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“海井”和“定水带”的传说
宋代有位叫周密的学者，在他的著作《癸辛杂志》中记述了这样一件传奇故事：在华亭的市场上，有个卖古旧物品的杂货摊，其中摆着个稀罕物件——“如桶而无底，质地非木非竹非金（金：泛指金属）非石，既不知其名，亦不知何用。”此物在摊上摆了多时，无人识得，也无人问津。一日，一位海船老船商逛市场，看到此物，惊喜交加，摆弄不已，并问摊主，要价几何？摊主见他那个样子，知道是个识货者，买了一定有什么用处。于是，他鼓了鼓肚皮，大着胆子说，您给三百缗吧！（缗：古代一千个一文的铜钱用绳穿在一起，叫一贯，也叫一缗。宋代一贯定为七百七十枚铜钱。）不料，那老船商一文未砍，爽快地买下了这件稀罕物。
摊主深感奇怪，不知老船商为何肯出如此高价买去这件多年没人要的东西，便说道：“买卖既已成交，我绝无反悔之意，只是不知此为何物，有何用处，还望客商赐教。”
老船商喜形于色地说：“这是件稀世之宝，名为‘海井’。你们生活在村镇之人，饮水有井水河水，我们长期在海上航行的人，不能携带大河深井呀，船上要储备大量淡水也是件很难办的事。有了这个‘海井’就大大方便了。只要在船上预备个较大的容器，把这个宝贝放在里面，再贮进海水，海水就会变成甘泉。”现在想来，这不正是一个高效、简便的海水淡化装置吗！
大家知道，海水是不能饮用的，喝了海水，不但不解渴，还会中毒，可人们又一日都离不开淡
水呀，这个问题一直困扰着古代的航海者。我国自宋代以来，航海事业迅速发展，到明代发展至高峰。人们对海水淡化的渴望可想而知！无独有偶。清代，又出现了“定水带”的传奇——学者董含在其《莼乡赘笔》中记述了这样一件事：在京城一个旧物杂货市场上，有人出售一个高三尺许，宽二寸多的古铁物件，它中间虚空，两面有类似鼓钉的凸起，外表锈蚀已看不大清楚。摊主想换数十文钱，但一直无人问津。一天，高丽国的使者闲逛，发现了此物，在一旁不动声色地观看了好长时间，问卖多少钱？摊主说：“五十金。”高丽使者如数给了，并命一随从背着那物件急忙先走了。在一旁观看的人问这物件叫何名，高丽使者说：“这是昔日大禹治水使用的‘定水带’。它除了有定水的功能外，还能将苦咸的海水过滤成甘泉，是个至宝啊！”有好事者跟随至高丽馆舍进行试验。使者命人“贮苦水数斛，搅之以盐，投以带，沸作鱼眼”，不一会儿，水就变得甘洌无比了，在场的人无不惊叹。
“海井”和“定水带”都是中国古代的传说，但表达了古人对淡化海水的迫切需求及其工作原理的古朴想象。
百年前伊丽莎白女王的悬赏
航海者渴望淡化海水是个世界性的话题。
16世纪时，随着大英帝国海外扩张的加剧，英国女王曾颁布过一道命令：对发明廉价淡化海水方法者给予一万英镑的奖金。当时的一万英镑可不是一笔小数目，大约折合今天的人民币700多万元。有趣的是，四百年以来竟没有哪位科学家夺得这笔奖金，据说，至今英国政府宣布女王当年的悬赏仍然有效，可见廉价淡化海水的课题之难、需求之迫切。
地球上淡水之缺现状
首先，水是一种无可替代的资源。
大家知道，石油是一种可贵的能源，随着各国的长期开采，储量是越来越少了。但它可以用别的能源替代，如太阳能、风能、潮汐能、页岩气、酒精等。唯有水，尤其是淡水，世界上没有任何一种东西可以替代它。同学们可以想一想，除了水，喝什么能解渴？有的人可能会说：“夏天喝冰镇饮料能解渴。”哈哈，这正是因为饮料当中含有大量的水呀！
