海水淡化的利大于弊吗？
位于迪拜阿拉伯湾海岸的现代化海水淡化厂。
海水淡化是通过去除盐和其他矿物质将海水转化为饮用水的过程。尽管从古代开始就使用了基本形式的海水淡化，但直到20世纪中期，工业规模的海水淡化方法才在世界各地水不安全的沿海社区得到广泛应用。今天，150多个国家的大约3亿人每天从大约2万个海水淡化厂获得水。
地球上只有2.5%的地表水是淡水，其中只有一小部分是可用的，适合人类消费随着气候变化的加剧，海水淡化为饮用水和灌溉提供了替代水源。然而，它也有重大的环境影响。新兴技术可以帮助减轻其中的一些影响，但是海水淡化需要在满足人类对淡水资源日益增长的需求和该过程加剧的环境问题之间进行权衡。
工艺与技术
技术员关闭海水淡化厂的阀门。
纵观历史，人们使用各种蒸馏和过滤的方法来补充淡水供应。但直到20世纪中期，海水淡化才成为一个大规模的工业过程，能够向主要人口中心供水。今天，有三种基本的海水淡化技术被广泛使用：膜技术、热技术（蒸馏）和化学工艺。目前，膜技术和热技术是最常用的脱盐方法。
热蒸馏
热脱盐包括将水煮沸直到蒸发，留下盐。水蒸气，现在是无盐的，然后通过冷凝被收集起来。大规模实现这一目标所需的热能来自蒸汽发生器、废热锅炉或从发电站的涡轮机中提取蒸汽。
最流行的热技术之一是多级闪蒸（MFS），这是一种建造和操作相对简单的设备，但能耗极高。根据国际水协会的说法，如今，MSF海水淡化在中东地区最为普遍，那里丰富的化石燃料资源使其成为可能。
膜分离
膜脱盐的基本技术包括应用高压迫使盐水通过几个微小的半透膜。这些膜允许水通过，但不允许溶解的盐通过。这听起来很简单，但这是另一项非常耗能的工作。最常见的膜处理方法是反渗透，最早于20世纪50年代开发，并于20世纪70年代商业化。这是目前在中东和北非以外使用最广泛的一种海水淡化技术。
环境效益及后果
海水淡化是支持靠近咸水或微咸水源的干旱易发社区的水安全和恢复力的一项重要技术。通过减少对地下水、河流和湖泊等淡水资源的需求，海水淡化可以帮助保护依赖这些水资源的栖息地。
虽然价格昂贵，但海水淡化通常是一种可靠的当地清洁水源，不仅供人类使用，也供农业使用。农村缺水地区的小型海水淡化设施可以帮助确保一些最脆弱社区的水安全。大型设施可以在确保城市居民获得安全可靠的饮用水方面发挥重要作用。随着气候变化加剧干旱并导致淡水资源的数量和质量下降，未来几年海水淡化的使用可能会扩大。
但海水淡化并非没有缺点。最大的担忧是它的能源足迹，产生并排放回海洋的废水量，以及在这一过程的两端对海洋生物的有害影响。随着越来越多的设施投入使用，社区寻求更适应气候变化的水供应，海水淡化不会消失。新技术可能会减少一些对环境的影响。
能源使用
绝大多数海水淡化厂仍以化石燃料为动力。这意味着海水淡化会导致温室气体排放，加剧气候变化。然而，可再生能源海水淡化设施确实存在，但到目前为止大多局限于小规模运营。正在努力使它们更普遍和更经济有效。最近的证据表明，可再生能源的海水淡化几乎可以在任何有海水或微咸水的地方使用。
太阳能、风能和地热已经为新的海水淡化设施提供了可行的动力，而太阳能是可再生能源海水淡化厂最常用的能源来源。替代风能和太阳能等可再生能源的混合方法可能在能源生产波动期间提供更高的可靠性。利用海洋能源淡化海水是另一个新兴的研究领域。
此外，正在开发的一些技术旨在提高海水淡化的能源效率。正向渗透是一项新兴技术。另一种方法是使用低温热脱盐，即在较低温度下蒸发水以减少能源消耗，然后将其以液体形式重新形成。美国国家可再生能源实验室在一项研究中详细介绍了利用地热能为低温热脱盐提供动力，像这样的低能源密集型技术可能与可再生能源很好地结合在一起。
对海洋生物的影响
用于海水淡化的一半以上的海水最终变成了咸水，其中混入了在净化过程中添加的有毒化学物质。高压喷射器将这些废水冲回海洋，威胁着海洋生物。
最近的一项研究发现，废水中的盐水含量比以前估计的要多50%。将废水排放回海洋的标准差别很大。在一些地区，特别是阿拉伯湾、红海、地中海和阿曼湾，海水淡化厂经常聚集在一起，不断地将热排放到沿海浅水中。这会提高海水的温度和盐度，降低整体水质，对沿海海洋生态系统产生不利影响。
最初吸入的海水也会对海洋生物造成威胁。从海里取水会导致鱼类、幼虫和浮游生物的死亡，因为它们不经意地被拉进了海水淡化厂。每年，数以百万计的鱼类和无脊椎动物被吸入海水淡化设施，被困在进水屏幕上。那些小到能够通过筛网的微粒进入系统，在化学盐水处理过程中死亡。
设计上的改变可能会减少在这个过程中被杀死的海洋生物的数量，包括使用更大的管道来减缓水的摄入，这使得鱼类在被困之前可以游出并逃脱。新技术可以减少流入海洋的废水量，并更有效地分散这些废物，以减轻对海洋生物的影响。但这些干预措施只有在得到采纳和适当执行的情况下才能发挥作用。
迈向更多数据，更好标准
用可再生能源为海水淡化系统供电，以及建造能够减轻对海洋生物潜在危害的设施，都需要在研究方面进行投资，以便更好地了解环境影响，并利用这些数据为设计和运营工厂制定更好的法规。一个有用的例子来自加利福尼亚州，该州在其海水质量控制计划中颁布了《海水淡化修正案》。该法案要求在全州范围内对海水淡化设施实施统一的审批程序，要求达到一定的选址、设计和操作标准，以尽量减少对海洋生物的危害。
好处大于环境影响吗？
据联合国统计，约有23亿人生活在缺水国家。40亿人——将近世界人口的三分之二——一年中至少有一个月严重缺水。随着干旱加剧和淡水枯竭，这些数字可能还会增加。
水资源管理者和政策制定者知道，海水淡化不是水安全的唯一解决方案。它太贵了，而且它不能保证淡水的无限供应，而不会对我们不断增长的全球人口造成环境后果。相反，它必须与智能节水技术相结合，以防止农业、住宅、采掘和工业部门的浪费。投资节水是一种环境成本低得多的替代策略。
世界各地水资源匮乏的城市正在展示如何通过限制使用和创新策略（如中水回收和废水再利用）相结合来实现节约用水。例如，2021年，内华达州的拉斯维加斯永久禁止种植装饰性草坪，这是该市对用水施加的几项限制之一，因为其主要水源米德湖的水位已达到危险的低水平。与此同时，该地区的水区使用高科技废水处理工艺来净化灰水和污水，供当地高尔夫球场、公园和企业再利用，并将部分清洁水返回米德湖供未来使用。
人类将需要使用书本上的每一个技巧——还有一些我们还没有想到的技巧——来确保为不断增长的人口提供安全、稳定的水供应。新的海水淡化技术当然是其中之一，但海水淡化必须与强有力的、一致的标准和执行相结合，以确保成本不会超过收益。
