避免大旱灾的4种方法
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0:01 - 0:05我们爷爷那一代人,
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0:05 - 0:07修建了伟大的运河和水库系统,
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0:07 - 0:11让人们可以在缺水的地方正常生活。
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0:11 - 0:13比如在大萧条时代,
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0:13 - 0:15他们修建了胡佛水坝,
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0:15 - 0:17拦下的水形成了米德湖,
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0:17 - 0:21为几个位于干旱地区的城市,
比如拉斯维加斯、凤凰城 -
0:21 - 0:23和洛杉矶供水,
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0:23 - 0:25让那里的市民有水可用。
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0:26 - 0:30在二十世纪,我们花费了数万亿美元,
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0:30 - 0:33为我们的城市修建供水系统。
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0:33 - 0:37对经济发展而言,这是笔不错的投资。
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0:37 - 0:40但在过去几十年间,我们看到
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0:40 - 0:46气候变化、人口增长
和水资源争夺带来的后果, -
0:46 - 0:50已经威胁到我们赖以生存的水资源。
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0:50 - 0:54这张图表显示的是米德湖的水位
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0:54 - 0:56在过去15年的变化情况。
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0:56 - 0:58差不多从2000年开始,
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0:58 - 1:00水位开始下降。
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1:00 - 1:02下降的速度如此之快,
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1:02 - 1:06很快,为拉斯维加斯
供水的管道将抽不到水。 -
1:07 - 1:09拉斯维加斯很担心这一点
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1:09 - 1:13他们最近铺设了一条新的抽水管道,
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1:13 - 1:16称之为“第三吸管”,
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1:16 - 1:18从湖的更深处抽水。
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1:19 - 1:23向现代都市供水的难题
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1:23 - 1:26不仅仅发生在美国西南部。
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1:26 - 1:312007年,澳大利亚第三大城市,布里斯班,
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1:31 - 1:34整整6个月无水可用。
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1:34 - 1:38同样的情况也在巴西圣保罗上演,
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1:38 - 1:40圣市最主要的水库
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1:40 - 1:43在2010年还几乎全满,
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1:43 - 1:45如今已几乎见底,
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1:45 - 1:49而他们还将举办2016夏季奥运会。
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1:50 - 1:53我们足够幸运,
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1:53 - 1:55能够生活在世界上最伟大的城市之一,
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1:55 - 1:59我们从未真正经历过大旱灾。
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1:59 - 2:03我们会抱怨洗澡的水不够大。
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2:03 - 2:07我们也经常不洗车,不浇草坪。
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2:07 - 2:11但我们从未经历过拧开水龙头,
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2:11 - 2:12却无水可用的状况。
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2:13 - 2:16因为在过去,如果发生这样的事情,
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2:16 - 2:19我们总是能把水库修得更大些,
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2:19 - 2:21或者多挖几口水井。
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2:22 - 2:26但如果所有的水资源都枯竭了,
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2:26 - 2:29那这种曾经屡试不爽的老办法
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2:29 - 2:32可能就不适用了。
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2:32 - 2:36有些人觉得,要解决城市用水问题,
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2:36 - 2:38从临近的农村取水就好了。
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2:38 - 2:45但这种方法充满了
政治、法律和社会风险。 -
2:45 - 2:48即便我们能从农村取水,
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2:48 - 2:51那也不过是将问题转嫁到了别人头上,
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2:51 - 2:53而且很有可能,它会反噬到我们身上
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2:53 - 2:55要么会抬高食品价格,
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2:55 - 2:59要么会破坏水生生态系统。
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3:00 - 3:04我认为可以用更好的办法
来解决我们的城市用水危机, -
3:04 - 3:08就是下面我将要说的4种新水源,
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3:08 - 3:10我把它们比作4个水龙头。
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3:10 - 3:14在未来数年里,如果我们
能对这4种新水源 -
3:14 - 3:15进行明智的投资,
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3:15 - 3:18我们就能解决城市用水问题,
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3:18 - 3:21使我们遭遇大旱灾的可能性
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3:21 - 3:23大大降低。
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3:24 - 3:26如果在20年前,你告诉我,
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3:26 - 3:31现代城市可以在没有
外来水源的情况下得以发展, -
3:31 - 3:35我可能会觉得你是痴人说梦。
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3:35 - 3:37但在过去的几十年里,
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3:37 - 3:41我一直在世界上最缺水的城市工作,
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3:41 - 3:45这段经历告诉我,我们的技术和管理能力
