到2030年,全球將有7億人因嚴重缺水而流離失所。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。
從政府機構到初創(chuàng)企業(yè),各種規(guī)模的組織中的科學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:
利用我們已經使用的淡水提高效率和可持續(xù)性。
使用技術提取或生產新的淡水源。
發(fā)揮作用的三項關鍵技術是海水淡化,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)或對空氣加壓來從空氣中提取飲用水的設備。
盡管某些AWG技術需要電源,但許多技術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到水箱中。
集霧器
集霧器的外觀類似于邊界網,該邊界網用于將運動球停在運動場的邊緣。大型垂直網狀網捕獲霧滴,霧滴向下流入下方的一個槽中。取決于網的大小,孔的大小及其化學涂層,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,麻省理工學院的一個團隊開發(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效率大幅提高到99%。這會產生一個電場,使附近的水粒子帶電并將其壓向網格。
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。它們應面對盛行的風,以最大限度地提高效率。
霧網的優(yōu)點包括:水比地下水更安全(只要網保持清潔),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?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
加拿大慈善機構FogQuest使用集霧器為發(fā)展中國家的農村社區(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名學生提供服務,該學生以前在上學期間沒有水。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?shù)鼐用耖L達3.5個小時。現(xiàn)在,干凈的水直接通過管道輸送到家庭。
來源:賢集網