用海水解渴世界，有毒鹽水傾瀉入海洋

人口增長和水資源日益緊張促使包括中東、澳大利亞、加利福尼亞和中國在內的許多地方的人們將目光投向海洋和其他鹹水，以尋找新的飲用水來源。但海水淡化廠是能源密集型的，併產生一種潛在的環境有害廢物，稱為鹽水（由濃縮鹽和化學殘留物組成），這些鹽水被傾倒入海洋、注入地下或散佈在陸地上。

儘管存在生態威脅，但聯合國大學水、環境與健康研究所助理所長曼佐爾·卡迪爾表示，“對於鹽水——我們產生多少鹽水，一直沒有全面的評估”。因此，他和他的同事計算出了這個數字，發現它比海水淡化行業之前的粗略估計高出 50%。事實上，這足以每年用 30 釐米厚的鹽水覆蓋佛羅里達州。

卡迪爾說，海水淡化廠產生的鹽水量取決於其水源——例如海水或微鹹水（半鹹水）——以及其採用的技術型別。反滲透是當今最廣泛使用的技術，它透過膜擠壓水以濾出鹽分，生產了全球 69% 的淡化水。當用於海水時，它平均產生 42% 的水和 58% 的鹽水，回收率為 0.42。另外兩種稱為“熱”技術的方法，透過加熱水來產生蒸汽以分離鹽分，併產生約佔全球淡化水 25% 的水——以及更多的鹽水廢物。其中一種工藝稱為“多級閃蒸蒸餾”，其回收率僅為 0.22。

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由於鹽水排放沒有得到全面報告，卡迪爾和他的同事查閱了科學文獻中各種水型別和海水淡化技術組合的回收率。他們還查看了進出少量工廠的水中的鹽含量，這些工廠可以找到此類資料。從這些資料點，他們能夠計算出全球 80% 以上的淡化水的平均回收率。他們發現，海水淡化平均回收率接近 1.5 比 1，而不是像通常假設的那樣，每生產一升淡水就產生一升鹽水。研究人員的聯合國支援的研究發表在 12 月的《總體環境科學》雜誌上。

將鹽分返回海洋似乎不是一個環境問題。太平洋研究所（一家位於加利福尼亞州的獨立水資源研究組織）的研究主管希瑟·庫利說，人們傾向於認為，“這是海水。它來自那裡。誰在乎呢？”。這種態度可能是為什麼很少有針對特定地點的鹽水排放影響的研究。儘管如此，一些總體影響是顯而易見的。

使用熱技術的工廠排放的物質可能比海洋溫度高得多；根據一份2012 年的論文，這可能“對海洋生物是致命的，並可能導致物種組成和豐度的持久變化”，該論文重點關注海水淡化的中心——阿拉伯（又名波斯）灣。另一方面，反滲透工廠的熱影響不大。

化學物質——尤其是氯，對許多生物體都是致命的——通常在排放前被中和。但鹽水廢物可能含有清潔化學品、反應副產物和裝置腐蝕產生的重金屬的殘留物。以色列 IDE Technologies（一家主要的海水淡化技術製造商）的銷售和營銷副總裁米基·特拉默表示，化學物質——至少來自該公司自己的工廠——的影響微乎其微。他說，化學物質經過處理，水在排放前被稀釋，因此含量非常小。“這不是將幾桶化學物質傾倒入水中，”他指出。然而，不同的海水淡化技術在其鹽水中產生不同程度的化學汙染。

甚至海水淡化行業也承認濃鹽水是一個問題。由於它比海水重，鹽水往往會沉降到排放地點的沿海地區底部——除非它被稀釋。過量的鹽會降低水中溶解氧，使海底動物窒息。存在減少處置前鹽水廢物或從廢物中提取汙染物以進行商業用途的技術——但這通常成本過高。相反，工廠使用其他策略來最大限度地減少損害。

一種替代方案是將工廠設在水流強勁的地區，以幫助分散鹽水。但這並非總是可行。例如，阿拉伯灣很淺，缺乏強勁的水流，並且由於上游水壩以及該地區人們轉移水用於飲用和灌溉，流入的淡水已經減少到涓涓細流。海灣也是石油和天然氣工業含鹽“採出水”的接收地。由於這些因素，海灣現在的含鹽量比典型的海水高出25%，熱點地區的含鹽量是其正常鹽度的兩倍或三倍。除了危害海洋生物外，極端的鹽度也使得海水淡化更加困難和昂貴。紅海和地中海的鹽度也在增加。

一些工廠努力在排放時更好地將鹽水混合到海洋中，方法是使用多個廢物出口將其分散到更大的區域，或者透過加壓廢物流量以武力分散它。澳大利亞悉尼海水淡化廠的一項近期為期六年的研究發現，其壓力擴散器降低了廢物鹽水排放沿海地區的過量鹽度。但異常快速的水流阻止了幼蟲游泳速度緩慢的物種——如管蟲、蕾絲珊瑚和海綿——在影響區定殖。新南威爾士大學生物、地球與環境科學學院高階研究員、研究報告的主要作者格雷姆·克拉克說，與此同時，在高速水流條件下茁壯成長的物種——如藤壺和雙殼貝類——數量增加。該研究表明，減少極端鹽度危害的嘗試可能會改變排放區物種的組成。“這對該行業來說有點教訓，”他說，關於考慮流體動力學變化的影響。然而，他補充說，這些影響“不如高鹽度的毒性影響那麼險惡”。

世界各地的許多工廠使用的另一種方法是在處置前將鹽水與附近電廠用於冷卻的海水混合。但在發表在 1 月份的關於聖地亞哥附近卡爾斯巴德工廠（使用這種方法）的一項研究中，研究人員發現排放區的鹽度超過了允許的水平，鹽水羽流比允許的範圍延伸到更遠的近海。

庫利說，一種相關的方法更值得懷疑。加利福尼亞州聖巴巴拉的一家海水淡化廠使用該方法，它將鹽水廢物與淨化的廢水混合以稀釋它。“我們可以處理和再利用那些[廢水]，”她說。“在我看來，把水拿走，在裡面放一堆鹽，把它放到海洋裡，然後再把它取出來去除鹽分，這沒有多大意義。”

庫利說，與其進行海水淡化，在許多幹旱地區，再利用廢水可能是一個更好的首選方案。加利福尼亞州、亞利桑那州和城邦新加坡一直是這一領域的先驅，將處理後的廢水用於農作物和景觀灌溉以及飲用水。庫利指出，節約是解決水資源日益減少問題的另一種經常被忽視的方法；一些供水系統超過一半的水因洩漏而損失。城市地區還可以擴大綠地以捕獲更多的雨水，而不是試圖儘快將其排走。

庫利說，在某些地方，海水淡化仍然可以發揮作用，但社群應該在用盡成本較低、能源密集度較低且環境危害較小的選擇之後再求助於它。