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3:45 - 3:48已经可以不依赖于外来水源,
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3:48 - 3:51这就是今晚我想跟大家分享的。
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3:51 - 3:56要解决城市用水问题,
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3:56 - 3:58我们需要发展的第一种本地新水源
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3:58 - 4:01就是从天而降的雨水。
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4:01 - 4:05城市发展带来的最大灾难之一,
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4:05 - 4:07就是随着城市越变越大,
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4:07 - 4:10我们将所有地面都用
水泥和沥青覆盖起来了。 -
4:10 - 4:13这样一来,我们必须修建巨大的排水管道,
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4:13 - 4:15将落在城市里的雨水排出去,
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4:15 - 4:17以免引发洪灾,
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4:17 - 4:20这对水资源是极大的浪费。
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4:20 - 4:22让我来举个例子。
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4:22 - 4:25这张图表显示的是
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4:25 - 4:28圣何塞市能够收集到的雨水百分比,
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4:28 - 4:32与收集到的雨水总量间的关系。
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4:32 - 4:36注意看蓝线和黑虚线相交的地方,
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4:36 - 4:41如果圣何塞市能收集它降雨量的一半,
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4:41 - 4:44就足够全市用上一年。
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4:44 - 4:47我知道,有人可能会想,
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4:47 - 4:50“那要解决用水问题,
只要做一些巨大的储水罐 -
4:50 - 4:53跟屋顶排水沟的落水管连在一起,
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4:53 - 4:55收集雨水就行了。”
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4:55 - 4:58这方法在某些地方可能有用。
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4:58 - 5:01但如果你居住的城市冬天经常下雨,
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5:01 - 5:03而夏天用水量大,
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5:03 - 5:07这个方法就不是那么有效了。
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5:07 - 5:10而且,如果你所处的地方常年干旱,
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5:10 - 5:12就像今天的加利福尼亚州一样,
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5:12 - 5:17你做多大的储水罐也解决不了问题。
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5:17 - 5:19我认为有更加现实的方法
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5:19 - 5:22来收集城市里的雨水,
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5:22 - 5:26那就是收集之后,让它渗入地下。
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5:26 - 5:31这样一来,我们城市的地底下
就有了一个天然的储水系统, -
5:31 - 5:34可以储存大量的水。
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5:34 - 5:38比如说,在过去的洛杉矶,
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5:38 - 5:41它的用水量的三分之一都来自
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5:41 - 5:43圣费尔南多谷的地下蓄水层。
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5:44 - 5:47当你看到雨水从房顶滴落,
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5:47 - 5:49漫过草坪,流进沟渠,
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5:49 - 5:53你可能会犹豫,“我真的要喝这样的水吗?”
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5:54 - 5:56毫无疑问,要想喝这水,
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5:56 - 5:57得先经过处理。
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5:57 - 6:01因此,在城市里收集(雨)水有三大挑战,
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6:01 - 6:03收集雨水,清洁雨水,
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6:03 - 6:05灌入地下。
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6:06 - 6:09洛杉矶已经开始这么做了,
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6:09 - 6:13他们在加利福尼亚州
伯班克市新建了一个项目。 -
6:13 - 6:17这是一个雨水收集园区
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6:17 - 6:22他们将众多雨水收集系统
或者排水沟连接起来, -
6:22 - 6:26将雨水引入一个废弃的采石场。
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6:26 - 6:28采石场里的水
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6:28 - 6:30慢慢通过一个人造湿地
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6:30 - 6:33进入旁边的一个球型区域
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6:33 - 6:35然后渗入地下,
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6:35 - 6:37补充洛杉矶的地下蓄水层。
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6:38 - 6:41这些水在穿过湿地
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6:41 - 6:43渗入地下的过程中,
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6:43 - 6:46会接触到生活在植物和土壤表面
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6:46 - 6:48的微生物,
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6:48 - 6:49它们能净化水。
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6:50 - 6:53如果水在经过自然净化处理后,
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6:53 - 6:55还是不能直接饮用,
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6:55 - 6:57管理人员会把
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6:57 - 6:59从地下蓄水层抽出来的水
进行二次处理 -
6:59 - 7:01然后再供市民饮用。
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7:02 - 7:07解决城市用水问题的第二个水龙头
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7:07 - 7:08是来自污水处理厂
