以色列證明海水淡化時(shí)代的來(lái)臨

葛利云/編譯

以色列證明海水淡化時(shí)代的來(lái)臨

葛利云/編譯

以色列索里克海水淡化廠

●曾是地球上最干旱的國(guó)家之一的以色列，現(xiàn)在制造出的淡水卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其用水需求。

2016年7月19日，特拉維夫市（以色列港市）10英里之外，我站在足球場(chǎng)大小的兩個(gè)混凝土水庫(kù)中間的小道上，看著水從架在沙灘上的大水管中注入到水庫(kù)中。要不是因?yàn)樗芾镅b滿來(lái)自一英里外的地中海海水，我都考慮是否在大水管上走一走。

“看，那是個(gè)抽水泵。”伊多·澤埃夫（Edo Bar-Zeev）充滿自豪，在機(jī)器轟鳴的現(xiàn)場(chǎng)沖我大聲喊道。在我們下方的水庫(kù)還安裝一個(gè)數(shù)英尺厚的砂濾裝置，淡化后的海水通過(guò)砂濾工藝后就作為飲用水供給150萬(wàn)特拉維夫市民使用。

我們正站在索里克（Sorek）新廠前，這座世界上最大的反滲透海水淡化廠，現(xiàn)在被視為未來(lái)以色列的希望。而就在幾年前，以色列遭遇過(guò)900年以來(lái)最嚴(yán)重的旱情，幾乎用光了所有淡水資源。但現(xiàn)在，這個(gè)國(guó)家居然淡水有富余！如此巨大的轉(zhuǎn)變，除了要?dú)w功于以色列長(zhǎng)期以來(lái)堅(jiān)持節(jié)水和中水回用策略外，一大批興起的海水淡化水廠也是功不可沒(méi)。

澤埃夫在完成耶魯大學(xué)的博士后工作后，加入了以色列扎克伯格水研究所。他是研究生物附著的專家，生物附著是現(xiàn)在海水淡化的致命弱點(diǎn)，是需要最后突破的難點(diǎn)之一。生物膜組件工作方式如下：將海水推進(jìn)有微孔的生物膜，淡水通過(guò)了微孔膜，而較大的鹽分子則被截留下來(lái)。但在運(yùn)行過(guò)程中，海水中的微生物也會(huì)在膜表面迅速生長(zhǎng)并逐步堵塞微孔。為解決堵塞問(wèn)題，需要定期對(duì)膜組件進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化清洗。

澤埃夫和同事研發(fā)了一種無(wú)需化學(xué)的技術(shù)來(lái)克服膜附著的問(wèn)題，他們使用多孔火山巖作為過(guò)濾器預(yù)先去除這些有害微生物。這只是膜技術(shù)的眾多突破之一，這些突破使海水淡化工藝更加高效。如今以色列國(guó)內(nèi)用水的55%來(lái)自海水淡化，海水淡化幫助世界上最干旱的國(guó)家之一逐步成為完全不可能的水巨人。

在資源短缺的壓力下，以色列比其他任何國(guó)家都努力在探尋滴灌技術(shù)，大部分的相關(guān)研究都是在扎克伯格水研究所進(jìn)行，里面的研究者是滴灌、水處理和海水淡化等技術(shù)的先驅(qū)者。他們甚至還針對(duì)非洲農(nóng)村研發(fā)了可持續(xù)利用的深井系統(tǒng)和新型生物沼氣池，從而將家庭用水量減少了一半。

澤埃夫相信：以色列的解決方案也能幫助同樣干旱的鄰國(guó)，甚至能因此實(shí)現(xiàn)化敵為友。扎克伯格水研究所設(shè)立的最初目的是改善以色列最為干旱的內(nèi)蓋夫沙漠地區(qū)的生活，現(xiàn)在看來(lái)中心的研究成果完全可以服務(wù)整個(gè)中東地區(qū)。扎克伯格水研究所研究種植業(yè)中水回用技術(shù)的教授奧斯納特·吉洛爾（Osnat Gillor）說(shuō)道：“中東正遭受著干旱，以色列是唯一沒(méi)有遭受嚴(yán)重水資源短缺的國(guó)家。”

水資源曾經(jīng)是造成中東地區(qū)動(dòng)蕩的主要原因。澤埃夫認(rèn)為：水資源可能是中東未來(lái)爭(zhēng)端的重要因素。他說(shuō)道：“但是我相信水資源同樣也可以成為合作投資的橋梁，這些合作投資之一會(huì)是海水淡化。”

