3.海水淡化
1519年9月，一支西班牙舰队从圣罗克出发，穿过大西洋，绕经南美洲的最南端，横渡太平洋，去寻找到达印度的西航道。这就是著名的航海家麦哲伦所作的一次规模较大的远航。三年后，船队环绕地球一周，从东面回到西班牙。不过，5艘军舰和265人的船队，这时只剩下一艘军舰和18个人了。除了狂风恶浪等灾难性的袭击外，大家可能还记得一幅悲惨的场景：麦哲伦的船队航行在汪洋大海里，周围全是水，却不能喝，人们只能“望洋兴叹”眼睁睁地看着自己的同伴因缺水而死亡。
（1）水与海水
原来可供人类饮用的水，含盐量不能超过0.5‰，可是海水的平均盐度是35‰，高出人们饮水标准70倍！日常生活经验就曾告诉我们，当我们放了一勺盐的汤正可口时，别说再加几十倍的盐，就是再多加一勺盐，大家都会因咸得难喝而叫嚷起来。所以，尽管地球上97%的水都集中在海洋里，可是，海水又咸又苦，既不能喝，又不能用——用海水灌溉，作物会被腌死；用海水烧锅炉，锅炉内壁会结起一层厚厚的锅垢，影响传热，甚至引起爆炸。所以说水，确切地说是淡水是人类不可或缺的资源。
科学家发现，迄今为止，宇宙中唯一有水的星球是地球。地球不仅有水，而且储量极其丰富，是名副其实的“水球”，素有“水的行星”之称，其总储水量约有14.5亿立方公里之巨。如浩瀚无边的海洋、奔腾不息的江河、星罗棋布的湖泊、水光潋滟的水库、银光闪烁的冰川还有暗伏潜流的地下水，都广布于地球上的任何空间。可以说，地球无处不是水的寓所。尤其是海洋，更是人类世界最大的水库。它覆盖地球表面积的71%，水的储量约有13.78亿立方公里，占地球总水量的95%，占地表水总量的98%。然而，十分遗憾的是：又苦、又咸、又涩的海水无法供人们直接饮用。事实上，人类真正获得的淡水总量仅有3000立方公里，占陆地水量的0.64%。不足地球总储水量的十万分之三。
（2）海水淡化历程
早在2000多年前，人们就在考虑海水淡化的问题了。当时有人想让海水通过沙子和土壤的过滤来达到淡化的目的，但是没有成功。他们不知道，海水里的盐类是溶解在水里的，不像污水里的悬浮杂质那样，可以通过沉淀或者过滤的办法去除。
第二次世界大战期间，有一名中国船员沈祖挺，在商船遭袭后带领39名海员漂到一个无人荒岛，与大自然进行了76天的艰苦斗争后才获救。当时想到解决淡水问题以维持生存的方法就是用锅子烧海水。他们拆下救生艇上的铜皮空气箱，做成了一个最原始的蒸馏器，在“锅”上架起一个铜盖，铜盖的边缘弯起水槽，使蒸汽在盖顶冷凝后顺着边缘流到水槽再滴入淡水箱内。这是很原始、很简陋的蒸馏法，但依靠这种方法救了40条生命。这就是后来被采用的蒸馏法，就是把加热到一定温度的海水引至一个压力较低的设备中，进到蒸发室里的高温海水会在极短的时间内急速蒸发，这叫做“闪急蒸馏”。蒸汽急速离开海水，盐则留在液体中，当蒸汽冷凝下来便得到淡水。
20世纪50年代后期，海水淡化在全世界许多地区迅速发展起来。所谓海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。在已经开发的20多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法、膜分类法、渗析法等都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。
现在世界上有10多个国家的100多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。