淡水的无可替代性，确定了它的稀缺性。很多地方立有这样的公益广告牌：水——生命之源。节约用水，保护水资源。否则，世界上最后一滴水将是人的眼泪！这可不是故弄玄虚吓唬人。因为地球上淡水资源实在缺乏！
同学们都知道，地球是个大水球，可97%是不能直接饮用的海水，陆地上的淡水资源只占地球水体总量的2.53%，而且大部分被封存在南极和格陵兰的固体冰川内。全球真正可有效利用的淡水资源不足1%。目前，在全世界196个国家和地区中，有100多个国家缺水。其中，被列为严重缺水的有马耳他、科威特、利比亚、新加坡、沙特阿拉伯、以色列、埃及、肯尼亚、中国等28个国家，不少国家出现水荒。例如马耳他，年人均可用水量只有82立方米，其缺水程度位居世界之首。从人口上讲，目前全世界有15亿人缺少饮用水。这个数字到2050年有可能达到20亿之多。
海水淡化技术发展
随着世界经济和人口的发展，各国对淡水的需求缺口越来越大。为解决淡水问题，各国想尽了办法，如跨流域调水、节约用水、污水净化再利用等。然而这只是水资源的时空位移，并不能增加淡水资源的总量。于是，人们再次将目光投向汪洋大海，希冀将那取之不尽的苦涩海水变成可以饮用和使用的淡水。
经过多年的努力，科学家们发明了多种淡化海水的方法，如蒸馏法、薄膜反渗透法、离子交换法、电渗析法、压渗法、水合物法、溶剂萃取法等。目前用得最广的是蒸馏法和薄膜法，全球日产淡化水在2 800万吨左右。其中淡化海水较多的是以色列、沙特阿拉伯等中东地区的国家，已占其淡水供应总量的80%以上。
中国人的海水淡化之路
在我国，由于水资源短缺、生态退化、水污染加剧等原因，目前已有100多个城市严重缺水。国家领导人多年前就指出：“海水淡化这条路非走不可。要把这一问题作为战略问题来抓。”目前，我国已有天津、青岛、辽宁和浙江沿海的一些岛屿开展了海水淡化工作，其中天津市走在了前面——起步早，技术先进，规模也大。
1990年，天津海洋研究所研制成功了一种耗能少、造水能力强、吨水成本低的“低温压汽海水淡化装置”。这种装置，以一台千吨级的计算，吨水成本约2.5～3元人民币，比当时国际脱盐学会公布的吨水成本数字还要低些，具有实际应用推广价值：此后，天津工业大学开发出了具有自主知识产权的中空纤维膜进行水预处理技术，研制出了我国第一套实用性连续微滤装置，在填补了国内空白的同时，成为国际上少数可生产该设备的单位之一。该项技术可取代传统工艺作为反渗透系统过滤，应用于地表水、地下水和中水回用的净化处理以及海水淡化的预处理，具有广阔的市场前景。 多年来，天津市一直致力于海水淡化和海水利用的研究，到2013年底，已有5个海水淡化项目，日产量达到31.6万吨。据不完全统计，天津已累计供应淡化海水600多万吨。淡化海水已经成为城镇居民生产生活及船舶、海上平台作业等诸多方面的重要水源。在建的天津开发区南港海水淡化与工业制盐一体化项目投产后，将实现海水淡化日产量60万吨。
另外，2002年6月，国家海洋局海水淡化与综合利用研究所和有关方面合作，在青岛启动了我国第一个自主知识产权的海水淡化示范基地工程。该示范工程为“十五”国家重大科技攻关课题，名曰“3000吨/日低温多效海水淡化示范工程”。该工程的启动，对缓解我国沿海地区淡水资源短缺危机，起到了极大的示范和推动作用。
