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水无处不在。它覆盖了地球表面的 70% 以上,构成了我们身体质量的一半以上,以及我们大脑的四分之三。我们将其用于从饮用、洗涤到种植食物、发电和维持城市运转的一切用途。如果水不够了会发生什么?
在智利的阿塔卡马沙漠,研究人员一直在利用巨大的网从空气中收集水,以捕获雾气。这项技术已经在世界各地的小范围内使用了几十年,有点像清晨微小的雾滴被捕获在叶子的底部或草叶之间。但来自智利的这项研究发现,它可以扩大规模,以满足世界上一些最干燥城市的所有用水需求。
因此,在本集中,您将了解雾气捕获的工作原理以及雾气捕获器如何在世界各地用于帮助减轻缺水问题。我是汉娜·盖尔巴特,这是来自 BBC 世界服务的《世界上的什么》。为了逐滴讲解,我正在与 BBC 科学记者维克·吉尔交谈。你好。你好。你好吗,汉娜?很好,谢谢。你能为我们解释一下吗?雾气捕获器是如何工作的?
其实很简单。从根本上说,它是一个捕获雾气的网。这项技术已经在几十年的小范围内使用,主要是在农村地区,您可以在可靠的雾气来源地设置它,例如沿海地区或多山的地区,那里会有海雾滚滚而来,并且需要水。它本质上是一个网,一个非常细密的网,用杆子支撑起来,
雾气穿过它。雾气中含有丰富的湿气。水滴会在细密的网上形成。您可以收集这些水滴,并将它们通过管道输送到储水罐中。这就是雾水收集。
网是用什么材料制成的?通常是塑料,水滴会在上面形成并容易流走。因此,通常使用的是一种细密的塑料网。使用这种方法实际上可以收集多少水?
这取决于您获得的雾气量。对。因此,这是一种主要仅在小范围内使用的技术,在需要的地方使用。所以可能是一个小型农村社区。我认为其中一个最大的装置实际上在摩洛哥。这是一个小型农村社区,它已经建立了这个装置,基本上可以满足他们自己的需求。但平均而言,您可以获得大约 2.5 升
每平方米网每天在南美洲的研究重点地区,智利北部海岸,那里非常非常干燥。但这是一种在南美洲广泛使用的技术,因为如果您想象一下这片大陆,您会看到沿着太平洋有一条海岸线。所以您有这个巨大的海洋,并且会有这些海雾
所以您有这些完美的条件,温暖的空气在较冷的海面上移动,从而产生这种雾气。然后,仅仅由于盛行风和天气条件,雾气就会被吹到岸上。因为您有这些高山,所以您有雾气与陆地相遇的地方。所以您自然会有非常规律的雾气天气。
因此,这取决于您有多少网以及您的雾气收集系统有多大。雾气捕获器造价昂贵吗?除了南美洲,它们主要用于哪里?你还提到了摩洛哥。它们目前的使用规模非常小。因此,往往有一些实验性装置。他们测试了不同的材料。
看看什么材料能可靠地形成最多的水滴,并且是最有效的雾气收集器。它们的使用地点,也就是需要它们的地方,往往是小型农场或小型社区,它们收集和储存自己的水源。这项研究的重点是智利北部,实际上在阿塔卡马沙漠的边缘,
那里非常缺水。有些城市的供水主要来自地下,这些地下水资源承受着巨大的压力。在这项研究的重点城市阿尔托奥斯皮西奥,研究人员正在研究雾气捕获可以在多大规模上发挥作用。这个城市每年降雨量不到 5 毫米,所以几乎不下雨。他们的供水压力很大,而且
他们所做的是,他们结合了这些巨大的太平洋海雾的卫星图像,这些海雾会飘过这座非常干燥的山区城市。他们绘制了城市周围所谓的“蓝色区域”的地图。他们说,如果你可以在那里建立大型雾气收集装置,规模远大于几张网之间用杆子支撑起来,他们说的是 17,000 平方米的网。所以,你知道,整个田野都是这些雾气收集装置。
如果你在阿尔托阿斯皮西奥周围架设 17,000 平方米的网,你每天可以生产 300,000 升水。目前,这是通过卡车运送到城市贫民窟和棚户区,给那些没有直接和安全供水的人们的水量。所以这对于那些无法方便获得清洁用水的人来说,可能是一个绝对的改变游戏规则的东西。所以这些科学家呼吁的是,从根本上说……
扩大这项技术的规模,在真正需要的地方使用。这可能是一个非常基本的问题,但是当雾气被收集成水时,它是否可以安全饮用?如果它来自大海,它会特别咸吗?如果它来自城市,它会受到污染或被污染吗?
