世界面临水资源的威胁比想象中更严重,特别是水的污染问题,时刻危害着人们的健康。日常生活中,节约用水理应是一种态度和习惯。解决水资源匮乏,最重要的是节约用水、废水利用,让每一滴水都循环利用起来。
可饮用水只占地球总水量0.2%
地球上大约四分之三的面积被水覆盖。地球上的水,总量是138600万立方米,也可以说如果分配给中国人,那么每人大概可以分1立方千米的水,但这其中96.5%是海洋里的咸水,淡水仅仅占了2.53%。而且2.53%里面,南北极冰雪占了相当大的部分,真正可以用的水只有地下的淡水、湖泊水,还有河水,这些水占了地球总水量的0.77%。
实际上,我们可以饮用的水只占了地球总水量的0.2%左右。世界上有100多个国家存在不同程度的缺水状况,有28个国家被列为重点缺水国,目前11亿人生活缺水,26亿人缺乏基本的卫生设施。水的污染使水的问题更加严峻,它危害了人类的健康。世界每年有数百万人因饮用了不清洁、不卫生的水而引发疾病甚至死于疾病。联合国指出,石油危机的下一个危机就是水的危机,现在我们已经能够体会到。为了唤起公众节水的意识,建立一个更为全面的相应的水资源的运行机制,1993年1月18日,联合国环境与发展大会制订了《21世纪行动议程》,提出了193号决议,确定从1993年起将3月22日作为“世界水日”,所以每年都有关于水的活动。
水资源的短缺已经成为制约我国经济社会可持续发展的主要矛盾。比如,人均的水资源不足,我国人均水资源量仅为世界人均量的四分之一,在世界排名第110位,被联合国列为13个贫水国家之一。我国水资源也是时空分布不均,像南方水多一些,北方少;东边多一些,西边少;各季节水资源也分配不均。还有就是城市的严重缺水,现在我国有600多个大城市,其中400多个城市供水不足,110个是严重供水不足。
再就是水体的严重污染。全国每年污水的排放量从1980年的315亿吨发展到2012年的684.8亿吨,造成了生态环境的恶化。另外,地下水开采也是一个很大的问题。北京、天津、河北这一带,还有其他的一些城市,开采以后形成地下漏斗状,要恢复起来相当困难,还会引起地面下沉、塌陷等一系列的问题。
运用科技手段解决水资源的关键问题
膜技术有很多方面,有压力驱动的膜,有浓度驱动的膜,有电驱动的膜,还有用热来驱动的膜。
这里给出一个简单的压力驱动膜的解释,就是微滤、超滤、纳滤膜,下面是它们的工作形式。微滤膜能截留住细菌、悬浮物、鞭毛、酵母。我们现在的饮用水就是用微滤和超滤解决细菌问题的。超滤可以截留病毒或者蛋白质。纳滤可以把胶体、农药、色素这些截留住。我们可以用不同的膜,根据不同的要求来解决不同的实际问题。举个例子,像饮用水,如果你觉得含盐高了,可以适当的用纳滤降下来,有农药可以用纳滤来减少,这些都可以根据实际情况做出选择。反渗透原理也是一样。当我们把海水和淡水用一个半透膜隔离起来的时候,淡水就会向海水渗透,当达到平衡的时候,就进行一个渗透压,如果要淡化海水必须要加一个压力,这样使压力大于渗透压,海水就会向淡水跑,淡水就多了。这就是海水淡化的基本原理。
那么膜是如何应用的呢?光一个膜是不行的,必须把它做成膜的元件或者器件来应用,现在做膜的主要形式就是平板膜片,像一张纸一样。再就是把它做成一个纤维,增加它的表面积。不管是做成纤维,还是做成板片,真正起作用的就是表面的致密层。