索里克海水淡化廠的膜過(guò)濾器

陷入絕境

2008年，以色列深受自然災(zāi)害之苦。一場(chǎng)十年的大干旱席卷整個(gè)新月地帶，以色列最大的淡水資源庫(kù)—加利利海的水位持續(xù)下降，接近了資源死亡線（若水位持續(xù)低于該位置，將導(dǎo)致海水入侵，造成湖泊的不可逆鹽化，進(jìn)而徹底喪失該淡水資源）。以色列被迫實(shí)施嚴(yán)格的水資源管制，許多農(nóng)場(chǎng)因此犧牲一年的收成。

鄰國(guó)敘利亞的旱情更為嚴(yán)重，隨著旱情加劇，敘利亞地下水位急跌，敘利亞農(nóng)場(chǎng)主不斷往底部打水井，機(jī)井深度從100米到200米直至深達(dá)500米。最后這些深井還是全部干涸，敘利亞的農(nóng)田變成了一片沙土。多達(dá)一百萬(wàn)的失業(yè)農(nóng)民成為阿勒頗、霍姆斯、大馬士革等一些城市棚戶區(qū)的一員，嘗試尋找就業(yè)的機(jī)會(huì)。

水資源將整個(gè)地區(qū)推向絕望。而且，根據(jù)“中東的氣候變化和敘利亞干旱的啟示”的作者，其文章刊登在2015年《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。文章指出：水資源是引爆敘利亞的火種。他們寫到：“敘利亞郊區(qū)快速擴(kuò)張，違章建筑、過(guò)度擁擠、薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施、失業(yè)和犯罪成為了郊區(qū)的標(biāo)記。被阿薩德政府忽視的郊區(qū)成為動(dòng)亂的一大源頭。”

類似情節(jié)在中東地區(qū)逐漸擴(kuò)散，干旱和農(nóng)業(yè)崩潰造就了一批充滿絕望和憤怒的迷惘一代。伊朗、伊拉克和約旦都面臨水資源枯竭的危機(jī)。水資源正將整個(gè)地區(qū)逼入絕境。

扎克伯格水研究所的科學(xué)家澤埃夫

供大于需的水資源

以色列是個(gè)意外。令人驚訝的是，以色列擁有的水資源已經(jīng)超過(guò)需求。這種轉(zhuǎn)變始于2007年，國(guó)家水務(wù)管理機(jī)構(gòu)在全以色列推廣節(jié)水馬桶和淋浴器，并重建了創(chuàng)新性的新型市政排水系統(tǒng)，使得以色列的污水回用率達(dá)到了驚人的86%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了世界上排名第二的西班牙（水循環(huán)利用率僅僅19%）。

但盡管有這些節(jié)水措施，以色列每年仍然需要新鮮水約19億立方米，其中14億立方米需要從自然水資源獲得。這5億立方的水資源缺口是加利利海的水位不斷下降以及鄉(xiāng)村將失去農(nóng)田的主要原因。

如今以色列面臨著歷史遺留的難題：該如何獲得額外的清潔水？啟動(dòng)海水淡化工程。2005年，阿什凱隆廠提供了1.27億立方淡化水；2009年，哈代拉廠提供了1.4億立方；現(xiàn)在索里克廠又提供了1.5億立方淡化水；加上其他廠的淡化水，全以色列海水淡化廠能提供每年6億立方的淡水，將來(lái)會(huì)越來(lái)越多。

加利利海已經(jīng)充滿，以色列的農(nóng)場(chǎng)變得生機(jī)盎然。但這個(gè)國(guó)家也面臨著一個(gè)問(wèn)題：富余的海水淡化產(chǎn)能將如何處理？

水資源外交

在索里克淡化廠內(nèi)，50 000個(gè)膜組件被安裝在每個(gè)高4英尺、直徑16英寸的垂直白色圓柱體內(nèi)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。整個(gè)系統(tǒng)像一艘準(zhǔn)備發(fā)射的太空飛艙一樣。圓柱體內(nèi)裝有大片塑料薄膜，纏繞在中心管上，膜上布滿比頭發(fā)絲的百分之一還小的孔。在70個(gè)大氣壓下，海水被射入膜之間，淡水在壓力下通過(guò)膜，而濃縮后的高鹽廢水則被輸送回大海。

海水淡化曾經(jīng)是高能耗的產(chǎn)業(yè)，但是在索里克廠，應(yīng)用先進(jìn)科技改變了高耗能的狀況。相比20世紀(jì)90年代，如今海