集雾集露成水以应对水荒? - 生态 健康与科技

在干旱日益加剧的今天,在世界上四分之一的人口无法获得饮用水的前提下,收集雾气以及露水能否帮助缓解水资源短缺问题?越来越多的国家的开始开发类似的技术设备。事实上,在拉丁美洲以及摩洛哥等沙漠干旱国家,类似的技术早已被运用来获得饮用水以及农业用水。
法国世界报近日介绍说,在20 世纪 60 年代,智利率先在阿塔卡马沙漠安装了捕雾网。在摩洛哥,非政府组织达尔西哈马德( Dar Si Hmad )的妇女于 2015 年就在西地伊芙妮( Sidi Ifni) 的山区设计并安装了世界上最大的雾水收集系统,为数百户家庭提供饮水。近年来,欧洲的葡萄牙和西班牙也实施了类似的举措,提出了一个大胆的大规模收集雾气来灌溉树林的计划。该计划由欧盟委员会与两国共同融资,在2020 年设计规划,在葡萄牙北部和西班牙大加那利岛开展植树造林,他的目标是在四年的时间里,在 2019 年遭受大火肆虐的约 30 公顷土地上重新植树造林。在大加那利岛重新种植两万棵树,在葡萄牙维塞乌地区重新种植四千三百棵树,而这些树苗将完全使用当地收集的雾水进行灌溉。
其实,收集雾气的基本工具非常简单:由塑料(聚丙烯)或钢网制成的活动网,固定在 2 至 4 米高的不锈钢杆上。这些网迎风而设,风带着云雾,这些网捕捉悬浮在空气中构成雾的水颗粒。这些微粒在网中逐渐积聚,最终形成一张可以运输或储存的水网。该设备的优点是,技术成本低廉,不需要消耗能源,也没有故障风险。
那么他的收集效率如何呢?法国战略研究基金会助理研究员 Franck Galland 向世界报解释说:这些雾网平均能从雾中提取 30% 的水。雾水可用于灌溉树苗或农田,以及为偏远村庄提供饮用水等任何用途。
雾网运作的条件
不过,尽管每平方米的雾网每天可产生 20 至 40 升左右的水,而且成本低廉(一个可使用十年的小型收集器的设备成本在 70 至 180 欧元之间),但它们仍然难以大规模应用。因为,按照法国发展研究所水文学家阿兰-吉奥达的说法:要收集大量雾水,需要风、云和近海。因为如果没有云或海风,雾就不会大规模形成,而如果没有风,水颗粒就会悬浮在空中,而并不会落入网中。因而无法滴雾成水。鉴于上述条件,专家们认为,捕雾网在法国本土很难推广,而在有信风出现的海外领地,例如留尼汪岛和西印度群岛,存在发展空间。
英国每日电信报近日报道说,两名德国科学家已经利用每年冬季从太平洋袭来的浓雾收集水分,这种浓雾天气每年能持续8个月。他们利用多层网研发出更加先进的雾水收集器。他们的设备已经受到东帝汶以及肯尼亚等国的关注。
捕雾网源自喷泉树
事实上,捕雾网只是复制了某些所谓的 "喷泉树 "几个世纪以来的自然运行机制。在西班牙的加那利群岛,这种技术的灵感来自属于月桂树类的加罗埃树。加罗埃树能够自给自足地吸收水分,这要归功于它的叶子,叶子能够捕捉雾滴,然后雾滴在重力作用下流到叶子的基部。佛得角的情况也是如此,这些网也模仿了龙舌兰和棕榈等喷泉树的工作原理,自 20 世纪 40 年代起,农民们就开始用它们来捕捉雾中的水。
按照同样的原理,几年前在埃塞俄比亚的多尔泽(Dorzé)出现了用来收集露水的水平竹网塔,他们被叫作是瓦尔卡塔(Warka Towers),喀麦隆和多哥等国随后也相继部署了收露网,非洲的其他国家也相继效仿。在干旱环境中,尤其是在沙漠中,清晨的低温可以使空气中的水蒸气凝结成露水,不过,与雾气的收集一样,它也只能在特定条件下发挥作用。
最后,必须指出的是,自然界万物存在其自身演变的规律,真如风力发电或许会干扰风循环一样,水资源的循环更是一个环环相扣的周期,对雾气以及露水的收集是否会干扰水循环的周期,对地区的降雨以及深层水的储藏产生长期的影响?这或许也是值得专家们关注的问题。