水资源短缺仍是一个普遍存在的全球性挑战,影响着发达市场和新兴市场、不同气候条件以及各种社会政治环境。
空气取水(AWG)技术是一种前景广阔的应急解决方案,能够利用空气中的水分即时生产饮用水。
向有需要的社区推广空气取水技术,可以为面临紧迫洁净水短缺的市政当局提供有效的权宜之计。
水资源短缺背后的统计数据触目惊心,值得关注——约有7.7亿人无法获得洁净水。这相当于全球每十人中就有一人。非洲农村女性平均每天要步行6公里(约3.7英里)来搬运40磅(约18公斤)的水。
然而,全球水危机普遍存在,并非只局限于世界的发展中地区。例如,在加利福尼亚州,超过200万人使用取用地下水的私人水井。然而,由于干旱、工业过度抽取含水层,以及近来工业水井钻得更深,当地社区越来越难以获得充足的水。该州的农场和城市近40%的用水依赖地下含水层,干旱年份这一比例还会上升。近90%的加利福尼亚州居民有部分供水来自地下水。
密歇根州弗林特市的水危机,是美国与洁净水关系紧张的又一例证。弗林特市政府决定更换市政供水水源,出于预算原因将水源从休伦湖改为弗林特河,导致铅和其他污染物以危险浓度进入该市的市政供水系统。我来自弗林特,这场危机促使我创立了Quartz Water Source。每场水灾都有多种成因,但在分秒必争时,政府往往难以及时应对。
技术如何提供帮助
私人资助的研发推动了多种技术的开发与改进,这些技术可在紧急情况下启用,提供“第二道防线”的洁净饮用水水源。“第二道防线”解决方案不会取代市政饮用水系统,但可以避免灾难性局面。
空气取水机就是这类技术的一个例子。这种取水解决方案有助于缓解全球饮用水日益短缺的问题。简而言之,空气取水机利用多种盐的混合物从空气中提取水分。盐是一种天然干燥剂,能够吸收并 удерж住水分。湿盐随后被加热至沸点,蒸汽冷凝后导入设备内部的过滤器进行处理。
以干燥剂为基础的空气取水机是该技术的最新发展方向,其一大优势是比市场上的其他方案更加节能。

最新型空气取水机还会在出水过程中对水进行矿化处理,以改善营养价值和口感。最终产出的水洁净,不含化学物质及其他有害物。在缺水或水源受污染的地区,空气取水机也能迅速解决问题;如果自然灾害影响电力供应,设备可由工业电源插座或太阳能板供电。
空气取水机技术已安装在亚利桑那州纳瓦霍族保留地的哈德罗克社区,为水资源紧张地区带来洁净饮用水。目前,这些设备每天为社区生产约200加仑洁净饮用水。除了用于缓解水资源短缺,空气取水机技术也已安装在阿布扎比的公园和海滩周边,供游客在休闲时随时享用优质饮用水。
空气取水机并非在所有地方都同样有效——要充分发挥设备的价值,气温应高于冰点数摄氏度,湿度应超过40%——在理想条件下,一台 商用规模的空气取水机每天最多可生产10,000升水。这种产水量无法取代市政供水系统,但多台商用空气取水机组成一个“水场”后,可以提供备用洁净水。
富有创意的公私合作伙伴关系有助于更广泛地推广“第二道防线”洁净水解决方案
然而,这种权宜解决方案并不便宜。一台中型商用设备的价格在30,000至50,000美元之间。最需要这项技术的社区,也可能无力按所需数量购置设备。这正是公私合作发挥关键作用的地方。传统做法是先以慈善种子资金吸引风险偏好较低的私营和公共部门投资,但这一过程可能耗时很长。
我们正在探索一种基于保险理念、部署速度更快的模式。在危机期间,市政当局无需预先筹资购置成组的空气取水机,而是按月支付可负担的定期费用。一旦发生供水中断或污染事件,空气取水机组可在48至72小时内部署到当地市政当局,远快于大规模政府响应。每月定期付款用于支付设备的融资和维护成本。
此外,大数据能够显著提高对水资源短缺的预测能力,并改进空气取水解决方案的定价。例如,公用事业公司掌握大量水务数据。分析工具已用于智能水表数据的分发与使用,公用事业公司可以借此更有效地监测和管理用水。漏水也可能加剧水资源短缺。漏水难以检测,但技术也正在帮助解决这一问题。Kamstrup漏水探测器的分析模块从水表采集声学噪声数据,并根据噪声水平的变化定位用户接入管线和配水管网中的漏点。
水质也是造成水资源短缺的一个重要因素。芝加哥市实施了一套预测模型,揭示了芝加哥海滩的相关信息,发现这些海滩的大肠杆菌含量很高。汇总所有这些分析结果,以了解未来水资源短缺的时间和规模,对于规划如何利用空气取水机和其他“第二道防线”洁净水解决方案应对短缺至关重要。
如果辅以适当程度的社区参与,并采用兼顾社会、环境与利润的商业模式,这一模式就能成为当今少有的强有力权宜解决方案。