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7:08 - 7:10处理过的废水。
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7:11 - 7:15大家对于循环水应该已经不陌生了。
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7:15 - 7:17你们也许都见过这样的牌子
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7:17 - 7:20上面写着灌木丛、高速公路隔离绿化带
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7:20 - 7:22本地高尔夫球场
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7:22 - 7:23的灌溉用水
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7:23 - 7:26都来自污水处理系统。
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7:26 - 7:29几十年来我们都是这么做的。
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7:29 - 7:31但几十年的经验告诉我们,
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7:31 - 7:36这样做的成本比我们预期的要高。
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7:36 - 7:39因为一旦我们在污水处理厂附近
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7:39 - 7:40建起水循环系统,
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7:40 - 7:43我们就不得不建造越来越长的管网
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7:43 - 7:45把水送到需要的地方去。
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7:46 - 7:48这笔开销真心不小。
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7:49 - 7:50我们发现,
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7:50 - 7:54更加经济实惠和可行的办法
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7:54 - 7:57是将处理过的废水变成饮用水,
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7:57 - 7:58只需要两步。
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7:59 - 8:02第一步是给水加压,
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8:02 - 8:05让它通过反向渗透膜
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8:05 - 8:07——一种很薄的、可渗透的塑料膜——
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8:07 - 8:10水分子可以通过,
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8:10 - 8:15但废水中可能含有的盐、病毒和有机化学物
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8:15 - 8:17会被拦截下来。
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8:18 - 8:20第二步,
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8:20 - 8:22我们往水里加入少量的过氧化氢
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8:22 - 8:25然后用紫外线进行照射。
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8:25 - 8:28紫外线能将过氧化氢
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8:28 - 8:31分裂成两部分,称为氢氧基,
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8:31 - 8:35氢氧基是一种非常强的氧气形式
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8:35 - 8:37能够消灭大部分有机化学物。
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8:38 - 8:41水经过这两步处理之后,
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8:41 - 8:43就可以安全饮用了。
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8:43 - 8:44过去15年里,
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8:44 - 8:47我一直在运用
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8:47 - 8:50现代科学的各种测量方法
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8:50 - 8:52来研究循环水。
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8:52 - 8:54我们发现某些化学物质
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8:54 - 8:56无法在步骤一被过滤掉,
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8:56 - 8:58但经过第二步:
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8:58 - 9:00高级氧化过程之后,
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9:00 - 9:03几乎没有化学物质能残留下来。
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9:03 - 9:07这比我们一直喝的“毫无问题”的水
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9:07 - 9:09可安全多了。
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9:10 - 9:12还有另外一种方法来循环水。
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9:12 - 9:16这是我们最近修建的人工湿地
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9:16 - 9:18位于加利福尼亚州南部的圣安娜河上。
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9:18 - 9:22圣安娜河的部分河水流入人工湿地,
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9:22 - 9:26每到夏天,圣安娜河里就全是污水,
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9:26 - 9:29都来自里弗赛德市和圣贝纳迪诺市。
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9:29 - 9:31河水流入我们的人工湿地,
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9:31 - 9:34在阳光暴晒和水藻的作用下,
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9:34 - 9:36有机化学物被分解,
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9:36 - 9:40营养物被消耗,水生病原体被杀死。
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9:40 - 9:42之后河水流回圣安娜河,
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9:42 - 9:44流向安纳海姆市,
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9:44 - 9:47河水在那里被抽出,
渗入地下, -
9:47 - 9:50成为安纳海姆市的饮用水,
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9:50 - 9:54通过这一过程,里弗赛德郡的废水
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9:54 - 9:56就变成了橙郡的饮用水。
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9:58 - 10:01也许你们会觉得,将废水变成饮用水,
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10:01 - 10:05只是天方夜谭,或者还没有得到推广。
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10:05 - 10:09实际上,运用我刚刚介绍的两步处理法,
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10:09 - 10:12我们每年在加利福尼亚州循环利用的水
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10:12 - 10:14达到了1.5亿立方米。
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10:14 - 10:17这些水足够供应100万人,