我国则从1958年开始研究这门技术。起步时采用的是电渗析技术，以后逐步过渡到反渗透和蒸馏技术。1981年，我国在西沙群岛建成第一个日产淡水200立方米的电渗析海水淡化站，之后，在浙江嵊泗、山东长岛等地相继建成千吨级海水淡化工程。目前，我国海水利用技术基本成熟，已建成具有自主知识产权的千吨级和万吨级示范工程，是完全独立掌握海水淡化技术的少数国家之一。近年来，天津、河北、浙江、青岛、大连等多个万吨级和10万吨级海水利用工程相继投产运营，市场已经形成，骨干企业开始介入。目前全国的海水淡化产水能力已从10年前的不足3万吨/日提升到42.5万吨/日，年海水直接利用量达到500亿立方米。
（3）海水淡化在南海诸岛的应用
南海诸岛河流稀少，普遍缺少淡水资源，通常用运输船从海南岛等地载水供应。海水淡化是解决生活、军事和旅游等用水的重要途径。20世纪70年代中期，中国科学院能源研究所在海南蜈支洲岛和西沙永兴岛建立了两台顶棚式直接淡化装置，产水量分别是每日1吨和0.2吨，为我国自行在南海淡化海水之始。1986年我国第一个电渗析海水淡化站在永兴岛正式投产使用。其淡化水水质符合国家规定的饮用水标准，且日产可饮用的淡化水200吨，电耗16度/吨，淡化成本为4.16元/吨，为船运水的成本（20.7元/吨）的1/4。此外在永兴岛还设置了太阳能蒸馏海水淡化装置，该装置成本低，使用方便，深受岛上军民欢迎。2010年1月中旬，中国海监总队赠送南海东瑁洲岛驻地官兵一套新型海水淡化设备，驻海岛官兵从陆地船运生活饮用水的历史就此画上句号。海水经这套装置淡化处理后，既脱除了悬浮物、细菌、无机盐等杂质，又保留了对人体有益的成分，水质符合国家生活饮用水卫生标准。
目前海水淡化成本虽然较高，但对于南海诸地而言，是开发利用的最佳途径。该区域地处热带亚热带，常年拥有充足的太阳能，太阳能使海水淡化技术拥有更广阔的应用前景，也是我们国家保护、开发、利用好南海各类资源的基本保障。
（4）海水直接利用
目前海水直接利用主要在三个方面：工业冷却水、生活用水和低盐度海水灌溉农作物。
日本工业用水量的80%是海水，主要是用作冷却水。1995年，仅日本电力工业使用海水就超过1200亿吨。美国工业用水的1/3是海水。我国大连、天津、青岛的发电厂，用海水作冷却水，每年约20亿吨，与日本、美国相比，实不足道。不过，这也说明，我国沿海工业城市直接利用海水的潜力是很巨大的。
生活用水是指除饮用、沐浴、洗衣服之外的生活用水，例如冲马桶、消防用水等。城市生活使用海水必须在现有供排水系统之外另建海水系统。香港自20世纪50年代起开始采用海水冲厕，目前，海水占香港冲厕用水的70%左右，并计划实现全部使用海水冲厕。现代舰船上都有两套供排水系统。从外观上看，淡化系统管道阀门漆成浅灰色，海水系统漆成深绿色，非常醒目。建设海水供排水管道系统，在防腐蚀技术方面已不成问题，需要考虑的主要是投资费用的问题。
海水灌溉，世界上许多国家都在试验。前苏联利用波罗的海芬兰湾低盐度海水，浇灌爱沙尼亚沙质土地上的大麦、小麦、甜菜、西红柿、圆白菜、西瓜，都取得成功。我国海水灌溉的试验也取得初步效果。总之，排水良好的沙质土地，适应的作物，低盐度的海水，具备这些条件，海水灌溉是可行的。
最令人向往的是培育可以用普通海水灌溉的农作物。据报道，沙特阿拉伯咸水技术公司在美国农业科学家的帮助下，已经培育成功可以用海水浇灌的油料作物。东南亚国家也不断传出有关耐盐粮食作物培育成功的消息。如果各种可以用海水灌溉的农作物培育成功并推广种植，将为那些位于海滨的沙漠不毛之地发展农业创造机会。这种农业虽然尚未形成，已经有人为它起了一个非常动听的名称——海水农业。
尽管直接使用海水在技术和成本上还有一定的难度，但对类似南海区域沿海等缺淡水资源的地区来说是非常值得借鉴的。我国驻守南海众多岛屿的官兵更是用自身聪明才智探索出新型的海水直接利用途径。西沙群岛已经垦植出绿色蔬菜，如黄瓜、西红柿等。