用海水解渴世界，有毒盐水倾泻入海洋

人口增长和水资源日益紧张促使包括中东、澳大利亚、加利福尼亚和中国在内的许多地方的人们将目光投向海洋和其他咸水，以寻找新的饮用水来源。但海水淡化厂是能源密集型的，并产生一种潜在的环境有害废物，称为盐水（由浓缩盐和化学残留物组成），这些盐水被倾倒入海洋、注入地下或散布在陆地上。

尽管存在生态威胁，但联合国大学水、环境与健康研究所助理所长曼佐尔·卡迪尔表示，“对于盐水——我们产生多少盐水，一直没有全面的评估”。因此，他和他的同事计算出了这个数字，发现它比海水淡化行业之前的粗略估计高出 50%。事实上，这足以每年用 30 厘米厚的盐水覆盖佛罗里达州。

卡迪尔说，海水淡化厂产生的盐水量取决于其水源——例如海水或微咸水（半咸水）——以及其采用的技术类型。反渗透是当今最广泛使用的技术，它通过膜挤压水以滤出盐分，生产了全球 69% 的淡化水。当用于海水时，它平均产生 42% 的水和 58% 的盐水，回收率为 0.42。另外两种称为“热”技术的方法，通过加热水来产生蒸汽以分离盐分，并产生约占全球淡化水 25% 的水——以及更多的盐水废物。其中一种工艺称为“多级闪蒸蒸馏”，其回收率仅为 0.22。

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由于盐水排放没有得到全面报告，卡迪尔和他的同事查阅了科学文献中各种水类型和海水淡化技术组合的回收率。他们还查看了进出少量工厂的水中的盐含量，这些工厂可以找到此类数据。从这些数据点，他们能够计算出全球 80% 以上的淡化水的平均回收率。他们发现，海水淡化平均回收率接近 1.5 比 1，而不是像通常假设的那样，每生产一升淡水就产生一升盐水。研究人员的联合国支持的研究发表在 12 月的《总体环境科学》杂志上。

将盐分返回海洋似乎不是一个环境问题。太平洋研究所（一家位于加利福尼亚州的独立水资源研究组织）的研究主管希瑟·库利说，人们倾向于认为，“这是海水。它来自那里。谁在乎呢？”。这种态度可能是为什么很少有针对特定地点的盐水排放影响的研究。尽管如此，一些总体影响是显而易见的。

使用热技术的工厂排放的物质可能比海洋温度高得多；根据一份2012 年的论文，这可能“对海洋生物是致命的，并可能导致物种组成和丰度的持久变化”，该论文重点关注海水淡化的中心——阿拉伯（又名波斯）湾。另一方面，反渗透工厂的热影响不大。

化学物质——尤其是氯，对许多生物体都是致命的——通常在排放前被中和。但盐水废物可能含有清洁化学品、反应副产物和设备腐蚀产生的重金属的残留物。以色列 IDE Technologies（一家主要的海水淡化技术制造商）的销售和营销副总裁米基·特拉默表示，化学物质——至少来自该公司自己的工厂——的影响微乎其微。他说，化学物质经过处理，水在排放前被稀释，因此含量非常小。“这不是将几桶化学物质倾倒入水中，”他指出。然而，不同的海水淡化技术在其盐水中产生不同程度的化学污染。

甚至海水淡化行业也承认浓盐水是一个问题。由于它比海水重，盐水往往会沉降到排放地点的沿海地区底部——除非它被稀释。过量的盐会降低水中溶解氧，使海底动物窒息。存在减少处置前盐水废物或从废物中提取污染物以进行商业用途的技术——但这通常成本过高。相反，工厂使用其他策略来最大限度地减少损害。

一种替代方案是将工厂设在水流强劲的地区，以帮助分散盐水。但这并非总是可行。例如，阿拉伯湾很浅，缺乏强劲的水流，并且由于上游水坝以及该地区人们转移水用于饮用和灌溉，流入的淡水已经减少到涓涓细流。海湾也是石油和天然气工业含盐“采出水”的接收地。由于这些因素，海湾现在的含盐量比典型的海水高出25%，热点地区的含盐量是其正常盐度的两倍或三倍。除了危害海洋生物外，极端的盐度也使得海水淡化更加困难和昂贵。红海和地中海的盐度也在增加。

一些工厂努力在排放时更好地将盐水混合到海洋中，方法是使用多个废物出口将其分散到更大的区域，或者通过加压废物流量以武力分散它。澳大利亚悉尼海水淡化厂的一项近期为期六年的研究发现，其压力扩散器降低了废物盐水排放沿海地区的过量盐度。但异常快速的水流阻止了幼虫游泳速度缓慢的物种——如管虫、蕾丝珊瑚和海绵——在影响区定殖。新南威尔士大学生物、地球与环境科学学院高级研究员、研究报告的主要作者格雷姆·克拉克说，与此同时，在高速水流条件下茁壮成长的物种——如藤壶和双壳贝类——数量增加。该研究表明，减少极端盐度危害的尝试可能会改变排放区物种的组成。“这对该行业来说有点教训，”他说，关于考虑流体动力学变化的影响。然而，他补充说，这些影响“不如高盐度的毒性影响那么险恶”。

世界各地的许多工厂使用的另一种方法是在处置前将盐水与附近电厂用于冷却的海水混合。但在发表在 1 月份的关于圣地亚哥附近卡尔斯巴德工厂（使用这种方法）的一项研究中，研究人员发现排放区的盐度超过了允许的水平，盐水羽流比允许的范围延伸到更远的近海。

库利说，一种相关的方法更值得怀疑。加利福尼亚州圣巴巴拉的一家海水淡化厂使用该方法，它将盐水废物与净化的废水混合以稀释它。“我们可以处理和再利用那些[废水]，”她说。“在我看来，把水拿走，在里面放一堆盐，把它放到海洋里，然后再把它取出来去除盐分，这没有多大意义。”

库利说，与其进行海水淡化，在许多干旱地区，再利用废水可能是一个更好的首选方案。加利福尼亚州、亚利桑那州和城邦新加坡一直是这一领域的先驱，将处理后的废水用于农作物和景观灌溉以及饮用水。库利指出，节约是解决水资源日益减少问题的另一种经常被忽视的方法；一些供水系统超过一半的水因泄漏而损失。城市地区还可以扩大绿地以捕获更多的雨水，而不是试图尽快将其排走。

库利说，在某些地方，海水淡化仍然可以发挥作用，但社区应该在用尽成本较低、能源密集度较低且环境危害较小的选择之后再求助于它。