海水( 四 ) _生活百科

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海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法（CN92110710.2）1992年：《美国化学文摘》收录。另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进碳纳米管薄膜一种用碳纳米管来做薄膜的小孔，另一种渗透用的薄膜。活细胞蛋白质膜薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。反渗透机理统一的“乾闭湿开”反渗透机理模型有几个经典模型1．优先吸附毛细孔模型：弱点乾态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。2．溶解扩散模型：不认为有孔。3．乾闭湿开模型：上个世纪80，90年代能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“乾闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。膜乾时，膜收缩緻密，孔隙闭合，电镜下看不到膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合併就是“乾闭湿开”脱盐模型。海水来源起初，科学家们坚信，海水是地球固有的。它们开始以结构水、结晶水等形式贮存在矿物和岩石之中。以后，随着地球的不断演化，它们便从矿物、岩石中释放出来，成为海水的来源。然而，一些科学家却有不同看法。他们认为，这些“初生水”就是从地面渗入的。近代兴起的天体地质研究表明，在地球的近邻中，无论是距太阳最近的金星、水星，还是距太阳更远一些的火星，都是贫水的，唯有地球得天独厚，拥有如此大量的水。所有这些，都让科学家倍感奇怪，纷纷探讨地球水的真正来源。其实，所有这些观点还都是猜测，离真正揭开地球水源之谜的日子还很遥远。随着海洋化学的发展，人们逐渐认识了海水，已经确定海水含有80多种元素。这些元素在海水中的含量差别很大。根据其含量的多少，大体上分为三类：每升海水中含有100毫克以上的常量元素；含有1毫克-100毫克的微量元素；含有1毫克以下的痕量元素。海水作用海水制食盐我国海盐生产发展很快，沿海11个省、自治区、直辖市都有盐田，盐田面积比建国初期有了大幅度增长。所生产的海盐质量也不断提高，品种越来越多。除原盐外，已投入批量生产的有洗涤盐、粉碎洗涤盐、精製盐、加碘盐、餐桌盐、肠衣盐、蛋黄盐和滩晒细盐，并在试製调味盐、饲畜用盐砖等。海水变肥料钾元素在海水中占第六位，共有600万亿吨。氯化钾，是我们从海水中提取的肥料。钾肥肥效快，易被植物吸收，不易流失。钾肥能使农作物茎秆长得强壮，防止倒伏，促进开花结实，增强抗寒、抗病虫害能力。海水中提钾主要用来製造钾肥。此外，钾在工业上可用于製造含钾玻璃，这种玻璃不易受化学药品腐蚀，常用于製造化学仪器和装饰品。钾还可以製造肥皂，可用作洗涤剂。钾铝矾（明矾）可用作净水剂。海水提溴茫茫大海是化学元素溴的“故乡”，地球上99%以上的溴都在海水中，可谓源源溴素海中来。海水中溴含量约为65毫克/升，总量达100万亿吨。我国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴，1968年获得成功。青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂，进行试验生产。“树脂吸附法”海水提溴也于1972年试验成功。为什幺不从海水中过滤掉盐分获得饮用水？为什幺不从海水中过滤掉盐分获得饮用水？淡化的能源考虑到地球海洋中蕴含的广袤的水资源，通过淡化海水也只能满足人类饮用水总需求的不到0.5% 。人类每年需要新鲜淡水总量960立方英里(4000立方公里)，总体上地表的淡水足够满足需要。但是却存在区域性的饮水匮乏问题。因此，为什幺我们不通过淡化更多的海水来缓解用水短缺和因用水发生的冲突？问题在于，淡化海水需要大量的能源。盐分在水里溶化非常容易，形成的化学键很难将之断开。能源和海水淡化技术都是非常昂贵的，这意味着淡化海水将是费用昂贵的技术途径。实际上，要对海水淡化产生的费用进行估算却也不太容易－－这个数字与所在地区、劳动力价格、能源费用、土地成本、金融融资成本密切相关，甚至与海水中含盐分也相关。淡化1立方米(264加侖)海水的成本从1美元以下到2美元以上都有可能。而如果从江河或者地下采水，所需费用会直线下滑到10-20%，农夫通常在用水上所费甚少。这意味着用当地的淡水总是比海水淡化要便宜的多。虽然从趋势上看，价格之间的差距在不断减小。比如，通过寻找新水源或者筑坝来满足类似加州这种地方的饮用水需求，每立方米的成本相当于海水淡化成本的60% 。遗憾的是有时候这种传统的获取饮用水的办法不再有效。而且，获取水源的费用也在不断上升，以至于加州这种地方开始严肃考虑是否通过淡化海水来获取饮用水，而类似佛罗里达州Tampa这种地方已经决定建造全美最大的海水淡化厂了。国际海水淡化协会提供的数据表明，2007年全球有大约13000座海水淡化厂在工作。这些工厂每天的产出大约147亿加侖(556亿升)可饮用的淡水。大部分工厂都分布在沙特这种水比油贵的地方。能源在淡化海水技术中的作用有两种办法来断裂海水中的盐水化学键：热蒸溜方法和薄膜渗透方法。热蒸溜方法需要热量：把海水煮沸，水分蒸发留下盐分，然后将水蒸气冷却获得液态淡水。使用最普遍的薄膜渗透方法称为反渗透法。用半透膜将海水里面的水分和盐分分开。因为这种技术比提溜法便宜，因此大多数的淡化厂都採用这种方法，比如Tampa的淡化厂就是採用反渗透法淡化海水。需要注意的是，淡化海水也会产生环境成本。海洋生物随着海水进入淡化厂后将被消灭殆尽，一些海洋生物比如小鱼和浮游生物被消灭后会扰乱海洋里的食物链。另外，海水淡化产生的高纯度盐分如何处理也是个头疼的问题。如果把这些高含盐的废水排入大海，那幺本地的水生作物会受到严重伤害。处理这些环保问题难度不大，但是会增加淡化成本。即便存在着经济和环保上的种种问题，但如今人类耗尽其他水源的形势下，海水淡化开始展现出吸引人的优势。人类已经过度开採地表水，大地上遍布各种超出经济和环境所能承受的大小水坝，只要是可资利用的江河，人类都将之堵塞。虽然在有效合理利用现有水源上还有许多工作需要做，但是随着世界人口的增长和水供应的缩减，海水淡化会越来越受到人们的青睐。