苦咸水淡化
海水淡化实际上还包括沿海地区地下苦咸水的淡化。调查显示，沿海地下苦咸水是我国第二潜在水源，仅华北地区就蕴含有58亿立方米的浅层苦咸水。长期饮用这种水，可导致人、畜骨质疏松、牙齿黑斑，严重的还可引发癌症。天津海水淡化与综合利用研究所应用纳滤技术，将含盐量为15 000毫克/升的浅层苦咸水淡化为含盐量小于300毫克/升的可直接饮用水，每吨水的运行成本还不到3元钱。这项技术，使天津市不少居民摆脱了长期饮用苦咸水的处境。另外，2001年4月河北省黄骅市还建成了日产淡水1.8万吨的苦咸水淡化工程。该工程采用复合反渗透膜核心技术，单膜脱盐率在99.2%以上，达到了国际先进水平。
开采浅层苦咸水的收益不只是得到了淡水，它也是一项改善生态环境的举措。首先，它不破坏地壳（抽取中深层地下淡水，往往造成地面沉降）：第二，可将浅层苦咸水的储存区域让位于降水，长期的良性循环可减少土壤的盐分。土壤和水质的改善，有利于农作物的生产。
海水淡化前景美妙
有关专家指出，21世纪是“海洋的世纪”，各国都要在海洋方面大做文章，其中海水淡化是个重头戏。目前，海水淡化作为一项高新技术的产业，正在得到各国的重视，美国华尔街的专业人士甚至预言，继IT股和生物股之后，海水淡化公司的股票将成为炙手可热的新兴成长股。由此可见海水淡化的重要和美妙前景。
据说一家外国公司已经开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置，其外表就是一个不锈钢制多孔圆筒，里面管道层次间有纳米级空隙。使用时，把结晶过的海水放进不锈钢圆筒中，施加一定压强，盐粒就会被过滤挡在管外，其余受压而浸入管内的水便是淡水。这个圆筒形装置不就是传说中的“海井”吗？
宋代有位叫周密的学者，在他的著作《癸辛杂志》中记述了这样一件传奇故事：在华亭的市场上，有个卖古旧物品的杂货摊，其中摆着个稀罕物件——“如桶而无底，质地非木非竹非金（金：泛指金属）非石，既不知其名，亦不知何用。”此物在摊上摆了多时，无人识得，也无人问津。一日，一位海船老船商逛市场，看到此物，惊喜交加，摆弄不已，并问摊主，要价几何？摊主见他那个样子，知道是个识货者，买了一定有什么用处。于是，他鼓了鼓肚皮，大着胆子说，您给三百缗吧！（缗：古代一千个一文的铜钱用绳穿在一起，叫一贯，也叫一缗。宋代一贯定为七百七十枚铜钱。）不料，那老船商一文未砍，爽快地买下了这件稀罕物。
摊主深感奇怪，不知老船商为何肯出如此高价买去这件多年没人要的东西，便说道：“买卖既已成交，我绝无反悔之意，只是不知此为何物，有何用处，还望客商赐教。”
老船商喜形于色地说：“这是件稀世之宝，名为‘海井’。你们生活在村镇之人，饮水有井水河水，我们长期在海上航行的人，不能携带大河深井呀，船上要储备大量淡水也是件很难办的事。有了这个‘海井’就大大方便了。只要在船上预备个较大的容器，把这个宝贝放在里面，再贮进海水，海水就会变成甘泉。”现在想来，这不正是一个高效、简便的海水淡化装置吗！
大家知道，海水是不能饮用的，喝了海水，不但不解渴，还会中毒，可人们又一日都离不开淡
