海水變淡的秘密

無論在厚厚的大氣層中，還是在遼闊的海洋上，到處都存在著水分子。地球上水的總量約為14億立方千米。如果按全世界60億人平分，每人約可得2．3億噸水，如此看來，水似乎是完全夠了。然而人類卻時常喊缺水。實際上，能夠直接被人類利用的地表水只有地球上水總量的0．000l％。

而廣泛分布在地球表面的海水，我們卻不能使用。因為海水中含有多種物質，有氰化鈉，這使得海水很成；有氯化鎂等，這使得海水發苦。這就是為什么人類面臨浩瀚的海洋而大呼缺水的原因。而且隨著工業生產的發展，人們在創造更多的物質財富的同時，也使40％的淡水受到各種有毒物質的污染，變得不能喝、不能用了。于是，使海水變淡、污水變清，就成了科學研究的一個重大課題。

經過許多人的研究，現在人們找到了一種能使海水變淡、污水變清的物質。具有這種神奇的本領的物質，是一種外表像金黃色魚卵般的塑料小球，它的名字叫“離子交換樹脂”。這種塑料小球是用聚苯乙烯等塑料制成的。它的內部是空心的，有許許多多像絲瓜筋似的網絡。水分子與離子可以在網絡中穿來穿去，同時發生離子的交換。

離子交換樹脂有兩種基本類型：一種是陽離子型樹脂，另一種是陰離子型樹脂。海水又成又苦的原因是含有許多離子，如鈉離子、鎂離子、鈣離子等陽離子，以及氯離子、硫酸根離子等陰離子。利用離子交換樹脂使海水發生淡化時，先讓海水通過堆積著陽離子交換樹脂的管道，這時海水中的陽離子就與樹脂上的氫離子發生交換作用。海水中的陽離子被吸收到樹脂上，而氫離子卻進入水溶液中，接著再讓水溶液通過陰離子交換樹脂，使水溶液中的陰離子與樹脂上的氫氧根離子發生交換。結果被交換下來的陰離子與氫氧根離子結合生成水。就這樣，成水通過這種塑料小球后就變淡了。

不要認為自來水是很純的水。那里面也有數量很可觀的雜質離子。如果將自來水直接注入大型鍋爐，當自來水大量蒸發后會留下厚厚的鍋垢，使鍋爐導熱不良，浪費燃料，還有引起鍋爐爆炸的可能性。因此鍋爐用水，必須經過處理，盡量去掉其中的雜質離子。將自來水經過離子交換樹脂處理，可以大大減少鍋垢的生成，使每噸煤蒸發的水蒸氣從7．2噸增加到8．5噸，提高燃料利用率18％。

需要純水的部門很多。汽水廠一小時就需要幾十噸清潔、無菌的水。電子工業更是大量需要幾乎無雜質離子的高純水來保持產品的質量。沒有用離子交換樹脂處理過的高純水，就不可能有現代的電子工業。

離子交換樹脂還可用來提煉稀土元素和原子工業的寶貴的核燃料——鈾。就是在生產葡萄糖的工業中，也要用它來除去原料液中食鹽所電離出來的鈉離子和氯離子。醫藥工業的青霉素、新霉素、鏈霉素等抗菌素，大都是用特殊的菌種在原料液中發酵制成的。在生產過程中，抗菌素混雜在大量的液體中很難分離和提純。自從采用了特殊的離子交換樹脂以后，就能很容易地把抗菌素提取出來。目前有70％～80％的抗菌素是用離子交換樹脂提純和分離的。你看，這小小的塑料球本領可真大!

原來，把又成又苦的海水變成甜水的秘密就是這個塑料小球——離子交換樹脂。

編輯／劉 鵬