书城科普大自然的奥秘
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第12章 生命之源正在枯竭(3)

在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候,古老的蒸馏法也改弦易辙,重新焕发了青春。常识告诉我们,水在常温常压下要加热到100℃才沸腾,产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式,耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来,把经过适当加温的海水,送入人造的真空蒸馏室中,海水中的淡水会在瞬间急速蒸发,全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来,就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起,利用热电厂的余热给海水加温,成本就更低了。

现在世界上的大型海水淡化工厂,大多采用新的蒸馏法。在西亚盛产石油的国度,往往土地“富得流油”,却打不出一口淡水井。水比油贵的现实,使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年,西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂;在另一个西亚国家科威特,现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区,有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%~90%。

怎样将“死水”变成“活水”

在我们眼中,水总是流动的,循环往复、永不停止。可是,大自然衰老的规律连水也逃不脱,水也会变“老”,甚至会“死”。水是十分宝贵而稀缺的资源,如何让“死水”变成“活水”,是对现代科学的一大挑战。

水之所以会“死”,是因为它是链状结构,链越长,水就越没活性。水如果长期不运动,链状结构就会不断延伸和扩大,这样一来,水就会慢慢衰老并“死去”。这种衰老的水失去了活力,也失去了养分。如果用这种水来饲养动物或者灌溉庄稼,会严重影响动植物细胞的新陈代谢,它们的生长和发育也会因此受阻。当然,水是否衰老难以用肉眼来分辨。

衰老的水从某种意义上来说,是资源的消失与浪费。于是人们想了许多方法使“死水”变“活”。亚美尼亚科学院的工程技术人员研制出了一种“水链分裂器”,类似于我国农村使用的石磨,专门用于“磨”水。“水链分裂器”之所以能“磨”水,是因为它内部装有轮子。轮子高速旋转时,会改变经过这里的“死”水或老水的链状结构,使之由长变短,这样一来,老水会恢复青春,“死”水也会复活。

其实,自然界还存在着天然的“水链分裂器”,那就是龙卷风。它们威力无比,能将大树连根拔起,吹塌房屋、折断桥梁、毁掉公路、令海水倒灌。然而水却可以在这种毁灭中获得重生。龙卷风发生时,水被高高卷起,飞速旋转,在风力的猛烈撞击下,水的长链变得支离破碎,活力大增。可见换个角度来看,龙卷风就变成了医水的“神药”了。

恢复青春的水或者说“复活”的水,能加快细胞的新陈代谢,有效地促进动植物的生长发育。不仅如此,用这种水浸泡的种子,比用普通水浸泡的种子更容易发芽;用这种水养的青蛙,比用普通水养的长得快2~5倍。

前不久,国内一家燃气热水器生产商抛出“电热水器加热的是储存的‘死水’,含有许多肉眼看不见的有害物质,会对人体健康产生危害”的观点,即刻引起了一片哗然。

燃气热水器与电热水器的区别,在于使用的能源不同,由此决定了完全不同的加热使用方法。电热水器一般加热功率在2000瓦左右,为保证用户正常使用,只能采用储热结构,慢速加热自来水,然后将热水储存起来。而燃气热水器以气体燃料为热源加热自来水,即开即用,无需等待,使用水量不受限制。

一般情况下,用热水洗澡时全身汗毛孔是完全张开的,如果水中含有铁锈、杂质及重金属离子等,会对人的皮肤造成长期损害。因此燃气热水器生产商根据电热水器的加热原理提出:以气体燃料为热源加热水,即开即用,出来的水是“活水”,比较健康;而电热水器是加热内胆里的“死水”,日积月累加热管和内胆四壁会被大量水垢杂质包围,过量的污垢不仅影响加热的效率,同时还会孳生大量细菌,对人体的健康构成威胁。

对此,电热水器的厂家表示,电热水器出水时,通过混水阀后水本身也在流动,不全都是“死水”,并且一般电热水器都设计了排污口可以把污垢清洗掉,即使没有排污口,也可以请专业人员清洗,而且厂家不断对加热棒改进,一般都具有防腐除垢、软化水质的功能,因此并不存在对人体健康的危害。

总之,活水的确更有利于人体健康。可惜目前能令“死水”复活的方法太少,科学家们正在努力研究,以期找到更多的方法使“死水”复活,以更好地造福人类。

怎样摆脱干旱的困扰

干旱从古至今都是人类面临的主要自然灾害之一。即使在科学技术如此发达的今天,它们造成的灾难性后果仍然比比皆是。尤其值得注意的是,随着人类的经济发展和人口膨胀,水资源短缺现象日趋严重,这也直接导致了干旱地区的扩大与干旱化程度的加重,干旱化趋势已成为全球关注的问题。

拿我国来说,日益严重的干旱灾情对我国的人民生活、农业生产、生态环境造成了巨大的危害,并直接影响了经济社会的发展。据统计,从上世纪90年代以来,在我国的农作物受害面积中,干旱致灾面积占60%以上,如2000年发生的旱灾,全国受灾面积6.08亿亩,损失粮食600亿公斤。2006年发生在四川盆地的旱灾,导致重庆、四川共损失粮食97.5亿公斤、经济林木枯死465万亩、森林过火面积1.3万亩,直接经济损失235.2亿元。

此外,干旱缺水也加剧了生态破坏和环境恶化。干旱缺水引发草场退化、土地沙化、地下水位下降、湿地萎缩、生物多样性锐减等生态危机,并加剧了地下水的过度开采,导致部分地区因水位下降而形成“区域下降漏斗”。据2006年对21个省级行政区的不完全调查,大的地下水位下降区81处,总面积6.4万平方公里,并引起不同程度的地沉地裂。

干旱缺水影响国民经济的发展。据估算,20世纪90年代以来,我国因干旱灾害所造成的经济损失在一般干旱年约占GDP的1.1%,严重干旱灾害年约占GDP的2.5%~3.5%。

具体来说,干旱可分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和供水干旱。不同种类的干旱,其形成原因也不尽相同。一般而言,气象干旱是因为厄尔尼诺或拉尼娜现象而出现天气异常,导致降雨量远低于平均状况;农业干旱则是热浪和高温加剧地表水分流失造成的;水文干旱大都因为砍伐森林导致水土流失,从而河川及地下水源逐渐枯干;生活用水供应不足则大多是因为地下水源受到了污染。

以上不同种类的干旱之间虽然相互区别,但都有着共同的影响。干旱会使地表长期缺水,土壤逐渐干涸,地下水资源也逐渐减少以致枯竭;没有雨水的补给,植物会陆续枯萎;没有了植物加固,表土会随风而去,土壤养分更会直线下降,无法进行耕种,土地便失去其用途。

那么,面对严重的干旱,人们如何摆脱缺水的无奈局面呢?答案是明了的。就干旱来说,它是水分供给量少于社会需求量的结果。水是一种可以循环使用的物质资源,只要人们重视它,保护它,合理开发使用这种资源,干旱是可以征服的。

有关专家指出,解决干旱问题的对策是开源节流。开源是弄清当地各类水资源的情况,使之都能充分发挥效益。节流是提高用水效益,减少水资源的浪费。