海水淡化工程为干燥国家的沿海地区提供了饮用水,但事实上也衍生有毒副产品──卤水,对沿岸生态造成重大危害。麻省理工学院科学家开发了新的处理工法,能将卤水转化为其他化学物质,一来提高海水淡化的经济性,二来尽量减少对环境的影响。
海水淡化(desalination)也称海水脱盐,指将海水中多余盐分与矿物质去除并得到淡水的技术,常见于干燥国家的沿海地区,用来生产国内饮用水、农业用水,比如沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国等。然而,海水淡化的废弃副产品卤水(brine)常有排放问题,大部分都藉泵浦系统直接倾倒回海中,可能破坏海洋生态系统。
卤水就是高盐度海水,汇集了海水淡化过程中使用的铜、氯化学物质,每提取 1 升淡水就会衍生 1.5 升卤水,回排至海洋后会提升沿海水域温度,导致生态圈一片死寂。
麻省理工学院团队现在开发出一套新工序,使用众所周知的标准化学方法,然后以一个或多个电渗析步骤将卤水转化成有用的化学物质,比如氢氧化钠、盐酸等,达到减少卤水排放目的。
氢氧化钠常预先用来改变进入淡化厂的海水酸度,避免损坏用来过滤海水的逆渗透滤膜。只不过,过去工厂必须另外购买氢氧化钠,现在采用麻省理工学院的新技术能“一举两得”,由于淡化过程所需添加的量远少于盐水能产生的氢氧化钠总量,届时不只不用购买,还有多余的分量可销售。
虽然法规规定排回海中的卤水要充分稀释掉盐分,然而这套系统特别昂贵,真正达标的海水淡化厂应该不多。如果一套专门转化卤水的系统问世,相信无论是经济还是生态方面都有益处。目前,已有公司对建造原型工厂感兴趣,只不过面临更大的挑战是设备与电力成本。
新论文发表在《Nature Catalysis》期刊。
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(首图来源:麻省理工学院)
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