2009年6月7日

飲水思源Let's Go—水資源與水科技

作者/周珊珊、張王冠、黃盟舜、陳建宏(任職工研院能源與環境研究所)

人可以一天不吃東西,卻無法一日不喝水,但是你知道嗎?由於氣候變遷且新興國家的人口大幅增加,水資源不足的問題已日益嚴重。因此,經濟合作暨發展組織(OECD)已將其列為未來最主要的四項環境問題之一。

全球水資源的現況與挑戰

足夠的用水?

根據聯合國糧食及農業組織指出,世界正經歷著水資源危機,預期有限的淡水資源將面臨嚴重不足。1990年已有20個國家面臨水資源短缺,到了1996年,更增加到26個國家,約有2億3000萬人受到影響。聯合國環境規畫署預估,由於全球的暖化現象、全球人口的增長及自然資源的匱乏,且未來將有50%的人口居住在城市裡,再加上工業持續發展與農業汙染所導致地下蓄水層的品質惡化,到2027年的時候,約有三分之一的世界人口將面臨嚴重的水資源枯竭。此趨勢在人口增加造成食物、能源及水資源的需求擴大時,會更形惡化。

雖然地球上大部分的面積都被水所覆蓋,但其中有97.5%是海水,只有2.5%是淡水。而淡水中的68.9%凍結在南北極,29.9%為地下水,0.3%儲存於淡水湖泊及河流,0.9%存在於土壤、沼澤及永久凍土層。實際上,可供人們使用的淡水資源,不到全球總水量的1%。水資源泛指對人類有用或具潛在性有用的水源,由雨水降落後變成河川逕流、入滲到地下水、或蒸發後回到大氣,生活、工業或農業使用後的水,經處理後又回到河川或海洋,而形成水的循環。

以目前矢志成為全球水技術中心(Water Hub)的新加坡而言,由於其傳統水資源多須仰賴馬來西亞,因此積極開發各種新水源,如海水淡化、新生水(NEWater)等。其中新生水為採用生活汙水處理後,進一步經過薄膜程序高級淨化的水。目前新生水的產量占全新加坡用水之15%,預計至2012年將提高到30%。新生水可作為直接的非人體取用水源(direct non-portable use,如工業用水、景觀用水等),或間接的自來水來源(indirect portable use,如補注至水庫與河川等),因此考量新水源的綜合運用後,更具永續發展的水循環生態系統,應如圖一所示。

乾淨的水質?

目前全球水資源管理面臨嚴重問題,全世界有11億人(大部分在亞洲)無法享有安全飲用水,26 億人不能享有基本的生活汙水衛生處理設施。就新興國家而言,主要問題來自於工業發展與人口集中過於迅速,以致於汙水處理等公共設施來不及興建。

近年來,中國大陸較受矚目的無錫太湖汙染事件,即因為工業廢水與生活汙水大量排入,又未能妥善控制,因而造成藻類大量繁殖而呈現觸目驚心的綠色「藻華」現象,對以太湖為飲用水源的200萬人,產生了嚴重的影響。諸如此類的水體汙染事件,在新興國家中最近幾年來時有所聞。

另一方面,在已開發國家中,為了追求更優質的生活,因而逐漸重視一些水中的「新興汙染物」(emerging contaminants)。其實新興汙染物並非指新類別的化合物,而是長期存在的非急毒性微量化學物質。過去這些汙染物因其劑量、毒理研究等資料有限,而未受到法規的規範,部分化學物質仍於日常生活用品中大量使用,或已流布到環境介質中。隨著醫學研究發現與分析技術發展,影響人體健康的物質已被證實,在一些國際公約(如斯德哥爾摩公約)中已逐一禁用,部分國家亦立法管制。【更詳細的內容,請參閱第474期科學月刊】

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