到2030年,全球?qū)⒂?span>7億人因嚴(yán)重缺水而流離失所。即使到了今天,每年約有一半的全球人口仍生活在缺水地區(qū)。氣候變化和人口增長使未來的戰(zhàn)爭不可避免地要爭奪水源。
從政府機(jī)構(gòu)到初創(chuàng)企業(yè),各種規(guī)模的組織中的科學(xué)家都在尋求解決方案。從廣義上講,可以通過兩種方式解決危機(jī):
利用我們已經(jīng)使用的淡水提高效率和可持續(xù)性。
使用技術(shù)提取或生產(chǎn)新的淡水源。
發(fā)揮作用的三項關(guān)鍵技術(shù)是海水淡化,廢水處理和收集大氣水。
大氣水發(fā)生器
大氣水發(fā)生器(AWG)是一種通過冷凝,將空氣暴露于干燥劑(吸水物質(zhì))或?qū)諝饧訅簛韽目諝庵刑崛★嬘盟脑O(shè)備。
盡管某些AWG技術(shù)需要電源,但許多技術(shù)都利用自然溫差從空氣中提取水。
例如,霧氣收割已有2000多年的歷史了。在中東沙漠中發(fā)現(xiàn)了古代的氣井,以及在中世紀(jì)建造的歐洲露珠。在安第斯山脈,生活在雨線以上的印加人使用集水霧柵欄收集露水并將其引導(dǎo)到水箱中。
集霧器
集霧器的外觀類似于邊界網(wǎng),該邊界網(wǎng)用于將運動球停在運動場的邊緣。大型垂直網(wǎng)狀網(wǎng)捕獲霧滴,霧滴向下流入下方的一個槽中。取決于網(wǎng)的大小,孔的大小及其化學(xué)涂層,被動式除霧器可以收集空氣中2%至10%的水分。霧通常每立方米包含0.05到0.5克水。
2018年,麻省理工學(xué)院的一個團(tuán)隊開發(fā)了一種方法,通過在收集器附近發(fā)射帶電粒子的脈沖來將霧網(wǎng)效率大幅提高到99%。這會產(chǎn)生一個電場,使附近的水粒子帶電并將其壓向網(wǎng)格。
世界上有些地區(qū)幾乎沒有降雨,但確實有很多霧。防霧網(wǎng)最好放置在海拔高,干旱的地區(qū),靠近霧霾最常見的冷海流。它們應(yīng)面對盛行的風(fēng),以最大限度地提高效率。
霧網(wǎng)的優(yōu)點包括:水比地下水更安全(只要網(wǎng)保持清潔),無能源需求,成本低廉且零件易于在發(fā)展中國家采購。但是,它們僅限于特定的氣候,并且由于當(dāng)?shù)靥鞖夂透蟮臍夂蜈厔荩ɡ缍驙柲嶂Z現(xiàn)象),其輸出不一致。此外,霧網(wǎng)可能會被灰塵,沙子,鳥類,昆蟲和霉菌污染。
世界各地的霧收集項目
加拿大慈善機(jī)構(gòu)FogQuest使用集霧器為發(fā)展中國家的農(nóng)村社區(qū)計劃和實施水項目。他們的項目包括:
危地馬拉:三十個大型除霧器每天為海拔3300m的一個鄉(xiāng)村提供大約6000升淡水。
埃塞俄比亞:FogQuest目前正在研究霧網(wǎng)為居住在一座死火山邊緣的修道院中的700名僧侶和尼姑以及支持該修道院的農(nóng)業(yè)社區(qū)提供飲用水的潛力。
智利:作為FogQuest和阿塔卡馬沙漠中心(Atacama Desert Center)開展的環(huán)境教育項目的一部分,霧收集者已經(jīng)使在世界上最干燥的沙漠中種植人工林成為可能。
尼泊爾:尼泊爾目前有七個小山村霧收集項目。
厄立特里亞:十個除霧器為1,500名學(xué)生提供服務(wù),該學(xué)生以前在上學(xué)期間沒有水。收集器足以容納五個3000升的水箱。
摩洛哥非政府組織Dar Si Hmad在反阿特拉斯山脈建造了世界上最大的霧氣收集和分配系統(tǒng),每天可收集6300升水。對該地區(qū)15個村莊的積極影響包括以下事實:集水每天使當(dāng)?shù)鼐用耖L達(dá)3.5個小時?,F(xiàn)在,干凈的水直接通過管道輸送到家庭。
來源:賢集網(wǎng)