【海水化淡大突破】解決純淨水供應問題

地球上大約有近 97% 的水資源是海水及其他鹹水。因此，淡水資源將在 21 世紀變得更加珍貴和稀有。

Sydney's desalination plant Source: John Holland

現時，全球不少科學家都致力研究海水淡化技術，希望可以解決全球淡水資源和供應問題。

今年，澳洲著名大學 Monash University 發表一項研究報告，研發出太陽能海水化淡技術，只需 30 分鐘就能達到海水化淡的效果；所需能源更少，效果更著。

張艾利在今集的時事百寶箱和大家分享，物料科學和太果陽能如何應用在海水淡化技術上，為人類帶來更多潔淨而安全的飲用水。

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要點：

• 海水佔地球的全部水量約 96.5%，但人類基本的需求是淡水而非海水。
• 人類之所以不能直接飲用海水，是由於濃度偏高的海水可能會造成人體細胞受損。
• 科學團隊成功研究新技術，快速又環保地將海水化淡。

作為太陽系九大行星之一的地球，充滿許多神祕之處。人類的遠古祖先最早是誕生於海洋之中，經過億萬年的進化逐漸來到陸地。

但奇怪的是，從海洋進化而來的人類卻不能直接飲用海水，這是因為海水是名副其實的「液體礦產」。

原來，平均每立方米的海水中有 0.0357 噸的礦物質，其礦物質含量遠遠超過人體可承受的標準。如果人類大量飲用海水，會破壞人體正常的生理功能，嚴重時還會引起中毒。

有人把地球稱為「水球」，因為它基本上有 71% 的表面被水所覆蓋。而海水佔地球的全部水量約 96.5%，但是人類基本的需求是淡水，而不是海水。

人類之所以不能直接飲用海水，除了是因為海水口感不好，讓舌頭及喉嚨難受之外，濃度偏高的海水也可能造成人體細胞受損；而海水複雜的成分也會影響人類身體的健康。

不過，目前要興建海水化淡廠成本高昂，而且要處理化淡過程的副產品（例如鹽和雜質）的部分也不簡單，所以對於開發中的國家與偏鄉地區來說，屬於極大的挑戰。

若是採用蒸發技術，以高溫脫鹽，需要消耗大量能源，而且清洗機件等工序花費浩大。

Source: NITV

其實，海水的含鹽度高低，實際上與海域所處的地理位置、氣候環境、和沿岸周邊環境等因素有直接關係。

據世界衛生組織（WHO）資料，全世界約有 20 億人每天沒有純淨飲用水供應。

若是喝到污染的水，也會有罹患霍亂、痢疾等疾病風險。這種狀況將有可能持續，預計 2025 年後逐漸惡化，足以顯示純淨水對人類的重要性 。

今年，澳洲 Monash University 的科學家團隊，就發表了一項全新的太陽能海水淡化技術，可以快速又環保地將海水化淡，過濾水裡的鹽份和污染物，消耗的能源也比過去的技術少。

今次開發的太陽能海水化淡技術，由研究團隊自行研發的 PSP-MIL-53 的新型 MOFs (metal-organic framework)，可以捕捉海水和鹹水裡面的鹽與雜質，過濾水中含有的污染物，從而生產大量淡水使用。

MOFs 屬於一種透過物料科學製造的材料，可以在 30 分鐘內吸收各種分子與粒子，過濾後的水質達到世界衛生組織 (WHO) 的指定標準，令人類可放心飲用。

此外，清洗的方法也十分的簡便快捷，僅需放在陽光下 4 分鐘就能重複使用。

MOFs 是一種經常應用於碳捕捉、各式電池電極與催化劑，具有超高覆蓋表面積，若將一茶匙的 MOF 攤平，面積可覆蓋接近足球場差不多大的表面。

Source: AAP

研究團隊將 MOFs 放入水中、曝曬陽光後，只要 30 分鐘左右，就可將水中總溶解固體從 2,233ppm 降至 500ppm 以下，比世界衛生組織建議的安全飲用水標準 600ppm 還低。

研究人員又指出，1 公斤的 MOFs 每天能生產 139.5 公升的淡水。

Monash University 研究團隊認為， MOFs 可持續應用於未來海水化淡的研究技術上。

今次大學這項研究，成功地證明 MOFs 是一種節約能源的物料。這種對陽光有反應的科學材料，有可能進一步實現應用於提取礦物及其他再生能源上。

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