渤海面积77000平方公里,平均深度18米。辽宁、河北、山东和天津组成的环渤海地区是中国北方最重要的经济带。最近20年来,由于经济飞速发展,人口急剧增加,淡水资源紧缺已成为该地区社会经济可持续发展的严重障碍。这里的居民每天面对着汪洋大海,却只能喝到苦涩的咸水,他们做梦都想有一天能够把海水变成淡水,那么他们将拥有取之不尽的淡水。渤海海冰淡化是可行的,中国历经10年研发的海冰淡化技术,有望使整个渤海成为一个珍贵的“淡水碗”.

海冰淡化是1995年由北京师范大学副校长史培军等人提出来的新概念,属世界首创。2000年前后,海冰淡化研究作为一个探索性项目开始走上中国的科研舞台。2001年以来,在国家“863项目”的支持下,北京师范大学、国家海洋环境监测中心、天津大学等单位联合开展了相关探索性研究,并取得重要进展。开发海冰作为淡水资源这一成果在世界上首次完成了陆基海冰采集、脱盐、存储和海冰水的农业应用实验,具有原始创新性,达到国际领先水平,为沿海地区社会经济可持续发展提供技术支撑,是我国科技工作者根据中国国情开展的原始性创新研究,它不仅为增加我国淡水资源、土地资源的战略储备开辟了新路,还提出了化灾害为资源的科研新理念。

据科研人员测算,环渤海地区储存的海冰正常年份平均可开采量为100亿立方米。海冰经开采后还会再生长,如果按年平均生长4到5次计算,其可用资源量更加可观。

在正常情况下,渤海海域海水的盐度在32‰左右,但在冬天自然冻结后,海冰的盐度降至6‰-8‰之间,最低可达4‰,不需任何手段就能自动将大部分盐分除掉,而剩下的盐分可从技术上加以解决。

项目课题组根据海冰微结构特点,攻克了海冰固态淡化的关键技术,自主研制出了海冰离心脱盐机、海冰控温冻融脱盐装置、海冰重力脱盐装置、海冰融水反渗透脱盐设备,完成了从海冰采集、输送到脱盐、存储的完整工艺过程,获得的海冰淡水盐度为2‰以下,达到国家水源地的水质标准。海冰淡化作为海水淡化的分支和重要组成部分,具有自身的独特优势。环渤海地区储存的海冰正常年份平均可开采量100亿立方米,资源丰富。渤海作为我国污染严重地区之一,由渤海海冰淡化出来的淡水品质是否存在问题,可不可用?为此,作为水质检测权威部门的国家海洋环境监测中心专门进行了化验,化验结果令科研人员十分惊奇:与我国地表淡水资源的国家标准的34项指标相比,利用渤海海冰产出的淡化水除氯离子、硫酸根离子超标外,其他均符合地表水标准,而这两项超标指标并非因污染造成,而是天然水质本身的原因,完全可通过淡化技术予以解决。由此表明,海水结冰过程是个净化的过程。实验证明,海冰脱盐后可达到水库、河流等地表水一类水标准,这表明渤海污染不会影响海冰淡化后的水质。

海冰由固体淡水冰晶与液体盐水卤水胞所构成。海冰淡化其实就是实现淡水冰晶与盐水卤水胞的分离过程。通过研究,研究人员根据海冰的内部结构特征,先后提出了微波法、混合法、挤压法、重力法、离心法等6种海冰脱盐方法。

经反复试验,专家认为按现有技术水平和能力,可用于大规模海冰淡化工程的脱盐方法是海冰重力脱盐和海冰离心脱盐方法。目前研制的海冰离心脱盐设备每小时可处理5吨海冰,脱盐后的海冰盐度为1.5‰左右。

目前,海冰淡化技术已进入产业化前期的关键设备研制和综合实验阶段,海冰淡化的成本已下降为每立方米5元左右,充分显示出海冰作为淡水资源进行产业化开发利用的可行性。今后随着规模的扩大和技术的逐步成熟,其成本有可能更低。

海冰淡化水开采前景广阔,其应用前景更是被专家看好。据介绍,海冰淡化水可以广泛应用于工业、农业等众多领域。目前的研究结果表明,海冰水在滩涂盐碱地改良工程中有着非常广泛的应用前景。在渤海湾沿岸,有着广阔的冲积平原,这里地下水埋藏浅、盐度高,土壤盐碱化严重,大部分土地是只能生长芦苇和盐生植物的盐碱滩,土地利用率低、农业产出少、农民生活比较困难。研究团队在河北黄骅基地开展的海冰水农业利用研究中,提出了挖浅池、筑台田、覆海冰、洗盐碱的海冰水利用及盐碱地改良模式,可以在两年左右时间里,将盐碱地改造为宜农、宜牧、宜林的良田,使种植业、养殖业与旅游业有机结合,既可以增加我国耕地资源的战略储备,又可以为环渤海沿岸地区的发展建设大面积城郊服务型农业生产基地,还可以为营造海岸防护林或滨海生态林提供林业用地。

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