太阳能驱动盐碱地修复-淡水回收-盐资源采收-农业灌溉一体化系统(WEI)的创新设计与应用

针对全球土壤盐渍化加剧与淡水资源短缺的双重挑战，华中科技大学团队创新性开发了太阳能界面蒸发驱动的"洗-蒸-灌"(WEI)系统。该系统通过分级蒸发技术实现盐碱土壤修复(脱盐率93.4%)、淡水回收(5.87 L m-2 day-1)、盐分资源化利用及智能滴灌，较传统方法节水31.3%，单位修复成本仅4.26美元/吨，为SDG 2/6/7/12/15目标达成提供了闭环解决方案。

　　

全球正面临土壤盐渍化与水资源短缺的双重危机，超过1.1亿公顷耕地因盐碱化减产，而传统淋洗法每消耗1立方米淡水仅能修复0.3立方米土壤，且产生高盐废水。在此背景下，湖北工业大学的研究团队在《Water Research》发表创新成果，开发出太阳能驱动的洗-蒸-灌(WEI)一体化系统。

研究采用三步关键技术：1) 构建分级蒸发装置，使用木质海绵复合碳墨水光热材料实现5.87 L m^-2 day^-1蒸发效率；2) 设计两阶段处理流程，低盐度淋洗液经界面蒸发冷凝回收淡水，高盐度溶液在露天蒸发池结晶；3) 集成智能滴灌网络，将回收水用于盐碱地灌溉。

研究结果显示：

1. 土壤修复性能：系统使盐渍土发芽率达93.4%，电导率从8.7降至0.9 mS cm^-1；
2. 水资源利用：相较传统淋洗节水31.3%，淡水回收满足WHO灌溉标准；
3. 盐分管理：实现零液体排放，NaCl回收纯度达98.2%；
4. 经济性：单位修复成本4.26美元/吨，光热材料寿命超200循环。

结论部分指出，WEI系统首次将界面太阳能蒸发技术(ISET)从实验室推向实际应用，通过洗盐-蒸发-灌溉闭环设计，同步解决土壤修复(soil remediation)、水资源短缺(water scarcity)和盐资源化(salt harvest)三大难题。该系统特有的分级处理策略有效规避了光热材料盐结晶堵塞问题，而模块化设计使其可扩展至边际土地治理。该研究为干旱区农业可持续发展提供了可复制的技术范式，其技术经济性分析显示投资回收期仅2.3年，具有显著的规模化应用潜力。