水呀，这个问题一直困扰着古代的航海者。我国自宋代以来，航海事业迅速发展，到明代发展至高峰。人们对海水淡化的渴望可想而知！无独有偶。清代，又出现了“定水带”的传奇——学者董含在其《莼乡赘笔》中记述了这样一件事：在京城一个旧物杂货市场上，有人出售一个高三尺许，宽二寸多的古铁物件，它中间虚空，两面有类似鼓钉的凸起，外表锈蚀已看不大清楚。摊主想换数十文钱，但一直无人问津。一天，高丽国的使者闲逛，发现了此物，在一旁不动声色地观看了好长时间，问卖多少钱？摊主说：“五十金。”高丽使者如数给了，并命一随从背着那物件急忙先走了。在一旁观看的人问这物件叫何名，高丽使者说：“这是昔日大禹治水使用的‘定水带’。它除了有定水的功能外，还能将苦咸的海水过滤成甘泉，是个至宝啊！”有好事者跟随至高丽馆舍进行试验。使者命人“贮苦水数斛，搅之以盐，投以带，沸作鱼眼”，不一会儿，水就变得甘洌无比了，在场的人无不惊叹。
“海井”和“定水带”都是中国古代的传说，但表达了古人对淡化海水的迫切需求及其工作原理的古朴想象。
百年前伊丽莎白女王的悬赏
航海者渴望淡化海水是个世界性的话题。
16世纪时，随着大英帝国海外扩张的加剧，英国女王曾颁布过一道命令：对发明廉价淡化海水方法者给予一万英镑的奖金。当时的一万英镑可不是一笔小数目，大约折合今天的人民币700多万元。有趣的是，四百年以来竟没有哪位科学家夺得这笔奖金，据说，至今英国政府宣布女王当年的悬赏仍然有效，可见廉价淡化海水的课题之难、需求之迫切。
地球上淡水之缺现状
首先，水是一种无可替代的资源。
大家知道，石油是一种可贵的能源，随着各国的长期开采，储量是越来越少了。但它可以用别的能源替代，如太阳能、风能、潮汐能、页岩气、酒精等。唯有水，尤其是淡水，世界上没有任何一种东西可以替代它。同学们可以想一想，除了水，喝什么能解渴？有的人可能会说：“夏天喝冰镇饮料能解渴。”哈哈，这正是因为饮料当中含有大量的水呀！
淡水的无可替代性，确定了它的稀缺性。很多地方立有这样的公益广告牌：水——生命之源。节约用水，保护水资源。否则，世界上最后一滴水将是人的眼泪！这可不是故弄玄虚吓唬人。因为地球上淡水资源实在缺乏！
同学们都知道，地球是个大水球，可97%是不能直接饮用的海水，陆地上的淡水资源只占地球水体总量的2.53%，而且大部分被封存在南极和格陵兰的固体冰川内。全球真正可有效利用的淡水资源不足1%。目前，在全世界196个国家和地区中，有100多个国家缺水。其中，被列为严重缺水的有马耳他、科威特、利比亚、新加坡、沙特阿拉伯、以色列、埃及、肯尼亚、中国等28个国家，不少国家出现水荒。例如马耳他，年人均可用水量只有82立方米，其缺水程度位居世界之首。从人口上讲，目前全世界有15亿人缺少饮用水。这个数字到2050年有可能达到20亿之多。
海水淡化技术发展
随着世界经济和人口的发展，各国对淡水的需求缺口越来越大。为解决淡水问题，各国想尽了办法，如跨流域调水、节约用水、污水净化再利用等。然而这只是水资源的时空位移，并不能增加淡水资源的总量。于是，人们再次将目光投向汪洋大海，希冀将那取之不尽的苦涩海水变成可以饮用和使用的淡水。
经过多年的努力，科学家们发明了多种淡化海水的方法，如蒸馏法、薄膜反渗透法、离子交换法、电渗析法、压渗法、水合物法、溶剂萃取法等。目前用得最广的是蒸馏法和薄膜法，全球日产淡化水在2 800万吨左右。其中淡化海水较多的是以色列、沙特阿拉伯等中东地区的国家，已占其淡水供应总量的80%以上。
中国人的海水淡化之路
