王惠：水资源告急，中东亟待技术革新

 　　据世界银行最近一份报告显示，中东和北非地区拥有世界人口的6%，但淡水资源仅占世界淡水资源的1%。作为地球上最干燥、最缺水的地区，该地区17个国家低于联合国设定的水贫困线(即每年人均1000立方米)，其淡水利用处于入不敷出的状态，水资源短缺已成为数百年来的挑战。

　　淡水资源短缺带来的压力

　　当前，人口和经济快速增长、跨境供水共享以及气候变化的影响(包括频繁干旱、降雨量下降和高蒸发率)等因素都对该地区的供水产生了重大影响。当自然资源的年供水量下降到家庭、农业和工业需求仅有每人500立方米时，国家就面临绝对缺水的问题。

　　国际水管理研究所总干事克劳迪娅·萨多夫表示：“当抽取的水多于补充的水时，含水层本身的含水量就会下降，这样就破坏了生态系统，乃至经济生产和家庭福利。”

　　然而，这种退化趋势并非不可逆转，世行报告的主要作者认为：“如果经过一年的强降雨，这些含水层就有可能恢复。”根据世行的研究，地下水的不可持续利用主要发生在阿拉伯半岛、马格里布地区和伊朗，其中沙特等几个海湾国家以及利比亚的可持续利用程度最低。

　　为了抵消环境成本，该地区的几个雄心勃勃的项目正在试验太阳能海水淡化和反渗透海水淡化，这些技术能耗相对较低。然而，这些非常规供水技术方案的实施成本较高，在该地区较贫穷的国家并不太常见。一些国家采用废水处理、地下水回灌、雨水收集和雨水回灌含水层等方法。

　　天然淡水利用量对比，图源：CNN

　　也门、利比亚、约旦河西岸和加沙等较贫穷地区仍主要依靠地下水资源，而不是自己生产淡水资源，但也正因为这些地区供水和卫生设施质量低下，使他们为此付出了高昂的代价。

　　世行报告发现，水和卫生设施供应不足每年给中东和北非地区造成约210亿美元的经济损失，其中包括医疗费用、因生病而损失的生产时间和过早死亡。预计人口、经济增长和气候变化的压力将进一步加剧中东和北非地区的水压力。这也势必将加剧跨国共享水资源的竞争，进而加剧政治紧张。

　　根据世行的估测，如果不采取任何积极措施，到2040年，中东和北非地区60%的地区将面临极高的水压力;到2050年，气候相关的水资源短缺将使该地区的GDP损失6%到14%。

　　海水淡化的利弊

　　海水淡化是中东和北非地区常用的补充淡水资源的方法。根据世行统计，全球150个国家在进行海水淡化，全世界有3亿多人依靠海水淡化满足部分或全部日常需求。中东和北非地区的海水淡化能力占据世界的半壁江山，是世界最大的海水淡化市场。

　　但中东的海水淡化排放了大量的温室气体，因为该地区依赖能源密集型的热海水淡化厂。这个过程使用化石燃料产生热量，除此之外，还会产生大量卤水并最终被排放到海里，并可能破坏海洋生态系统。

　　近期，联合国专家牵头的一项研究表明，海水淡化厂排放到环境中的卤水比先前的评估低估了50%。自20世纪80年代以来，在清洁水需求不断增长的推动下，海水淡化技术的研究呈几何级增长。

　　随着这项技术的效率和经济可行性的提高，全球海水淡化厂的数量也在增加。然而，尽管设施和研究有了很大的增加，但对任何环境影响的研究却很少，很多关于海水淡化的数据是不完整且过时的，目前还没有任何研究可以量化全球范围内的卤水产量数据。

　　目前，海水淡化采用两种常规的淡化方法：低温多效蒸馏(MED)和压力驱动反渗透(RO)。中东北非地区海水淡化厂生产了世界48%的海水淡化水，但由于许多设施陈旧、转化效率较低，如热脱盐技术，它同时也产出了世界70%的卤水排放量。

　　与更现代化的反渗透脱盐装置相比，使用老旧技术的设备产生的卤水量高达四倍之多。但海合会国家(GCC)的淡水供应量正在迅速下降，远远低于联合国的水贫困线，其中人口的几何增长和工业发展加剧了这一困境。

　　该地区目前的平均淡水供应量为人均每年90-100立方米，这促使GCC政府增加支出，以应对水资源短缺，确保未来的可持续资源。在海湾地区，海水淡化能力预计将从目前的3.4亿立方米提高到2020年的7亿立方米，以满足工业化和发展需求。

