地球上的水不多,海洋面積占地球總面積的71%,陸地面積只有29%,包括許多河流、河流、湖泊、湖泊、溪流、溪流等。地球上的水97. 2%為海水,溶解在海水中的化學(xué)成分復(fù)雜。每升海水中各種離子、分子和化合物的總量(礦化程度)在3克以上為咸水。航海家都知道海水不能喝。海水不僅苦,難以吞咽,而且越來(lái)越渴。因此,長(zhǎng)途航行必須帶足夠的淡水。在路上補(bǔ)充供應(yīng)時(shí),首先要補(bǔ)充淡水。因?yàn)楹K写罅康柠},甚至不能用來(lái)灌溉作物。因此,生物體可以直接使用每升礦化度小于1克的淡水。主要分布在河流、河流、湖泊、湖泊、地下水、高山雪和冰川。僅占世界總量2. 8%。隨著現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)的飛快發(fā)展和人民生活需要用水量的日益增加,如果不注意節(jié)約用水,再肆意破壞水的資源,那么地球上淡水的危機(jī)就會(huì)到來(lái)。為了避免這種災(zāi)難的發(fā)生,人們一方面要節(jié)流,另一方面要開源。首先想到的當(dāng)然是海水淡化。設(shè)法將海水脫除鹽分變?yōu)榈J澜缟显S多國(guó)家都建立了海水淡化工廠。通常用的傳統(tǒng)方法是蒸餾法,使海水迅速蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣冷凝后得到淡水。目前,一些新的方法是從一些動(dòng)物那里成功開發(fā)出來(lái)的。有一種海鳥叫信天翁,分布在太平洋,冬天也可以在中國(guó)東北和沿海地區(qū)看到。成熟的信天翁是純白色的,只有翼和尾巴是黑色的,翅膀很長(zhǎng),伸展,翅膀可以到達(dá)3.6大米。他們可以在海上生活幾個(gè)月,甚至成年人,累了在水上休息,餓了捕魚,喝海水,因?yàn)樗麄冎挥性诜敝硶r(shí)才回到荒島和陸地上。當(dāng)然,信天翁可以喝海水會(huì)引起人們的注意,人們渴望知道他們?nèi)绾谓鉀Q海水中的鹽問(wèn)題。經(jīng)過(guò)研究,發(fā)現(xiàn)信天翁的鼻結(jié)構(gòu)不同于其他鳥類,它的鼻孔就像所以它被稱為管鼻。鼻管附近有一個(gè)去鹽腺,這是一個(gè)奇妙的海水淡化器鹽腺中有許多細(xì)管與血管交織在一起,可以隔離飲用海水中的過(guò)多鹽,并通過(guò)鼻管排出鹽溶液。在未來(lái),人們發(fā)現(xiàn)許多海洋動(dòng)物都有能力稀釋海水,如海燕、海鷗、海龜和海水魚。
海水魚一生都生活在海水中。當(dāng)然,它們喝海水,全身都浸泡在海水中。他們?nèi)绾谓鉀Q海水中的鹽問(wèn)題?當(dāng)然,人們不會(huì)放過(guò)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的研究。水生動(dòng)物的體表通常是可滲透的。魚體內(nèi)的滲透壓與水環(huán)境的滲透壓差異很大。通過(guò)滲透壓調(diào)節(jié)和體液中鹽含量的滲透作用調(diào)節(jié),維持魚與體外水環(huán)境之間的動(dòng)態(tài)水平衡。海水鹽含量高,海水硬骨魚.血液和體液的濃度低于海水,因此體內(nèi)的水會(huì)不斷從鰓和身體其他表面滲出,以保持體內(nèi)水代謝的動(dòng)態(tài)平衡。一方面,海水魚必須吞下大量的海水,這樣體內(nèi)的鹽就會(huì)增加。那么,如何解決這個(gè)矛盾呢?海水硬骨魚的鰓有一個(gè)特殊的細(xì)胞,可以分泌鹽,從體內(nèi)排出過(guò)多的鹽;另一方面,海水硬骨魚腎小球數(shù)量少,腎小管吸水能力強(qiáng),最大限度地減少排尿。
就現(xiàn)有的研究材料而言,雖然這些海洋動(dòng)物有自己的海水淡化器官,將飲用的海水鹽排出體外,但這些淡化器基本上是用細(xì)胞半滲透膜脫鹽淡化海水,如口腔膜、內(nèi)腔膜、表皮膜、鰓微血管膜等,通常稱為生物膜。飲用海水后,他們首先通過(guò)吸氣在口腔內(nèi)不斷加壓。壓差使部分水滲入粘膜進(jìn)入體內(nèi),而大部分鹽被堵塞在口腔內(nèi),并通過(guò)鰓裂或排泄道排出體外。根據(jù)這一原則,人們開發(fā)了反滲透膜海水脫鹽淡化裝置。對(duì)海水施加大于滲透壓的壓力,使海水中的水通過(guò)滲透膜,而鹽被隔開,從而獲得淡水。
其次,海水中總有一些鹽進(jìn)入體內(nèi)。通過(guò)泌鹽細(xì)胞的特殊功能,它們以自身微弱的生物電形成電磁場(chǎng),分離氯化鈉等海水中的鹽,在電場(chǎng)的作用下滲出膜外,并將水留在體內(nèi)。根據(jù)這一原則,人們開發(fā)了電滲析膜海水淡化器,在直流電場(chǎng)的作用下,將海水中的鹽分解成正離子,分別通過(guò)陽(yáng)陰滲透膜向正負(fù)移動(dòng)。然后收集兩個(gè)滲透膜中間的淡水。