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由于当地供应变得不太可靠,世界各地的沿海城市中心都在紧急寻找新的可持续水源。在美国,这个问题在加利福尼亚州尤为紧迫,该州正在应对 创纪录的数十年干旱.
加利福尼亚州政府加文·纽瑟姆最近发布 80亿美元的计划 以应对供水减少的情况。除了节水、储存和回收之外,它还包括对更多海水进行淡化。
海洋淡化,将咸水变成新鲜、干净的水, 作为一种供水策略具有直观的吸引力 对于沿海城市。盐水的原始供应几乎是无限且可靠的。
海洋淡化已经成为以色列和阿拉伯联合酋长国的主要水源。城市位于 中东、澳大利亚、地中海欧洲、美国西南和澳大利亚 也靠它。加利福尼亚州和佛罗里达州有 20 多家海水淡化厂在运营。 美国各地还有更多工厂 从咸水(咸水)水源中去除盐分,例如内陆地下水, 尤其是在德克萨斯州.
尽管如此,目前的证据表明,即使在沿海城市,海洋淡化也可能不是解决水资源短缺的最佳选择,甚至不是解决水资源短缺的最佳选择之一。以下是评估此选项的社区应考虑的主要问题。
杀死水生生物
用于去除水中盐分的可扩展技术 稳步提高 过去几十年。对于咸水地下水的处理尤其如此,因为咸水的咸度低于海水。
但海水淡化仍然会对环境产生重大影响。当鱼类被保护海水淡化厂进水阀的屏障困住时,它们可能会被杀死,细菌和浮游生物等小生物在通过处理系统时可能会被吸入植物中并被杀死。2022 年 5 月,加州海岸委员会 一致拒绝 拟议耗资 14 亿美元在亨廷顿海滩建设海水淡化厂,部分原因是其对海洋生物的潜在影响。
海水淡化厂排放盐水和废水,如果处理不当,也会杀死附近的水生生物。工厂消耗的大量能源本身也会对环境产生影响,但在实现无碳化之前,这在大多数情况下还需要数年时间。
来自昂贵工厂的水难以承受
成本是另一个主要障碍。在大多数地区,海洋淡化的成本预计仍将大大高于未来几十年保护等可行替代方案的成本——这是公用事业公司在规划新投资时使用的时间表。我和我的同事发现了这个 我们的研究 尽管我们对海洋淡化成本做出了有利的假设,但还是比较了亨廷顿海滩的供水替代方案。
中短期内,市场就绪的主要技术不太可能实现成本突破。以及海水淡化成本 可能会增加 为了应对不断上涨的能源价格,这代表 高达一半的费用 从水中除去盐。
此外,海水淡化厂的资本成本预测往往大大低估了这些设施的真实成本。例如,于 2015 年底开业的加利福尼亚州卡尔斯巴德海水淡化厂的最终成本(10 亿美元)为 四倍高 比原来的投影。
我们中心有 还探索了 对于拥有公共供水系统或私人水井的小型农村地区来说,淡化海水管道是否是一个可行的选择 耗尽或即将耗尽. 。在加利福尼亚州的不同地区都发生过这种情况,例如 波特维尔 在中央山谷和 蒙特西托 在沿海地区,该州支付每加仑超过 1 美元的卡车费用来运送少量瓶装水和售卖水。这甚至比最昂贵的淡化海水还要高。
在这些情况下,我们发现相对的经济甚至环境影响可能会消失,但新管道的政治和管理却不会。这是因为供水通常由当地管理,受益者之外的许多地方都需要同意从海岸铺设新管道。
更广泛地说,我们发现这些项目的支持者并没有主动 追求策略 这将使水的获取更加公平,例如设计公用事业费率结构,使低收入家庭免受更高费用的影响,向小社区提供财政援助或整合供水系统。
更好的选择:保护、再利用、储存和贸易
在大多数地方,在海水淡化之前,可以而且应该同时寻求其他几种供应方案。所有这些步骤都将以更低的成本提供更多的水。
解决水资源短缺的第一个也是相对便宜的方法是减少用水。寻找让人们减少用水的方法可以 许多城市地区的现有需求减少 30%-50% 已经开始保护工作。
第二, 回收 或者 处理后的废水回用 是 通常更便宜 比海水淡化。该领域的技术和法规正在不断进步,这使得许多干旱地区的回收投资成为可能。
第三,在洛杉矶和澳大利亚部分地区,即使在不经常下雨的地区,增强雨水收集的存储能力也可以增加一倍或四倍。 每单位淡化水成本的三分之一到二分之一.
即使是清理受污染的当地地下水供应并从附近的农业用户那里购买水,尽管这些都是成本高昂且政治上困难的策略,但在海洋淡化之前可能需要谨慎考虑。
随着气候变化导致水资源短缺问题日益严重,海水淡化作为当地供应选择的可行性有望在本世纪中叶改变。然而,从中期来看,海洋淡化如果在沿海城市地区的整体水战略中发挥作用,它仍然可能发挥很小的作用。