　　GCC政府在2011年至2016年期间拨出1000多亿美元用于水资源领域的投资，并宣布计划到2022年再投资3000亿美元用于水资源项目，以满足日益增长的用水需求。

　　由此可知，随着目前压力和热驱动脱盐技术的结合，能源投资也将翻番。到2020年，这将使碳排放量增加近一倍。在GCC大部分地区，年平均碳排放量已高于世界人均9000吨。

　　由于近80%的海水淡化水是在海岸10公里内产生的，大部分的卤水废水直接排放到海洋。随着时间的推移，这可能会提高高度盐碱化的海水的含盐量，降低其容纳氧气的能力，并对海洋生物构成明显的风险。排放物中存在的抗污染剂和加工化学品可能会造成额外风险。

　　然而，中东地区的一些研究人员对卤水排放持谨慎乐观态度，沙特阿卜杜拉国王科技大学(Kaust)的研究团队发现，尽管该大学海水淡化厂排放口的盐度大幅增加，但仅在5米远的地方，这是无法区分的，因为在工业上，海水淡化厂通常也有指定的排放位置和技术来帮助盐的快速扩散。

　　同时，海洋生物承受增加盐度的能力常常被忽视。他们的研究还表明卤水排放实际上可以提供一个有利的海洋生物栖息地。但他们也都认为尽管海洋生物能很好地处理含盐量，但由于大量温热的污水被倾倒到已变暖的海洋中，温度上升可能会带来风险，0.5到1°C的升高对一些珊瑚物种造成了巨大压力。

　　对此，一些潜在的解决方案包括在耐盐物种的鱼类养殖中使用盐水。在一个案例中，盐水的使用使鱼类的生物量增加了300%。其他的环保构想包括未来要实现从卤水中回收盐和金属。然而，尽管这在未来可能是一个可行的选择，但目前的成本仍大于收益。

　　结语

　　除了利用更为环保的先进技术淡化海水外，该地区主要的卤水产出国应加强合作，以协助卤水排放管理和公共政策考虑。此外，各国还可以进一步提高用水效率，加强循环利用，用于不同用途。随着水资源越来越稀缺，这些办法可能是确保子孙后代用水的关键。

 　　据世界银行最近一份报告显示，中东和北非地区拥有世界人口的6%，但淡水资源仅占世界淡水资源的1%。作为地球上最干燥、最缺水的地区，该地区17个国家低于联合国设定的水贫困线(即每年人均1000立方米)，其淡水利用处于入不敷出的状态，水资源短缺已成为数百年来的挑战。

　　淡水资源短缺带来的压力

　　当前，人口和经济快速增长、跨境供水共享以及气候变化的影响(包括频繁干旱、降雨量下降和高蒸发率)等因素都对该地区的供水产生了重大影响。当自然资源的年供水量下降到家庭、农业和工业需求仅有每人500立方米时，国家就面临绝对缺水的问题。

　　国际水管理研究所总干事克劳迪娅·萨多夫表示：“当抽取的水多于补充的水时，含水层本身的含水量就会下降，这样就破坏了生态系统，乃至经济生产和家庭福利。”

　　然而，这种退化趋势并非不可逆转，世行报告的主要作者认为：“如果经过一年的强降雨，这些含水层就有可能恢复。”根据世行的研究，地下水的不可持续利用主要发生在阿拉伯半岛、马格里布地区和伊朗，其中沙特等几个海湾国家以及利比亚的可持续利用程度最低。

　　为了抵消环境成本，该地区的几个雄心勃勃的项目正在试验太阳能海水淡化和反渗透海水淡化，这些技术能耗相对较低。然而，这些非常规供水技术方案的实施成本较高，在该地区较贫穷的国家并不太常见。一些国家采用废水处理、地下水回灌、雨水收集和雨水回灌含水层等方法。

　　天然淡水利用量对比，图源：CNN

　　也门、利比亚、约旦河西岸和加沙等较贫穷地区仍主要依靠地下水资源，而不是自己生产淡水资源，但也正因为这些地区供水和卫生设施质量低下，使他们为此付出了高昂的代价。

　　世行报告发现，水和卫生设施供应不足每年给中东和北非地区造成约210亿美元的经济损失，其中包括医疗费用、因生病而损失的生产时间和过早死亡。预计人口、经济增长和气候变化的压力将进一步加剧中东和北非地区的水压力。这也势必将加剧跨国共享水资源的竞争，进而加剧政治紧张。

