近几十年来，全球对海水淡化的依赖程度显著增加，尤其是在中东、地中海盆地、美国、澳大利亚、加勒比国家、中国等干旱和半干旱地区（Pistocchi等人，2020年；Lin等人，2021年；Zolghadr-Asli等人，2023年；Doha等人，2025年；Chebli等人，2026年）。虽然淡化水提供了安全且抗旱的水源，并且水质在污染物方面较高，但它缺乏必需的矿物质，其中最重要的是镁。饮用水中镁的缺乏与心血管疾病发病率和死亡率增加有关（Kožíšek，2003年；世界卫生组织，2005年、2010年；Monarca等人，2006年；Rosanoff等人，2012年；Sengupta，2013年；Rowell等人，2015年；Shlezinger等人，2016年、2018年、2019年；Costello等人，2016年；Kozisek，2020年；Helte等人，2022年；Čermák等人，2023年），这导致人们普遍认识到需要通过后处理来补充矿物质。除了对人类健康的不良影响外，用淡化水进行农业灌溉还会对土壤结构和作物产量产生负面影响，进一步凸显了镁富集的必要性（Yermiyahu等人，2007年；Birnhack等人，2010c；Avni等人，2013年；Martínez-Alvarez等人，2017年、2018年）。表1总结了不同地区对淡化水的监管标准和推荐水质目标，其中还包括世界卫生组织（WHO）和欧盟（EU）关于饮用水（包括淡化水）的规定。在这些国家中，沙特阿拉伯是唯一一个目前为淡化水中的镁含量设定了最低监管标准的国家，要求添加≥5 mg/L的镁。尽管如此，沙特阿拉伯的盐水转化公司（SWCC）仍遵循内部指南，确保提供的淡化水中镁含量超过15 mg/L。在以色列，淡化水常直接用于作物灌溉或作为处理后的废水排放，因此从农业（施肥）角度来看，镁也是必需的。然而，出于同样的原因，[Cl−]和[Na+]的添加阈值也非常严格，这限制了镁添加的潜力。在一些欧洲国家，也有对饮用水中总硬度最低要求的建议。例如，在意大利，推荐的最低值为150 mg/L的CaCO3（D.P.R. 24 maggio 1988，n. 236），其中要求含有10 mg/L的镁。然而，由于没有强制性法规，向饮用水中添加镁的可能性不大。因此，法规是推动研究和实施的关键动力，这也是为什么以色列和沙特阿拉伯目前是最佳候选者的原因。
本文的详细讨论主要基于以色列和沙特阿拉伯的经验、监管框架和运营条件，同时指出随着南欧、美国西南部、澳大利亚和东亚部分地区淡化产能的增加，这些考虑在未来也可能在其他地区变得相关。
淡化厂的后处理步骤是确保水质符合健康和农业标准的关键阶段。然而，在全球大多数淡化厂中，通常只添加Ca2+（第二重要的宏量营养素）和碳酸盐物质（并通过强碱调节pH值以设定轻微正的CaCO3沉淀潜力），目的是使水不对输送系统造成腐蚀。这样虽然满足了健康所需的Ca2+含量，但大多数淡化水中的Mg2+浓度仍然接近零。因此，尽管有表1中的指导原则，全球大多数淡化厂仍只添加Ca2+和碳酸盐物质。
已经提出了多种方法来纠正淡化水中镁的缺乏，包括将淡化水与含有约1350 mg/L镁但同时含有大量不需要的离子的海水或其他盐水混合（Glueckstern等人，2005年；Avni等人，2013年；Martínez-Alvarez等人，2017年），以及先进的基于膜的分离过程（Lesimple等人，2020年；Gräber等人，2021年；Nativ等人，2021年；Fellows等人，2023年）。
本文首先简要介绍了饮用水中镁的必要性，然后系统地分析了过去二十年提出的/实施的用于向淡化水中添加Mg2+的技术和方法。文章分为几个部分，首先介绍简单的/传统的富集方法（稀释方法、直接添加化学物质如MgCl2或MgSO4，以及溶解白云石），接着描述了先进的基于分离的技术（离子交换、纳滤、二极纳滤、混合电渗析和CDI），随后是案例研究、经济分析和未来展望。重点关注从富含镁的海水中选择性分离镁离子的方法。因此，预计未来的成本降低和工艺简化将主要来自这一途径。
