想像不到的海水淡化鹵水再利用:養魚、種菜、還能做吸碳水泥 | 直擊阿聯氣候新時代
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想像不到的海水淡化鹵水再利用:養魚、種菜、還能做吸碳水泥

缺水的解答在這裡

2023年11月23日
環境資訊中心記者 陳昭宏 杜拜、阿布達比報導

國際生物鹽鹼農業中心(ICBA)偌大的園區內,熱情的媒體主管阿布杜馬特里.貝格莫羅托夫(Abdumutalib Begmuratov)開著高爾夫球車,載我們到他引以為傲的實驗農場,這裡將海水淡化後的鹵水再利用,正式名稱叫「農業及水產養殖整合系統」(Integrated agri-aquaculture systems,IAAS),或你可以稱他為沙漠版的「魚菜共生」。


ICBA利用淡化水灌溉小黃瓜及番茄。攝影:許震唐

揭開杜拜沙漠版「魚菜共生」

在阿聯,海水是鹹的,地下水也「鹹」到不能取用,農耕和生活用水都是極大的挑戰。提取淡水後,高濃度的含鹽廢水「鹵水」更是一大問題——阿拉伯半島約有15%的農民安裝小型逆滲透系統,簡易的淡化地下水用來灌溉,不過若處理不當,鹵水流入土壤,將會降低地力。一般而言,農民會設置廢水處理系統。缺點是價格高昂、效率有限。

實驗農場另一端的白色機房,就是貝格莫羅托夫口中的IAAS系統,它不只能把鹽水變成淡水,用來灌溉溫室裡的番茄及小黃瓜;淡化後的鹵水也能直接注入實驗農場裡的三個水池——用來養魚。

工作人員向水池撒了一把飼料,池裡養的金斑口孵非鯽(學名:Oreochromis spilurus)跟吳郭魚是近親,幾十隻魚興奮搶食、濺起大水花。


中東、北非國家農民長期利用海淡水耕種,近年開始測試利用剩餘的含鹽鹵水養魚、種植鹽生植物。攝影:陳昭宏

養魚的廢水還可以再利用。水池旁有另一個小水池,蒐集魚池內的各種有機物,成為富含營養的濃鹽水。這些鹽水會導入一旁種植鹽角草(Salicornia)的育苗箱,鹽角草是一種鹽生植物,鹽水是它們的最愛;再栽培一陣子,鹽角草就可以移植到含鹽的沼澤地。鹽角草不只能吃,還能作為生質燃料,也是ICBA近年的研究重點。

沙漠中的「魚菜共生」系統增加了用水效率,而鹽生植物則減少了沙漠灌溉對水的依賴,這套農業模式近年已在中東、北非等乾燥地區上路測試。


鹵水養魚後充滿鹽份及養分,被用來培養鹽角草幼苗。攝影:許震唐

海淡廢水也能做水泥

除了養魚,在阿布達比的某間大學實驗室裡,另一群人也在思索如何賦予鹵水新生命。

我們眼前兩塊不同顏色的水泥磚,一塊是含有沙漠砂土的水泥,阿聯常見的棕黃色屋舍就是出自於此,另一塊較為灰白,則是鹵水水泥。

紐約大學阿布達比分校土木與城市工程學系助理教授科莫.契立克(Kemal Celik)向我們介紹,灰白色是因為裡面注入了鹵水萃取物,而這塊水泥,既能解決鹵水問題,又能吸碳。


阿聯水泥會就地取材,摻入來自沙漠的沙,使水泥呈現棕黃色。左邊是阿聯的一般水泥,右邊則是鹵水水泥。攝影:李蘇竣

阿聯海淡水產量約佔世界總量14%,契立克說,中東、北非地區都同樣面臨著鹵水問題,他們的目標是走出阿聯,把鹵水水泥推廣到全球。「我們生活在一個非常美麗,但也十分脆弱的星球上,我們期盼能為下一代好好保護它」,「這是所有科學家的夢想。」

靈感來自珊瑚堅硬的外骨骼

鹵水水泥的靈感來自海中珊瑚礁——珊瑚蟲從海水中吸收鈣離子,然後與二氧化碳作用,生成碳酸鈣,成為珊瑚堅硬的外骨骼,鹵水水泥也有類似機制。

契立克的團隊從鹵水中提取氫氧化鎂加入水泥,然後放進高濃度的二氧化碳氣室三天;在這三天,每公噸氫氧化鎂會捉取300公斤的二氧化碳,生成「水合碳酸鎂」,這是一種高密度且強韌的碳酸鹽,能使水泥結構更緊密,至少增加30%強度。

更重要的是,出了高濃度氣室,鹵水水泥還會以較緩慢的速度吸碳,持續變得更堅固。


契立克和他的團隊希望走出阿聯,把這種更永續水泥推廣到同樣有著鹵水問題的乾旱國家,「我們生活在一個非常美麗,但也十分脆弱的星球上。」他說。攝影:許震唐

契立克坦言,鹵水水泥PH值較低,不容易替鋼筋提供保護層、避免金屬氧化鏽蝕,因此目前還無法應用於建築結構。但市面上有大量水泥是用於道路、建築立面或磚塊,且都不需要鋼筋,「我們的目標是攻佔這20%水泥市場」,契立克說。

會吸碳的鹵水水泥,有沒有機會取得碳權?契立克的說法顯得務實,「現在還是很早期的階段,我們還沒討論到減碳額度(carbon credit)的問題。」水泥業佔全球排碳高達7~8%,未來,契立克的研究團隊首重擴充量能,希望儘快將試驗計畫移到海淡廠附近、甚至廠內。

 

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※ 編註:本次專題報導內容由國泰金融控股公司贊助行程旅費,但不干預採訪寫作,確保新聞獨立性。

作者

陳昭宏

探索矇矓中開展的世界、滲透身體的網,與身體和環境結盟,共同行動。