在我国，由于水资源短缺、生态退化、水污染加剧等原因，目前已有100多个城市严重缺水。国家领导人多年前就指出：“海水淡化这条路非走不可。要把这一问题作为战略问题来抓。”目前，我国已有天津、青岛、辽宁和浙江沿海的一些岛屿开展了海水淡化工作，其中天津市走在了前面——起步早，技术先进，规模也大。
1990年，天津海洋研究所研制成功了一种耗能少、造水能力强、吨水成本低的“低温压汽海水淡化装置”。这种装置，以一台千吨级的计算，吨水成本约2.5～3元人民币，比当时国际脱盐学会公布的吨水成本数字还要低些，具有实际应用推广价值：此后，天津工业大学开发出了具有自主知识产权的中空纤维膜进行水预处理技术，研制出了我国第一套实用性连续微滤装置，在填补了国内空白的同时，成为国际上少数可生产该设备的单位之一。该项技术可取代传统工艺作为反渗透系统过滤，应用于地表水、地下水和中水回用的净化处理以及海水淡化的预处理，具有广阔的市场前景。 多年来，天津市一直致力于海水淡化和海水利用的研究，到2013年底，已有5个海水淡化项目，日产量达到31.6万吨。据不完全统计，天津已累计供应淡化海水600多万吨。淡化海水已经成为城镇居民生产生活及船舶、海上平台作业等诸多方面的重要水源。在建的天津开发区南港海水淡化与工业制盐一体化项目投产后，将实现海水淡化日产量60万吨。
另外，2002年6月，国家海洋局海水淡化与综合利用研究所和有关方面合作，在青岛启动了我国第一个自主知识产权的海水淡化示范基地工程。该示范工程为“十五”国家重大科技攻关课题，名曰“3000吨/日低温多效海水淡化示范工程”。该工程的启动，对缓解我国沿海地区淡水资源短缺危机，起到了极大的示范和推动作用。
苦咸水淡化
海水淡化实际上还包括沿海地区地下苦咸水的淡化。调查显示，沿海地下苦咸水是我国第二潜在水源，仅华北地区就蕴含有58亿立方米的浅层苦咸水。长期饮用这种水，可导致人、畜骨质疏松、牙齿黑斑，严重的还可引发癌症。天津海水淡化与综合利用研究所应用纳滤技术，将含盐量为15 000毫克/升的浅层苦咸水淡化为含盐量小于300毫克/升的可直接饮用水，每吨水的运行成本还不到3元钱。这项技术，使天津市不少居民摆脱了长期饮用苦咸水的处境。另外，2001年4月河北省黄骅市还建成了日产淡水1.8万吨的苦咸水淡化工程。该工程采用复合反渗透膜核心技术，单膜脱盐率在99.2%以上，达到了国际先进水平。
开采浅层苦咸水的收益不只是得到了淡水，它也是一项改善生态环境的举措。首先，它不破坏地壳（抽取中深层地下淡水，往往造成地面沉降）：第二，可将浅层苦咸水的储存区域让位于降水，长期的良性循环可减少土壤的盐分。土壤和水质的改善，有利于农作物的生产。
海水淡化前景美妙
有关专家指出，21世纪是“海洋的世纪”，各国都要在海洋方面大做文章，其中海水淡化是个重头戏。目前，海水淡化作为一项高新技术的产业，正在得到各国的重视，美国华尔街的专业人士甚至预言，继IT股和生物股之后，海水淡化公司的股票将成为炙手可热的新兴成长股。由此可见海水淡化的重要和美妙前景。
据说一家外国公司已经开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置，其外表就是一个不锈钢制多孔圆筒，里面管道层次间有纳米级空隙。使用时，把结晶过的海水放进不锈钢圆筒中，施加一定压强，盐粒就会被过滤挡在管外，其余受压而浸入管内的水便是淡水。这个圆筒形装置不就是传说中的“海井”吗？