋生態(tài)造成影響。
目前我國大型的海水淡化廠主要分布在環(huán)渤海地區(qū)。在日前召開的2011青島國際海水淡化與水再利用大會上,有專家提醒,我國環(huán)渤海地區(qū)屬于內(nèi)海,海水流速慢,不具備海水淡化后濃鹽水向深海排放的條件。
我國著名的環(huán)保專家、天津市環(huán)保局總工程師包景嶺曾撰文指出,渤海近海海灘地勢平緩,且水深較淺,海水交換能力較差。渤海主要生物適宜生存的鹽度上限是33‰~36‰,當(dāng)鹽度超過40‰時(shí),一些生物將會死亡。近年來,由于入海徑流的減少已經(jīng)導(dǎo)致渤海灣海水鹽度升高了11‰~15‰。如果把高濃度鹽水直接排入渤海灣,必將影響渤海海域的生態(tài)環(huán)境,可能會使部分對鹽度敏感的海洋生物如魚卵、仔魚死亡。另外,海水淡化溫排水對近岸海域水溫升高的影響還會導(dǎo)致某些浮游生物急劇繁殖和高度密集,可能出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象,造成海洋生物大量死亡。
王鵬也告訴記者,沙特的海水淡化工廠主要是把濃鹽水通過高壓泵排入深水區(qū)10多米。但是,環(huán)渤海與中東的海域不一樣,中東海域海水流速快,直接外排濃鹽水影響還不大,環(huán)渤海水循環(huán)太慢,濃鹽水排放后直接影響生物的生存。
針對這一情況,專家建議,把海水淡化和鹽化工結(jié)合起來,從海水淡化留下的濃鹽水中提取鹽、化工原料等。然而,由于鹽場一般都建在沿海比較荒涼的灘涂,海水淡化為了減少輸送距離,一般都在人口密集的地方,所以二者的結(jié)合目前進(jìn)展并不理想。
中國水利企業(yè)協(xié)會脫鹽分會秘書長郭有智表示,目前我國大部分海水淡化公司僅關(guān)注海水預(yù)處理、淡化脫鹽這兩個(gè)工藝,對淡化后濃鹽水的處理并不關(guān)注。同時(shí),由于土地緊張,沒有足夠的土地面積進(jìn)行攤曬制鹽,如果采用蒸發(fā)制鹽的方法,噸鹽的成本就要達(dá)到350元以上,比井、礦鹽的生產(chǎn)成本都高。郭有智建議,國家應(yīng)當(dāng)對濃海水制鹽給予補(bǔ)貼,彌補(bǔ)蒸發(fā)制鹽的高成本,鼓勵資源利用。
王鵬也表示,我國不同于中東,中東石油資源豐富,對濃海水中鉀、溴、鎂、鋰等物資并不珍惜,而這些物質(zhì)在我國還是緊缺的礦物資源,從環(huán)境保護(hù)和資源利用的角度,都需要利用。由于這些化學(xué)成分在濃鹽水中的濃度約為海水的2倍,獲取相同數(shù)量化學(xué)物質(zhì)的處理量僅為海水直接處理量的一半,可顯著降低提取成本。此外,對濃海水進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)提取不需要預(yù)處理設(shè)備,可節(jié)約投資和工程造價(jià),并且濃鹽水的溫度、流量參數(shù)穩(wěn)定,便于礦物資源的提取。
發(fā)展與環(huán)保的博弈
對于人類來說,圍繞著海水淡化工程,要發(fā)展還是要環(huán)保,這的確是一場關(guān)乎生存的博弈。
目前,國際上海水淡化領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的國家,包括西班牙、沙特等已經(jīng)制定出了海水淡化對環(huán)境影響的綜合評估機(jī)制,從該國海水淡化裝置的現(xiàn)狀出發(fā),結(jié)合鹽水性質(zhì)、環(huán)境評價(jià)方法、海洋監(jiān)測和條約等,對濃鹽水排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出建議。
在圣地亞哥海水淡化項(xiàng)目的論爭中,舊金山著名環(huán)保組織塞拉俱樂部的海岸項(xiàng)目主任曾說:“顯然,人類對于淡水的需求是存在的,但是當(dāng)前出現(xiàn)一個(gè)誤區(qū),就是為了建設(shè)海水淡化工廠,全然不顧及環(huán)境保護(hù)的問題。”
環(huán)保主義者的抗議最終發(fā)揮了作用。近日,圣地亞哥水資源管理機(jī)構(gòu)規(guī)定,項(xiàng)目建設(shè)者波塞冬公司必須保證其產(chǎn)生的濃鹽水含毒量在一定標(biāo)準(zhǔn)之下。同時(shí),在南加州建設(shè)一片面積為55.4英畝的濕地,作為魚類及其他生物的棲息地,以此來彌補(bǔ)該項(xiàng)目對于海洋生物的傷害,部分恢復(fù)海岸區(qū)域的美麗。