饮用水

一个CONICET团队在材料科学与技术研究所（INTEMA, CONICET-UNMdP），位于马德普拉塔，正在开发一种家用设备，能够从饮用水中去除微塑料和纳米塑料。 该项目由研究员Carla di Luca领导，获得了2025年法阿创新奖高级类别的认可。 微塑料的问题 饮用水中微塑料和纳米塑料的存在引起了全球日益增长的关注，因为这些颗粒可能进入生物体并在组织中积累，具有潜在的长期不利影响。 目前的水净化系统并未专门设计用于消除这些颗粒，这提出了技术和卫生挑战。 设备如何运作 该系统结合了两个阶段： 通过UVC光解激活：高能光化学地改变塑料表面，使其更容易与其他材料结合。 通过吸附捕获：激活的塑料被由本地工业废料开发的低成本多孔材料捕获。 这种方法旨在提高纳米塑料的去除效率，能耗低于完全氧化，且由于使用了增值废料，成本降低。 当前系统的局限性 活性炭过滤器（GAC）：能保留大于孔径的颗粒，但不能去除纳米塑料。 膜技术（超滤和反渗透）：效果显著，但成本高，能耗高，并去除必要的矿物质。 完全氧化过程：实验室中有效，但由于高能耗和试剂消耗，实际应用不太可行。 开发状态 目前，该项目处于实验室研究和验证阶段，评估： UVC光解作为表面激活的有效性。 通过低成本功能化材料进行选择性捕获。 下一步包括设计和建造一个家用原型，以评估系统在实际条件下的性能。如果结果令人鼓舞，将推进技术转让给水处理行业的公司。 预期影响 该设备旨在成为一种创新、高效且可负担的解决方案，以减少供水系统中微塑料和纳米塑料的存在。 其开发代表了在公共健康保护和将工业废料作为技术投入方面的战略性进步。

Chubut省的Camarones镇面临着一个持续数十年且从未解决的水危机。供水在计划性停水的制度下运行，这迫使居民围绕不规律的时间安排他们的日常生活。 随着鳕鱼勘探的开始，情况变得更加严重，这增加了工业需求并引发了社会和政治紧张。 一个被时间表分裂的小镇 获取水不是一个有保障的权利，而是日常生存的练习。供水分为两个班次：镇的一半在早上接水，另一半在下午接水，每次四小时的时间段很少能得到遵守。 大家庭和弱势群体更受不规律性的影响。 Islas Blancas社区依赖市政水罐车每周提供1,000至2,000升水，尽管这种运输不适合人类饮用。 资源较多的群体可以购买矿泉水或支付额外的送水服务，从而加深了社会差距。 渔业的压力 渔业活动是该地区淡水的最大消费者。随着鳕鱼勘探的进行，居民担心资源将优先用于加工厂。 2022年，港口和工厂的综合用水量相当于从当地含水层抽取量的一半。 居民指责缺乏对大消费者的控制。 市政区内的一家工厂因其不当处理的废水而引发不满。 卫生风险和数据不透明 水的可饮用性是最关键的诉求之一。系统依赖于两个含水层： La Lochiel，被怀疑含有高水平的砷。 Paso de Piedras，有高盐度的迹象。 尽管根据公共信息获取法I-156提出了正式请求，市政府拒绝公布水质分析结果。居民怀疑水不可饮用，并要求透明度。 管理不善和缺乏参与 水危机也是一个管理危机。问题包括： 管道网络老化，损失严重。 由于气候变化，含水层补给不足。 缺乏负责任的消费政策。 居民批评市政府没有树立榜样：没有收集雨水，也没有在绿地使用滴灌。 市民的诉求 一群自发组织的居民向市政府提交了一份正式信函，要求： 水质透明。 对工业用水的有效控制。 建立一个参与委员会来决定资源的使用。 Camarones的水危机暴露了家庭消费与工业消费之间的紧张关系，以及缺乏明确政策来保障基本权利。居民的诉求旨在打破惯性，建立一个确保所有人都有安全和充足用水的参与性管理。

研究人员来自蒙纳士大学和印度理工学院孟买分校，他们开发了一种名为SunSpring的原型机，该设备能够仅利用太阳能蒸馏海水，并避免了蒸发系统中盐分积累的经典问题。 这一进展为没有电网接入和饮用水短缺的社区提供了一个有前景的解决方案。 工作原理 该设备结合了浮动多孔膜和微小的花状碳结构。这些纳米结构捕获太阳辐射并将其转化为局部热量，正好位于咸水与空气的界面。 局部蒸发：不加热整个水体，仅加热活跃表面。 透明外壳：将蒸发区与冷凝室分开，减少损失并改善控制。 盐分管理：水的自然循环将盐分返回海洋，而不是积累在膜上。 在实验室条件下，该系统每天能够生产18升饮用水，无需泵、复杂的过滤器或活动部件。 全球背景 这一发展回应了一项紧迫需求：近30% 的世界人口生活在高水压、经济限制和高太阳辐射的地区。这些条件使得分散式太阳能海水淡化成为一种可行的替代方案，相较于依赖稳定电力基础设施的大规模昂贵项目。 在南亚、北非和拉丁美洲的沿海地区，SunSpring可能成为孤立社区、农村卫生中心或临时营地的关键工具。 应用潜力 团队正在开发更大版本并进行现场测试，以评估其在实际条件下的表现：灰尘、风、温度骤变和含杂质的水。此外，还在探索混合应用： 生存农业：使用淡化水的灌溉系统。 饮用水站：在迁徙路线或岛屿社区中。 能源整合：与热储存或常规太阳能电池板结合，以便在低辐射时段运行。 去中心化模型 SunSpring的价值不仅在于其生产的水量，还在于其提出的逻辑：去中心化水资源获取，就像光伏太阳能去中心化电力生产一样。这是一种模型，小型社区使用简单、可修复和可适应的技术管理自己的水资源。 SunSpring不是一个神奇的解决方案，但它确实是应对一个更加干旱和不平等的星球的多种答案中的关键组成部分。其设计利用太阳光来完成一个基本功能：蒸发、冷凝并将水返回生命，为仍然缺乏安全饮用水的人们带来希望。

