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集霧集露成水以應對水荒?

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在乾旱日益加劇的今天,在世界上四分之一的人口無法獲得飲用水的前提下,收集霧氣以及露水能否幫助緩解水資源短缺問題?越來越多的國家的開始開發類似的技術設備。事實上,在拉丁美洲以及摩洛哥等沙漠乾旱國家,類似的技術早已被運用來獲得飲用水以及農業用水。

智利天主教大學學者Nicolas Zanetta在沙漠中搬運捕霧網,2016年 . MARTIN BERNETTI / AFP
智利天主教大學學者Nicolas Zanetta在沙漠中搬運捕霧網,2016年 . MARTIN BERNETTI / AFP AFP - MARTIN BERNETTI
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法國世界報近日介紹說,在20 世紀 60 年代,智利率先在阿塔卡馬沙漠安裝了捕霧網。在摩洛哥,非政府組織達爾西哈馬德( Dar Si Hmad )的婦女於 2015 年就在西地伊芙妮( Sidi Ifni) 的山區設計並安裝了世界上最大的霧水收集系統,為數百戶家庭提供飲水。近年來,歐洲的葡萄牙和西班牙也實施了類似的舉措,提出了一個大膽的大規模收集霧氣來灌溉樹林的計畫。該計畫由歐盟委員會與兩國共同融資,在2020 年設計規畫,在葡萄牙北部和西班牙大加那利島開展植樹造林,他的目標是在四年的時間裡,在 2019 年遭受大火肆虐的約 30 公頃土地上重新植樹造林。在大加那利島重新種植兩萬棵樹,在葡萄牙維塞烏地區重新種植四千三百棵樹,而這些樹苗將完全使用當地收集的霧水進行灌溉。

其實,收集霧氣的基本工具非常簡單:由塑料(聚丙烯)或鋼網製成的活動網,固定在 2 4 米高的不鏽鋼桿上。這些網迎風而設,風帶着雲霧,這些網捕捉懸浮在空氣中構成霧的水顆粒。這些微粒在網中逐漸積聚,最終形成一張可以運輸或儲存的水網。該設備的優點是,技術成本低廉,不需要消耗能源,也沒有故障風險。

那麼他的收集效率如何呢?法國戰略研究基金會助理研究員 Franck Galland 向世界報解釋說:這些霧網平均能從霧中提取 30% 的水。霧水可用於灌溉樹苗或農田,以及為偏遠村莊提供飲用水等任何用途。

霧網運作的條件

不過,儘管每平方米的霧網每天可產生 20 40 升左右的水,而且成本低廉(一個可使用十年的小型收集器的設備成本在 70 180 歐元之間),但它們仍然難以大規模應用。因為,按照法國發展研究所水文學家阿蘭-吉奧達的說法:要收集大量霧水,需要風、雲和近海。因為如果沒有雲或海風,霧就不會大規模形成,而如果沒有風,水顆粒就會懸浮在空中,而並不會落入網中。因而無法滴霧成水。鑒於上述條件,專家們認為,捕霧網在法國本土很難推廣,而在有信風出現的海外領地,例如留尼汪島和西印度群島,存在發展空間。

英國每日電信報近日報道說,兩名德國科學家已經利用每年冬季從太平洋襲來的濃霧收集水分,這種濃霧天氣每年能持續8個月。他們利用多層網研發出更加先進的霧水收集器。他們的設備已經受到東帝汶以及肯尼亞等國的關注。

捕霧網源自噴泉樹

事實上,捕霧網只是複製了某些所謂的 "噴泉樹 "幾個世紀以來的自然運行機制。在西班牙的加那利群島,這種技術的靈感來自屬於月桂樹類的加羅埃樹。加羅埃樹能夠自給自足地吸收水分,這要歸功於它的葉子,葉子能夠捕捉霧滴,然後霧滴在重力作用下流到葉子的基部。佛得角的情況也是如此,這些網也模仿了龍舌蘭和棕櫚等噴泉樹的工作原理,自 20 世紀 40 年代起,農民們就開始用它們來捕捉霧中的水。

按照同樣的原理,幾年前在埃塞俄比亞的多爾澤(Dorzé)出現了用來收集露水的水平竹網塔,他們被叫作是瓦爾卡塔(Warka Towers),喀麥隆和多哥等國隨後也相繼部署了收露網,非洲的其他國家也相繼效仿。在乾旱環境中,尤其是在沙漠中,清晨的低溫可以使空氣中的水蒸氣凝結成露水,不過,與霧氣的收集一樣,它也只能在特定條件下發揮作用。

最後,必須指出的是,自然界萬物存在其自身演變的規律,真如風力發電或許會干擾風循環一樣,水資源的循環更是一個環環相扣的周期,對霧氣以及露水的收集是否會干擾水循環的周期,對地區的降雨以及深層水的儲藏產生長期的影響?這或許也是值得專家們關注的問題。

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