罗非鱼和红树林是否持有海水淡化的秘密？

新鲜的饮用水不存在供应问题，但我相信这是一个重要的电源解决方案。

这种解决方案，即海水淡化，将来可以通过在自然界中观察到的技术加以改进。在这里，我写了一些科技界和自然界的著名例子。

我怀疑这怎么可能被称为供给问题。哪有稀缺问题与世界上最可回收材料？我们毕竟是生活在“水”的星球，那里的水在水循环流动。水不断下降到地球，由阳光中蒸发成水蒸气，上升到空气中的气体，然后凝结成液体再为新一轮的降雨，雨夹雪或雪。

在这两者之间，水在河流中流动，在湖泊中流动，在土壤中渗透，侵蚀山脉，当然，维持着生活世界。它这样做已经有很长时间了，你最后一罐柠檬水可能是用曾经是长毛象背上的雪分子制成的。

我们没有停止这个循环。相反，当它在地上甚至在天上时，我们已经把它的内容弄得不合适了。所以，这是一个水质问题，我想补充一点，是一个需求和分配的问题，而不是供应的问题。

与问题相匹配的解决方案

所以，如果这不是一个供给问题，那么为什么我支持电源解决方案？看来，我们正处于发展比修复旧新的东西更好。虽然我没有经济专家，或许还有更多的驱动电源比保护或修复的发展。

可以肯定，增加供应量应该再加上加强保护和更有效的回收对于这场基础性危机的全面补救措施，但对水需求的预测是令人信服的。海洋提供了地球上最大的资源，因此海水淡化似乎是满足大多数人类居住的地方——靠近海岸的地方——这种需求的最佳选择。

海水淡化有两种基本形式，蒸馏和反渗透。每一个是已经在自然界已存在数十亿年，在我们的生物圈进程和活的有机体，包括我们的近似值。

蒸馏通过加热水到蒸发点，然后冷凝所得的水蒸汽来完成的。在这个过程中，即溶于溶液矿物质被留下并且冷凝的水被净化。这个过程发生在已经提到的水循环规模盛大。在阳光普照的位置，如死海特定的水源，是这一过程的证据。

反渗透是水通过半透膜的窜该块中的矿物成分，杂质在溶液中发现的，但允许水通过。在自然界中，材料的可靠的倾向，从高浓度流向低是什么力量这种流动。有机会和时间，因此，水就会​​朝向更咸侧流中的趋势以将其稀释，结果将是在膜的两侧的矿物的浓度相等。

然而，为了制造淡水，人们希望将矿物质从水中取出，而不是将其分散开来，因此我们已经学会了逆转这一过程，迫使水通过一层膜到达不含矿物质的一侧。这是反渗透。不同的是“冲浪免费”性质的模型，然而，这需要大量的能量，而在这项技术的发展，降低这个成本是游戏的名称。海水淡化目前的方法是来自大自然的热力学模型的能源成本的两倍。

正如在许多领域的可持续竞彩足球app怎么下载发展，决策是否需要称重采购材料与能源的成本生产它的好处。对于这两种技术，它需要能量要么热水蒸发（和冷却到冷凝）或通过膜来泵送，而这正是细节的魔鬼到达。对于开发商的目标是产生一个低成本的过滤系统，可扩展性和耐用。降低成本可能来自低能量的过程中，或通过使用非常廉价的能源。

食盐植物和具有渗透性的鱼类

在里面世界的潮间带沿海地区，主要的植被也有两种：高纬度的盐沼或全球中部亚热带和热带的红树林沼泽。每一种制度都有高度适应从水中提取盐的生物体，可以为改进技术方法指明方向。例如，工厂盐角草属在盐沼中，科学家们已经采用各种方法将盐分浓缩到盐沼的顶端，最终盐沼会枯萎脱落，从而拯救了植物的其余部分。

红树林还学会了将盐水转化为淡水，根据物种的不同，可以使用两种方法之一来处理盐水。

有些红树林使用海水的超滤自己的根，而最喜欢的植物，设置了各种各样的真空内的茎从下面打水。作为叶蒸腾水，创建高达60个大气压的负压，并且高度溶质海水通过在根部膜拉伸，以下向较低压力的自然路径。这是全部由蒸腾，那里的工厂保持这种梯度，并通过纯物理滤网运行水动力。冲浪是免费的。

喜欢盐角草属，其他红树林物种已经适应于积累盐分，而不是完全排除盐分，然后排泄盐分。这是通过叶片中的显微腺体实现的。首先，它们将海水的盐度过滤到海水盐度的十分之一左右，然后通过腺体排出海水中的盐。腺体是细胞水平代谢活动的密集工厂。虽然人们对它们了解甚少，但它们有希望，因为它们在分离盐方面非常有效。在新加坡国家环境研究所，研究人员正在研究这一机制，希望改进目前的海水淡化技术。

他们也在研究罗非鱼来处理海水中的盐。罗非鱼是所谓的广盐鱼类，生活在淡水和海水中。因此，它们必须从两个相反的状态调节渗透压。像这样一种高度通用的渗透调节机制可能非常有用。

从自然界到商业世界

新加坡在水处理方面处于世界领先地位，依靠集雨、废水回收和脱盐于一身。这个城市国家在第二次世界大战中由于马来西亚大陆的供水中断而被日本人占领，因此需要替代水源。回收废水已被成功采用，2010年估计其生产能源成本约为海水淡化的一半。

海水淡化是在新加坡的战略的一个重要组成部分，然而，城市的不断尝试，以提高其效率。最近使用电渗析，其中氯离子和钠离子通过使用电电荷吸引的膜拉出的水，导致显著的成本节约。在2011年，官员估计这个过程大约五分之一蒸馏能源成本和反渗透的不到一半的成本。

新加坡总理最近参观了一家丹麦公司的产品展台，水素蛋白它采用了另一种具有脱盐潜力的仿生方法。该公司生产多种类型的过滤器，模仿人体内的胆质膜。它的名字来源于水通道蛋白，一种在活细胞中普遍存在的成孔蛋白质。水通道蛋白在允许液体高通量的同时，在过滤离子方面非常有效。这也是一种低能过滤方法，但2012年的一项科学评估得出结论，在这种过滤器能够耐用、可扩展且具有足够的成本效益与反渗透竞争之前，仍然存在挑战。

最后，这些仿生过程的候选人，最终可能有竞争或包括在石墨烯一个相对较新材料的开发，一队在麻省理工学院已成功地在纳米尺度有孔刺破生产能够在多次通水有效的过滤器常规过滤器的速率。洛克希德·马丁公司正在开发一个商业版本，被称为Perforene。石墨烯是已知最防渗材料之一，是非常艰难，所以这是一个很好的候选人大规模行动，但仍然昂贵。

比赛进行到能源使用的底说到海水淡化，它仍然非常重要，发展将继续注重成本。了解自然过程将是突破的关键，无论是大是小。

红树林的顶部图像金声通过flickr。