乌拉圭的饮用水当局在该国经历降水量低于平均水平的夏季时，推动了一项雄心勃勃的水利基础设施项目。 该计划旨在确保到2045年为70%的人口提供供应。 "直到2022-2023年，我们都认为我们会有饮用水，现在我认为我们明白，如果不努力和保护这个资源，它就不会永远存在，" Pablo Ferreri，国家卫生工程公司（OSE）的主席解释道。 该倡议是在该南美国家历史上最严重的水危机之后出现的，当时一场长期干旱几乎耗尽了为蒙得维的亚及其大都市区供水的淡水储备。 为乌拉圭提供饮用水的最大投资计划 "乌拉圭在饮用水基础设施方面存在滞后，" Ferreri 承认。总统Yamandú Orsi的任务是建设必要的工程，以确保大都市区和黄金海岸的供水。 "在这个时期，OSE从未有过如此大的投资计划，" 该官员强调。仅Casupá水坝就需要1.3亿美元的投资。 满足2045年需求的基础设施 该项目包括一系列将改造供水系统的战略工程： Casupá水坝：储存能力为1.18亿立方米 在Aguas Corrientes的新饮用水厂：每日生产20万立方米 新的抽水管线：为蒙得维的亚东部和卡内洛内斯提供服务 在Solís Chico溪的新工厂和水坝：为黄金海岸提供供水 新工厂将加入目前Aguas Corrientes生产的65万立方米。 "这将使我们能够满足2045年的需求，预计为每日84万立方米，" Ferreri 确保道。 工程推进期间的预防措施 Casupá水坝的建设将于2029年中期完成，可能需要长达一年时间才能注满水。在此期间，OSE自12月30日起实施了预防措施。 该公司敦促公众"负责任地使用"水。建议包括以合理的方式使用水来清洗车辆，尽量减少游泳池的注水，并适度使用洗衣机和洗碗机。 "目前我们的降雨量显然低于平均水平，但我们并没有处于2022年或2023年的情况，也不接近，" Ferreri 评估道。 一个积极的信号是该国在Paso Severino拥有84%的可用储备。 干旱协议：危机的学习 水危机的主要教训之一是建立水管理协议。 该机制预见了OSE、环境部和乌拉圭气象研究所之间的定期会议。 "与过去不同的是，今天国家有一个干旱协议，" Ferreri 评价道。 该官员不愿详细说明在新的紧急情况下将采取的措施，尽管他承认过去的一些行动是正确的。 在之前的危机期间，Luis Lacalle Pou政府提高了饮用水中氯化物和钠的最大允许值：每升分别为720毫克和440毫克。 基础设施项目代表了乌拉圭在饮用水管理方面的范式转变，工程将保证未来二十年的供应。

水危机是21世纪的重大挑战之一。根据世界经济论坛的数据，全球72%的人口面临水安全问题，其中8%的人处于严重不安全状态。 这意味着数百万人无法获得有保障的饮用水，影响到健康、食品供应和经济发展。在这种情况下，技术创新成为寻找可持续和可获得的解决方案的关键工具。 Water from Air设备 两位大学毕业生，Louisa Graupe和Julika Schwarz，设计了一种名为Water from Air的系统，能够从空气中每天生产六升饮用水。 该设备通过大气水生成（AWG）现象来凝结水。 使用透明PETG进行3D打印制造，机身采用PETG材料，盖子采用立体光刻（SLA）技术。 每天最多可进行12个凝结循环，每两小时获取500毫升水。 所生产的水量足以满足四口之家的需求，每人平均每天1.5升水用于饮用。 技术创新和模块化设计 该系统与其他大气水收集器的不同之处在于： 与现有的大型昂贵设备相比，它便携且经济实惠。 使用金属有机框架和多孔材料，这些材料像微观海绵一样吸引水分子。 具有模块化设计，便于清洁和维修。 3D打印允许快速原型制作和设计灵活性，降低成本和生产时间。 环境和社会影响 该发明旨在应对全球水危机，提供可持续和可获得的替代方案。 在没有饮用水的农村或弱势社区中可能是关键。 减少对污染水源的依赖，避免使用耗能系统。 促进循环经济模式，整合先进材料和高效流程。 有助于实现可持续发展目标（SDG），特别是SDG 6：清洁水和卫生设施。 限制和下一步 尽管原型充满希望，但仍有一些问题需要解决： 确定哪些非3D打印组件需要单独购买。 评估多孔材料在不同气候下保持稳定性能的能力。 扩大生产规模，使设备在大范围内可获得。 整合可再生能源，以增强其在高需求地区的功能。 Water from...