COAG/2005/INF/5


农业委员会

第十九届会议

2005年4月13-16日,罗马

咸水淡化在农业中的应用

I.引 言

1. 咸地下水、排泄水和处理过的废水等低质水资源的供应已经成为一个重要问题,对水资源稀少的国家干旱和半干旱地区的灌溉农业尤其如此。咸水淡化是城市供水的一种成熟的技术,是海湾国家饮用水的主要来源,因为它们的相关能源成本较低。淡化处理过的咸水和海水也在某些国家用于高价值作物种植。

2. 在水供应受到盐渍影响的紧急情况下,咸水淡化也可能极为重要,如最近南亚和东南亚海啸期间骤然出现的海水入侵的情况那样。在这些情况下,咸水淡化可能是受影响人口家用饮水供应的关键。

3. 本文件的目的是向农业委员会(农委)介绍咸水淡化的技术及其成本,以及在农业中应用,尤其是用于灌溉的环境制约和前景。本文件以2004年4月26-27日粮农组织在罗马主办的一次咸水淡化在农业中的应用专家磋商会的结论和建议为基础1

II.粮农组织关于咸水淡化在农业中应用的专家磋商会

4. 该专家磋商会的目的是了解和分析咸水淡化技术的现状及其相关成本;环境影响和外部效应;在农业中应用的经济可行性;体制财务安排;并对咸水淡化和处理过的废水再用于灌溉之间进行成本/效益比较。

5. 来自采用咸水淡化技术的地区,主要是美利坚合众国、北非、西班牙和近东海湾国家的五名外部专家参加了磋商会。

6. 兹将专家磋商的结果和关于五个主题方面建议的概要报告如下。

最新咸水淡化技术及成本

7. 最广泛使用的咸水淡化技术是热蒸馏—处理大量的水(55 000M3/天)—和薄膜技术,即倒极式电透析逆渗透法。利用薄膜技术的处理能力可以根据需要的使用量降级(一般认为大型厂超过5 000M3/天,中型厂为500至5 000M3/天,小型厂最多为500M3/天的能力)。

8. 热蒸馏将咸水变为蒸气,然后凝结,形成淡水。在倒极式电透析过程中,通过采用电负载的手段将盐与水分离。最后,逆渗透法需要对进水施加压力,通过一个半渗透的薄膜吸附水中的大多数盐,进水的含盐量越高,需要的压力也越大。薄膜技术用于含盐量低于10g/公升的咸水,逆渗透法和热蒸馏用于含盐量超过30g/公升的海水。

9. 各种技术的成本取决于海水或咸水的含盐量。其成本在以下范围内:

10. 尽管目前的趋势表明大型厂的热蒸馏成本因规模经济而下降,但由于开发新的技术、竞争以及规模经济,逆渗透法的成本下降速度更快。专家建议在选择最适宜的技术以前必须仔细研究和评价每一种具体情况。

与咸水淡化技术有关的环境影响和外部效应

11. 咸水淡化对环境既有积极又有消极影响。主要的直接积极影响是水的供应量增加。间接的积极环境影响是与咸水相比,通过用淡化的水灌溉而减少土壤盐渍化。消极环境影响可能来自于以下方面:咸水和咸水淡化所产生的剩余物的处置;用于防垢和防腐蚀的化学添加剂;对景观的直观影响;噪音;因能源消耗而产生的温室气体排放等等。此外,沿海地区和内陆地区的咸水处置有不同的影响,后者更为复杂,但沿海直接排放会对海洋生态产生影响。

12. 尽管联合国环境规划署的少数准则中有减少影响的技术和管理备选方案,但急需有关这些技术的标准和全面环境影响评估以及生命周期分析。需要持续监测废水和关于咸水处置的研究,并需要在评估中说明因能源消耗而引起温室气体排放的间接影响。环境影响评估仍然有待纳入已经采取该技术的国家的管理政策。

咸水淡化用于农业的经济及环境可行性

13. 大多数作物尚无法承担淡化水的费用;只有高价值作物才可能承担这方面的费用,当资金成本得到补贴时尤其如此。由于咸水比海水含盐量低,在有咸水时,最好将咸水淡化而不是海水淡化用于农业生产。此外,最好在接近使用地点修建淡化设施,以便尽量减少输送成本。然而,就运营和维持而言,中小型咸水淡化厂没有大型厂那样经济有效。

14. 咸水淡化计划应与水资源管理相结合,利用最佳水管理规范(冲洗需要量、更好的灌溉方法),并选择适当的耐盐作物。对处理设施最适当的规模和地点应进行研究,较小的处理厂需要更好的运营管理(处理厂自动运营;农民关于运营过程的知识;操作人员的培训)。

公共/私营伙伴关系

15. 关于政府与私营部门在咸水淡化方面的伙伴关系有各种财政安排。在私营部门参与和投资方面已经取得进展,在大多数情况下由政府保证饮用水的淡化。合同模式正在从“建设—拥有—运营”向“建设—运营—移交”以及其它方式转变。然而,在将这些模式纳入现有政策框架时出现了体制问题。专家建议“设计—建设—运营”作为新的合同模式,这种模式具有许多优点,尤其是减轻资金负担、向私营部门移交建设和运营风险以及吸引技术革新。

农业中废水处理与咸水淡化之间的比较

16. 废水处理与咸水淡化都是农业和其它用途的潜在水源,第三废水处理和咸水淡化的处理技术具有共性。一般而言,废水再用于农业的成本低于经过淡化处理的水。然而,处理过的废水再利用在公众认知和潜在健康及环境风险方面也有问题。因此,应制定计划,向公众介绍处理过的废水再利用的好处。

17. 将废水处理厂与咸水淡化厂相结合的混合解决办法在城市和城郊农业中可能占有一席之地。然而,对废水处理厂的出水质量和相关的污水监督制定标准十分重要。

18. 尽管世界卫生组织和粮农组织为处理过的废水再利用制定了保健方面的准则,但由于世界各国关于处理的成本/效益估价具有不同的规模而未系统的实施,因此未制定共同的标准。鉴于上述原因,应适当考虑废水再利用和咸水淡化的问题和效益这两方面。

结 论

19. 专家组得出的结论是:

III.对粮农组织的可能影响

20. 专家磋商会提高了人们对咸水淡化在农业中作用的认识,并有助于更新有关该主题的信息。为了在这方面提供援助,粮农组织建议:


1 专家磋商会的结果(一份含有主要结论和建议的技术概要)和专家论文将在2005年第一季度出版。同时,已于2004年6月在粮农组织土地与水电子期刊第57号上登载关于专家磋商会的说明(Land-and-Water-L@mailserver.fao.org)。