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10:17 - 10:19作为他们的主要水源。
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10:20 - 10:25我们的第三个水龙头并不是实体,
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10:25 - 10:26而是虚拟的,
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10:26 - 10:29指的是节约用水。
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10:29 - 10:33而且主要指的是户外用水,
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10:33 - 10:36因为在加利福尼亚以及其他的美国都市,
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10:36 - 10:39差不多一半的用水发生在户外。
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10:40 - 10:41即使在现在的干旱状态下,
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10:41 - 10:43我们的用水量下降了一半,
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10:43 - 10:46但我们的草坪,我们的植物
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10:46 - 10:48还是活下来了。
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10:48 - 10:51因此我们还没到把水泥地喷成绿色,
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10:51 - 10:54或者改铺人工草皮,改种仙人掌的地步。
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10:54 - 10:58在土壤湿度探测器和智能浇灌系统的帮助下,
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10:58 - 11:00加州式园林不是梦,
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11:00 - 11:03我们的城市依旧可以绿意盎然。
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11:04 - 11:07我们需要打开的第四个,
也是最后一个水龙头, -
11:07 - 11:09来解决城市用水问题,
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11:09 - 11:11是海水淡化。
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11:11 - 11:15也许你们听人们谈论过海水淡化,
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11:15 - 11:20“海水淡化是很好,
前提是你石油多、淡水少, -
11:20 - 11:22而且也不在乎气候变化。”
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11:22 - 11:26没错,海水淡化
是一项能源密集型产业。 -
11:26 - 11:29但如果仅仅因为这样,就将海水淡化
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11:29 - 11:32视为没有前途,那就太落伍了。
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11:32 - 11:35在过去20年间,我们在海水淡化上
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11:35 - 11:36已经取得了巨大进展。
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11:37 - 11:39这张照片上
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11:39 - 11:43是在建的西半球最大的海水淡化厂,
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11:43 - 11:45位于圣地亚哥市以北。
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11:45 - 11:48与25年前建在圣巴巴拉市
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11:48 - 11:51的海水淡化厂相比,
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11:51 - 11:54这家海水淡化厂每生产一加仑淡水
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11:54 - 11:55的能耗下降了一半。
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11:56 - 12:00当然,海水淡化的能耗降低了,
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12:00 - 12:03并不意味着我们就该到处建海水淡化厂。
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12:03 - 12:05在我们的众多选择中,
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12:05 - 12:07在4种新水源中,
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12:07 - 12:09海水淡化依然是能耗最大,
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12:09 - 12:12最有可能对环境造成危害的。
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12:13 - 12:14综上所述,
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12:14 - 12:16有了这4种新水源,
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12:16 - 12:19我们不用再依赖进口水。
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12:20 - 12:24通过改进我们绿化城市和居民区的方法,
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12:24 - 12:27我们可以将户外用水量下降50%,
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12:27 - 12:31因此提高25%的供水量。
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12:31 - 12:33我们可以循环利用废水,
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12:33 - 12:36以此提高40%供水量。
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12:37 - 12:40我们可以综合利用
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12:40 - 12:42雨水收集和海水淡化。
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12:43 - 12:47让我们来创造稳定的水源供应,
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12:47 - 12:51足以在未来几年承受气候变化
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12:51 - 12:53给我们带来的挑战。
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12:53 - 12:57让我们充分利用本地水源,
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12:57 - 13:02将更多的水留给环境,
留给动物,留给食物。 -
13:02 - 13:07让我们创造环境友好型的供水系统。
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13:07 - 13:10让我们为子孙后代而努力,
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13:10 - 13:13告诉他们,在未来的岁月里,
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13:13 - 13:15他们也应该珍视这个系统
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13:15 - 13:19因为这是我们创建
新型供水系统最后的机会。 -
13:19 - 13:21非常感谢大家。
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13:21 - 13:24(掌声)
- Title:
- 避免大旱灾的4种方法
- Speaker:
- 大卫•塞德拉克
- Description:
-
随着世界气候持续变化无常,那些曾经水资源丰富的地方,可能转眼间就会水库干涸,地下水资源枯竭。在此次演讲中,民用和环境工程师大卫•塞德拉克与我们分享了解决城市用水危机的4种实用方案。他的目标是:将我们的水源供应定位于新的、本地水源,并且创建新的供水系统,能够承受住未来气候变化给我们带来的挑战。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:37
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