于全魁
(鄭州大學 土木工程學院,河南 鄭州 450001)
在中國,苦咸水分布較廣泛,其主要在東部沿海地區(qū)和北方部分地區(qū),其中有些地方儲量非常大。其形成原因根據分布區(qū)域的不同而有區(qū)別,在東部沿海地區(qū),由于飲水量較大,導致水位降低,海水滲入地下水層,形成苦咸水;在北方部分地區(qū),由于降水量少,蒸發(fā)量較大,導致地下水含鹽量普遍較高??嘞趟诟锌酀?,很難直接飲用,苦咸水中的雜質和超量鹽類危害人體健康,長期飲用苦咸水輕則引起皮膚過敏、腹瀉、腹脹等疾病,重則會誘發(fā)腎結石甚至一些癌癥;在農業(yè)方面,如果長期用苦咸水進行農業(yè)灌溉,不僅會導致土壤團遭到破壞,降低土壤的保水等性能,也會使耕作植物不能正常生長,甚至死亡。在工業(yè)方面,以水為重要原料的飲食業(yè)、化工業(yè)等都會受到嚴重影響。由此可見,苦咸水對人們生產生活的危害甚是嚴重,所以解決苦咸水問題迫在眉睫。
苦咸水的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.苦咸水對人們身體健康造成了嚴重的危害。現(xiàn)在很多農村還沒有接通自來水,大多數(shù)農民只能引用井水,在苦咸水集中分布的地區(qū),人們只能引用苦咸水,苦咸水中的鹽堿濃度較高、硬度較大、高氟、高砷、高鐵錳、低碘、低硒,口感苦澀,很難直接下咽,長期飲用苦咸水會導致人體胃腸功能紊亂、免疫力下降,甚至可能會導致腎結石和一些癌癥,據不完全統(tǒng)計,我國約有3800萬人口正在飲用苦咸水,如果水不得到有效的淡化,生活在苦咸水地區(qū)人民的身體將會受到嚴重的威脅,身體處于亞健康狀況,這會嚴重影響當?shù)鼐用竦纳a生活,拉低當?shù)氐纳钏健?/p>
2.苦咸水對農村的生產生活也有一定的危害。因為苦咸水中含有較多的雜質和鹽類,農村進行灌溉多是抽取井水進行灌溉,而且很大一部分農民是通過“大水漫灌”的方法進行澆水,如果長期使用苦咸水進行耕地灌溉,會破壞當?shù)氐耐寥缊F塊,使當?shù)氐母刭|量下降,影響農作物的生長,影響當?shù)氐氖粘桑嘞趟泻械拇罅葵}類,也會對一些耕種植物的生長產生一定的危害,嚴重的話,苦咸水甚至會使某些農作物枯萎甚至死亡,當?shù)氐霓r作物產量下降,當?shù)氐慕洕l(fā)展勢必會受到直接的影響,人們的生活水平由于經濟的不景氣也會有一定程度的降低。
3.苦咸水對當?shù)氐牟糠止I(yè)發(fā)展也有一定的負面影響。有一些同業(yè)如化工業(yè)、造紙業(yè)等,需要大量的水作為材料,水的質量在一定程度上決定了工業(yè)生產出來產品的質量,在苦咸水集中分布的地區(qū),這些工廠只能使用苦咸水,而長期使用苦咸水不僅會降低其生產出來的產品質量,也會增加對生產機器的磨損程度,增大工業(yè)生產成本,滯緩當?shù)氐墓I(yè)發(fā)展速度,影響當?shù)氐慕洕l(fā)展。
4.我國是世界上13個貧水國家之一,我國淡水資源總量約為28000億立方米,居世界第六位,但是我國人口較大,人均淡水資源量僅有2300立方米,世界排名19位,所以我國水資源形勢十分嚴峻,而苦咸水的存在又使我國嚴峻的淡水形勢雪上加霜,如能通過一些切實有效且又簡便的方法對苦咸水進行淡化,轉化為飲用水,這不僅會緩解人們的飲水健康問題、農業(yè)灌溉問題和工業(yè)生產問題,對緩解我國嚴峻的淡水形勢也有著十分積極的意義。
苦咸水對人們的日常生產生活、工業(yè)生產等造成了巨大危害,所以苦咸水問題亟待解決,目前我國對于苦咸水絕大部分使用的是淡化處理的方法,其中包括蒸餾法、電滲析法等,各種淡化方法有其各自的優(yōu)缺點,要綜合當?shù)氐膶嶋H情況,恰當選擇淡化處理方法,以達到效果最優(yōu),下面詳細介紹幾種淡化處理工藝。
1.蒸餾法:蒸餾法是將苦咸水加熱至沸騰,將蒸餾出的蒸汽加以冷凝,形成冷凝水的過程,蒸餾法是最早使用的淡化方法之一,其主要有以下特點:操作容易、結構簡單、所得水質較好,蒸餾法主要包括以下幾種:多效蒸發(fā)、多級閃蒸、壓氣蒸發(fā)和膜蒸餾,雖然現(xiàn)在的淡化容量70%是蒸餾法,但是隨著科技的進步,這種趨勢正在逐漸改變,一些新型的技術正在逐步替代蒸餾法而得到廣泛的應用。
2.電滲析法:電滲析法是利用水中離子在電場力的作用下做定向移動,利用選擇透過性的離子交換膜,使離子從一種水中進入另一種水,從而達到淡化的目的。這種技術現(xiàn)在已經比較成熟,且具有成本較低、除鹽率高、操作方便、工藝簡單等特點,20世紀50年代美國、英國等國家開始將這種技術應用于苦咸水淡化,我國從20世紀80年代開始使用這種技術進行苦咸水淡化和一些工業(yè)過程,并收到了較好的效果。
3.反滲透法:反滲透法是利用與滲透相反的過程對苦咸水進行淡化的工藝,使用選擇透過性膜將容器分為兩部分,一部分注入水,另一部分注入苦咸水,在苦咸水水面上加上適當?shù)膲毫?,使得苦咸水中的一些離子通過選擇透過性膜進入另一部分水中,從而實現(xiàn)對苦咸水的淡化作用,反滲透方法可以從水中除去90%以上的溶解性鹽類和99%以上的膠體微生物及有機物。反滲透法具有設備簡單、常溫下可操作、操作簡單、占地小、效益高等特點,反滲透法非常經濟,甚至超過了電滲析法,反滲透法應用前景十分廣闊。
4.其他方法:隨著科學技術的進一步發(fā)展,現(xiàn)在又出現(xiàn)了一些新型的苦咸水淡化處理工藝,其中以納濾為代表,納濾的原理與反滲透法相似,但其使用的是外界能量和化學位差來推動離子的遷移。納濾是20世紀80年代末發(fā)展起來的一種新型膜分離技術,國外對納濾的研究和應用比較早,所以技術比較成熟,在國內納濾起步較之晚一些,20世紀90年代中國引入了納濾,技術相對不太成熟,但是納濾在污水和廢水處理、飲用水凈化方面顯現(xiàn)出極大的優(yōu)勢,現(xiàn)在已逐漸為人們所熟知。
綜上,苦咸水無論是對人們的飲用水安全、農田灌溉、工業(yè)生產等方面都造成了極大的影響,通過蒸餾法、電滲析法、反滲透法以及一些新型的淡化處理工藝,對苦咸水進行淡化處理,不僅可以減少苦咸水對人們生產生活造成的危害,也有助于我國的節(jié)約用水,一定程度上緩解我國的淡水短缺,使我國的經濟發(fā)展更加科學、和諧、可持續(xù)。