重新思考水资源：利用压力驱动膜技术开发冈比亚河可持续供水系统

推荐：为解决冈比亚河因海水入侵导致的盐度升高及微污染物(MPs)污染问题，研究人员采用超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)技术开展流域分区治理研究。结果表明：UF可有效处理淡水区浊度(≤0.5 NTU)和部分有机物；NF/RO能脱除潮汐区盐度(≤4 g/L)并去除85%以上MPs，为热带地区类似环境的水资源管理提供技术范式。

　　

冈比亚河作为该国核心水源，正面临海水入侵导致的盐度梯度变化（上游淡水区TDS≤0.15 g/L，下游潮汐区达21 g/L）和城市污水排放带来的微污染物(MPs)污染双重挑战。随着海平面以10 mm/年速度上升，盐水楔向内陆延伸威胁农业灌溉，而污水处理厂出水中农药(26.3 μg/L)、药物(38.4 μg/L)和激素(2.1 μg/L)的检出更凸显水质危机。针对这一现状，德国卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology, KIT)先进膜技术研究所(IAMT)的Youssef-Amine Boussouga团队在《Science of The Total Environment》发表研究，首次系统评估了压力驱动膜技术对冈比亚河全流域的治理潜力。

研究采用跨尺度技术路线：通过死端超滤(UF)考察10-1000 kDa分子量截留(MWCO)膜对淡水区高浊度(140 NTU)和有机质(OM)的去除效果；采用错流系统测试NF270/NF90/BW30膜对潮汐区盐度(0.025-21 g/L TDS)的脱除性能；针对河口区Kotu污水处理厂出水及受纳水体，分析NF/RO对59种农药、14种PFAS等MPs的截留率。

淡水区超滤治理

UF膜组将浊度降至0.5 NTU以下，TOC稳定在1.2 mg/L（全球地下水中位数）。LC-OCD表征显示，腐殖质(HS)占OM主体(50%)，低分子量中性物(LMWn)占20%。10 kDa膜表现出最高TMP（跨膜压差）增幅(1.5 bar)，SEM-EDX揭示膜面沉积层含铝硅酸盐矿物（Al 1.5 keV，Si 1.7 keV），证实浊度主要源于流域黏土矿物侵蚀。

潮汐区膜脱盐

NF90和BW30膜可将≤4 g/L盐水处理至WHO饮用水标准(<1 g/L)，对应能耗0.4-4.5 Wh/m³。盐度>10 g/L时，膜面出现生物污堵特征结构，渗透压(π_m)升至17.1 bar。值得注意的是，下游盐度升高促进颗粒物聚集，使浊度从上游198 NTU降至河口区3 NTU，但NF/RO仍需UF预处理保障运行稳定性。

河口水回用潜力

NF90/RO对污水处理厂出水中DEET(25→0.1 μg/L)、双酚A(1.6→0.01 μg/L)等MPs去除率>95%，出水满足FAO非粮食作物灌溉标准(EC<3.0 mS/cm)。模拟显示，集成UF-NF系统可使水回用能耗降至0.4-2.2 Wh/m³，适合度假区绿化灌溉等非饮用用途。

该研究创新性地提出"分区治理"策略：上游UF保障饮用水安全，中游NF/RO应对盐度梯度，下游膜技术实现水回用与生态保护。这一方案不仅适用于西非类似河流（如塞内加尔河），对全球受海水入侵威胁的湄公河、瓦迪维亚河等流域治理亦有借鉴价值。通过可再生能源驱动（冈比亚太阳辐射5.7 kWh/m²），该技术路线有望推动联合国可持续发展目标(SDG6)在热带地区的实践，同时为气候脆弱区的水-能纽带关系研究提供新范式。