这是一个非常有趣的问题,因为这不是盐水。这是来自大气中的水,它经过海洋,冷热之间的差异导致这种水分凝结成云。然后天气将其带到内陆。所以这是聚集在这些网上的淡水水滴。
它没有接触地面上的任何东西。它没有与任何表面接触。因此,这项研究的主要研究人员,来自智利圣地亚哥的马约尔大学的研究人员说,每次她在沙漠工作时,她都做了很多这些实验性的雾气捕获装置,她总是喝雾水,它是干净的,可以直接饮用。
这些研究人员说,这是可以直接饮用的淡水。当这些装置在农村环境和小型社区中出现时,这就是它的用途。人们正在收集这种水,因为它干净且可以直接饮用。
这种水也可以用于农业、洗涤、发电等用途吗?是的,就是这样。因此,研究人员根据每平方米网约 2.5 升的收集率(他们说这是阿尔托奥斯皮西奥雾气水平的安全假设)所说,
他们将能够供应目前通过卡车运送的所有饮用水,即目前运送的 300,000 升水,他们还可以满足城市约 110 平方米绿地的年度灌溉需求。他们说,还有一些额外的水可以用于水培农业,即不需要土壤供应的城市农业。
这一切都取决于你在城市周围安装了多少网。但他们通过这种结合地图绘制、天气预报和雾气收集效率测量的做法,所展示的是,存在可以进行雾气收集的雾区,并且有空间可以生产数据。
足够的饮用水,但除此之外还有更多的水,这样你就可以,你知道,改善这些非常拥挤、非常炎热的城市中人们的生活,拥有更多的绿地和新鲜食物。所以,是的,对于一个干旱的城市,那里对水的需求如此之大,而且没有安全的供水,这些科学家说,这可能是一个真正的改变游戏规则的东西。是的。
您一直在听关于智利扩大雾气捕获规模的雄心壮志,但这种技术也可以在更小的规模上使用。水基金会是一个主要在非洲和拉丁美洲工作的组织。以下是为该项目工作的莫妮卡·德内米。云鱼安装在经常有雾和风的地方。这是它们工作所需的两种基本成分。网,由镀锌钢框架支撑……
当风将雾气推到结构上时,它会捕获水滴。与其他雾气捕获系统相比,我们的云鱼设计有一些独特的特点。主要是 3D 网,它比平面织物更有效地捕获水滴。
以及设计中内置的灵活性,以补偿来自风的压力。这意味着云鱼在很长一段时间内都很耐用,不需要电力,几乎不需要维护就能为附近的社区提供饮用水。另一个在埃塞俄比亚、坦桑尼亚和海地等地的农村社区工作的组织是沃克水。它建造了水塔来捕获雾气和露水。阿尔图罗·维托里是创始人。
塔是一个轻型垂直结构,由可生物降解的当地材料制成,例如竹子、天然纤维,它的功能是通过冷凝被动地收集空气中的水分。沃克水完全不依赖电网,不需要电力或完整的基础设施。厚厚的
回到你这里。这方面的一些局限性是什么?缺乏雾气。对,这是一个很大的问题。在我接触到这个故事之前,我并不真正熟悉雾气收集以及它的可能性。当你逐案来看时,
当你考虑它在智利的城市地区的可能性时,那里正好位于太平洋沿岸,并且拥有这些完美的天气条件,它看起来就像,你知道,为什么这个城市不这样做呢?它看起来像一个极好的解决方案。但是,你知道,世界其他地区还有许多其他沙漠城市根本没有这些天气系统,而且处于控制之下。
类似的压力。所以这不是,你知道,这不是一种灵丹妙药,可以解决我们所有的城市供水问题。我们不能直接从空气中捕获它。您确实需要非常特殊的条件。但是,沿着,你知道,南美洲海岸,在那里你会遇到这些天气系统,在那里你会遇到这种可靠的雾气,
这是可以立即投入使用的东西。这就是这些研究人员希望看到的。他们希望看到一个雾气收集的新时代,在那里我们通过从云层中捕获水来解决或至少减轻城市供水的一些压力。随着气候变化和全球变暖,这是否也会影响空气中的水量,以及可能用于此的雾气量?
是的,这是一个有趣的问题。目前,天气系统……
智利和南美洲沿岸的天气系统并没有因为气温上升而被打乱。这是个好消息。但我认为这是一个悬而未决的问题。气候变化有一些不可预测的影响。但我认为,最棒的是,这并不是一项困难的技术。它不是昂贵或复杂的安装。它在杆子上架网。所以如果你有,你知道,如果水正在你的城市上空移动,它是
每天都在云层中,而你的城市非常需要清洁的水,那么这是一种显而易见的选择,它是一种可以立即安装的东西,你可以开始收集这些水,而不是让它,你知道,冲刷过去并蒸发掉。维克,非常感谢你来到播客。谢谢,我很高兴。
这就是今天的节目。非常感谢您的收听。我是汉娜·盖尔巴特。这是来自 BBC 世界服务的《世界上的什么》,我们很快再见。再见。