　　根据世行的估测，如果不采取任何积极措施，到2040年，中东和北非地区60%的地区将面临极高的水压力;到2050年，气候相关的水资源短缺将使该地区的GDP损失6%到14%。

　　海水淡化的利弊

　　海水淡化是中东和北非地区常用的补充淡水资源的方法。根据世行统计，全球150个国家在进行海水淡化，全世界有3亿多人依靠海水淡化满足部分或全部日常需求。中东和北非地区的海水淡化能力占据世界的半壁江山，是世界最大的海水淡化市场。

　　但中东的海水淡化排放了大量的温室气体，因为该地区依赖能源密集型的热海水淡化厂。这个过程使用化石燃料产生热量，除此之外，还会产生大量卤水并最终被排放到海里，并可能破坏海洋生态系统。

　　近期，联合国专家牵头的一项研究表明，海水淡化厂排放到环境中的卤水比先前的评估低估了50%。自20世纪80年代以来，在清洁水需求不断增长的推动下，海水淡化技术的研究呈几何级增长。

　　随着这项技术的效率和经济可行性的提高，全球海水淡化厂的数量也在增加。然而，尽管设施和研究有了很大的增加，但对任何环境影响的研究却很少，很多关于海水淡化的数据是不完整且过时的，目前还没有任何研究可以量化全球范围内的卤水产量数据。

　　目前，海水淡化采用两种常规的淡化方法：低温多效蒸馏(MED)和压力驱动反渗透(RO)。中东北非地区海水淡化厂生产了世界48%的海水淡化水，但由于许多设施陈旧、转化效率较低，如热脱盐技术，它同时也产出了世界70%的卤水排放量。

　　与更现代化的反渗透脱盐装置相比，使用老旧技术的设备产生的卤水量高达四倍之多。但海合会国家(GCC)的淡水供应量正在迅速下降，远远低于联合国的水贫困线，其中人口的几何增长和工业发展加剧了这一困境。

　　该地区目前的平均淡水供应量为人均每年90-100立方米，这促使GCC政府增加支出，以应对水资源短缺，确保未来的可持续资源。在海湾地区，海水淡化能力预计将从目前的3.4亿立方米提高到2020年的7亿立方米，以满足工业化和发展需求。

　　GCC政府在2011年至2016年期间拨出1000多亿美元用于水资源领域的投资，并宣布计划到2022年再投资3000亿美元用于水资源项目，以满足日益增长的用水需求。

　　由此可知，随着目前压力和热驱动脱盐技术的结合，能源投资也将翻番。到2020年，这将使碳排放量增加近一倍。在GCC大部分地区，年平均碳排放量已高于世界人均9000吨。

　　由于近80%的海水淡化水是在海岸10公里内产生的，大部分的卤水废水直接排放到海洋。随着时间的推移，这可能会提高高度盐碱化的海水的含盐量，降低其容纳氧气的能力，并对海洋生物构成明显的风险。排放物中存在的抗污染剂和加工化学品可能会造成额外风险。

　　然而，中东地区的一些研究人员对卤水排放持谨慎乐观态度，沙特阿卜杜拉国王科技大学(Kaust)的研究团队发现，尽管该大学海水淡化厂排放口的盐度大幅增加，但仅在5米远的地方，这是无法区分的，因为在工业上，海水淡化厂通常也有指定的排放位置和技术来帮助盐的快速扩散。

　　同时，海洋生物承受增加盐度的能力常常被忽视。他们的研究还表明卤水排放实际上可以提供一个有利的海洋生物栖息地。但他们也都认为尽管海洋生物能很好地处理含盐量，但由于大量温热的污水被倾倒到已变暖的海洋中，温度上升可能会带来风险，0.5到1°C的升高对一些珊瑚物种造成了巨大压力。

　　对此，一些潜在的解决方案包括在耐盐物种的鱼类养殖中使用盐水。在一个案例中，盐水的使用使鱼类的生物量增加了300%。其他的环保构想包括未来要实现从卤水中回收盐和金属。然而，尽管这在未来可能是一个可行的选择，但目前的成本仍大于收益。

　　结语

　　除了利用更为环保的先进技术淡化海水外，该地区主要的卤水产出国应加强合作，以协助卤水排放管理和公共政策考虑。此外，各国还可以进一步提高用水效率，加强循环利用，用于不同用途。随着水资源越来越稀缺，这些办法可能是确保子孙后代用水的关键。