应对全球淡水危机 昆杜师生团队研究集水技术

昆山杜克大学师生团队发表了一篇关于集水技术的研究综述,指出从雾、露水、雨水甚至大气中进行集水,可以填补淡水短缺,有望缓解日益严重的淡水短缺危机,但实现的前提需要更加高效、稳健、具有可持续性的集水技术。集水方法多样化的研发跟进,有望缓解迫在眉睫的全球淡水危机。

昆山杜克大学材料科学助理教授石炜炜博士指出:“尽管地球上存在大量的水,但淡水仅占2.5%,主要储存于冰川和冰冠中。只有1.2%的淡水储存于地球表面。淡水资源有限且分布不均,这已经导致许多地区出现了淡水危机。而随着工业、农业和家庭用水需求不断增长,这种情况也会愈发严重。”

石炜炜博士作为通讯作者,带领2022届环境科学专业本科毕业生陈冠甫(第一作者)和2023届材料科学与工程专业本科生陶宇杰(第二作者)进行了这项集水技术的研究,且根据研究过程和结果,总结并发表了题为《集水技术最新进展:材料、设备和应用回顾》(Recent Advances in Water Harvesting: A Review of Materials, Devices and Applications)的综述性论文,该论文发表于环境期刊《可持续发展》(Sustainability)上。论文中提到,除了已经用于大规模商用的海水淡化技术之外,其他集水技术虽然仍主要处于实验室研发阶段,但进展很快。

此外,论文还指出,在小型实验室中经测试行之有效的集水技术,还需要在实际条件下展开进一步测试,以便提供数据,推动大规模生产。不仅如此,实地测试还将展现技术运行与维护的实际成本、在恶劣户外环境中的技术鲁棒性,以及在不同地区条件下的技术适用性。石炜炜博士举了一个实际案例:在沿海沙漠地区,当地有大量的沿海雾气,但却很少降雨。因此从雾中进行集水的技术将比雨水采集技术更加适用。

论文表明,使用集水法获得的水质需要更多的分析。此外,水处理技术也有望被整合到集水技术中,以提供直接可用的饮用水,而不需要运输到其他地区进行更多步骤的水处理。

石炜炜博士表示,在目前正在研发的集水技术中,从大气中集水最为实用,因为不受当地条件的限制,但现阶段大规模开发的成本仍然过高,因此在实际应用中也受到成本的限制而不能推广。目前,最需要政府和企业加大投资,加快所有集水技术发展,降低成本,推动集水技术从实验室研发转化为实际商用。

论文第一作者陈冠甫认为,尽管研究中依旧有重重困难需要克服,但集水技术有望为缓解淡水短缺发挥巨大的价值,这是值得坚持研究和推广的。

作者:John Butcher

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