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第7章 淡水资源(1)

淡水资源危机

“世界水日”呼唤地球儿女要珍惜每一滴水。曾有人说过:“如果人类继续破坏和浪费水资源,那么,人类看到的最后一滴水将是自己的眼泪。”这绝不是耸人听闻,而是真真切切的事实。

人类曾经生活在没有煤、没有电、没有石油、没有火,甚至茹毛饮血、穴居野外的时代,但是,一天也没有生活在没有水的世界里。古希腊哲人泰勒曾说过,水为万物之本源,万物生于斯也归于斯。纵观人类的古代文明起源,人们会发现,它们无不源于水。尼罗河孕育了古埃及不朽的文明;黄河、长江滋养了中华民族上下五千年悠久的文化。可见,水又是人类的文明之源。

水给人类带来的有利之处数不胜数,人类的饮用、农业的灌溉、工业生产都离不开水。水是地球上丰富的自然资源,按总水量145亿立方千米来计算,全世界平均每人每天可以获得30多万升,而每人每天所消耗的水量不过几百升到几千升。这样看来,水资源似乎是“取之不尽,用之不竭”了。然而,早在20年前,联合国环境会议和联合国水事会议,就向人们发出了警告:水不久将成为一项严重的社会危机,即石油危机之后的下一个危机就是水!面对世界缺水的严重局面,人们仍熟视无睹,不知道节约用水,不知道保护水源,人们漠视大自然,必然遭到大自然的报复。

地球尽管有70%的面积被水覆盖,但其中97%以上的水量是海洋咸水和不易取用的冰川和高山顶上的冰冠等,真正适于人类饮用的淡水和河流的水量还不到地球总水量的1%。然而,就是这有限的淡水,在世界各大陆的分布也极不均匀。水资源最丰富的地区是赤道带,较缺乏的地区是中亚南部、阿富汗、阿拉伯和撒哈拉地区。随着人口的不断增长和现代工业的发展,人类用水量大幅度上升。在公元前,一个人一天只消耗12升水,到了中世纪增加到20~40升,18世纪上升为60升,在发达国家的大城市,每人每天耗水量500升。1900—1975年世界人口翻了一番,年用水量则由约4000亿立方米猛增到3万亿立方米,增加了65倍。尤其是从上世纪60年代开始,城市人口的急剧增长以及耗水量最为巨大的新兴工业城市的建立和发展,使得全世界的用水总量增加近1倍。正是在这种情况下,近年来,一些工业发达、人口集中的国家和地区已经明显感到水资源的严重不足。

严重缺水的后果是干旱、沙漠化,工农业经济衰退,城市加速衰亡。位于罗布泊旁的楼兰古国曾繁荣一时,西夏的西北重镇统万城曾丰饶富足,无数的西北边关也曾威震四方,但最终它们不是变成了矗立于千里荒野中的残垣断壁,就是被茫茫沙海所吞噬。它们衰败湮灭的主要原因是缺水。黄河被称作中华民族的母亲河,历史上黄河水滚滚东流,从未出现过断流,然而近几年来,它似乎不胜重荷,日显憔悴。一条消息令人惊心动魄:1997年,黄河自河南省开封以下一片干涸,断流河段占黄河下游的90%。有专家认为,到2020年黄河会出现全年干涸,我们不得不面对着这样一个关于中华命运的话题:我们将不再拥有黄河,我们的子孙很可能要从书本上或词典里去寻找那一条真正意义上的曾经的黄河。黄河断流直接威胁到下游群众的生产和生活。记者在山东省滨州市和东营市,看到的是数百千米的黄河大堤上到处都是翘首盼水的群众,自来水龙头前群众排起长队等待接水。青岛、烟台等工业基地,更离不开黄河水,断流一天,损失以百万元计。

不仅仅是黄河,长江很快就会变成另一条黄河!这绝非危言耸听,而是环保界的共同呼声,也是香港环保组织“地球之友”成员到长江源头地区考察回来所得的结论。长江源头的环境正急速恶化,不但孕育长江的冰川因为气候变暖而萎缩,更令人忧心忡忡的是,长江源头的沙漠化速度惊人,不用多少年,整个源头地区将变成一片沙漠。若再不以行动拯救,中国第一河的水变黄、枯竭的日子为期不会太远。

接连不断的水体大面积污染,使有限的水资源变得更加短缺。随着工业和城市化的发展,排放到环境中的污水量日益增多。据估计,目前全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海,污染了55000亿立方米的淡水,约占全球径流总量的14%以上,而且还呈恶化的趋势。据联合国调查统计,全世界河流的稳定流量有40%被污染,就连人迹稀少的南极大陆和北极等地也未能幸免。以工业发达的地中海沿岸国家为例,每年流入水体的石油、重金属、有机氯杀虫剂、氮、磷和放射性元素等污染物至少有上万吨。莱茵河两岸是欧洲高度工业区,河水滋润着两岸肥沃的土地,哺育了世世代代人民。莱茵河流域的人民,为它编出了许多神话故事,颂扬它为“父亲——莱茵”。然而,长久以来,莱茵河已不像往昔那样清洁,而是浑浊不堪了。工业废水、生活污水以及化肥、农药等,对河水的污染极为严重,曾发生导致0.4亿万条鱼死亡的惊人事件。今日的莱茵河,已是名副其实的“欧洲最大的下水道”。据有关部门检验,世界屋脊——珠穆朗玛峰的积雪中也有DDT的污染。由于水污染而导致的饮用水危机正席卷着全球。在巴黎召开的第13届水资源分配会议的专家们估计,现在全世界约有20亿人没有洁净的饮水。由于饮水不卫生而患各种疾病的每年达6亿多人次,每天约死亡25万人。在20世纪50年代,美国的新奥尔良市居民多发膀胱癌,经过20多年的研究才得出结论,主要是由于当地居民饮用受有机物污染的密西西比河的河水造成的。我国水体污染也十分严重,据统计,目前每年排放污水达360亿吨,其中80%以上未经过任何处理,直接排入江河。还有未经过处理的工业固体废料、有害气体以及人类的生活垃圾等也直接污染河流。

我国每天都有河流或受到污染,或走向枯竭。淮河这条流淌了5000多年的文明大河,曾经养育了从孔子、庄子、刘邦、诸葛亮到朱元璋等众多豪杰;这里占全国1/8的耕地,产出占全国1/6的粮食。这条1000多千米的长河,幅员3274万平方千米的广阔水域,滋润养育着15亿勤劳的中华儿女。然而,近年来由于严重污染,淮河流域近50%的河段已失去使用价值,100多万人饮水困难,涉及豫、皖、苏、鲁4省数十个县。1992年2月,淮南电厂因淮河水质严重污染,离子交换水来不及供应停运了3台机组,影响了华南电网供电,许多工厂减产或停产,造成了1亿多元的经济损失。类似事故10年来已发生了10多起。

我国五大淡水湖之一的巢湖,历史上曾是景物秀美的“鱼米之乡”。可自20世纪50年代后期起,由于湖畔3000多家企业的各类工业废水,毫无顾忌地排入湖中,使湖水变臭,鱼虾无影无踪。为合肥市百万市民供水的自来水厂,也因湖水污染而一度发生供水危机,以至于居民打开水龙头洗脸,不得不忍受水中的臭味,喝下这令人作呕的水。

位于太湖之滨的无锡市惠山脚下的“二泉”素有“天下第二泉”的美誉。早在唐代,著名茶道艺术家陆羽就盛赞其泉水清澈洁净,得天独厚,用“二泉”水泡出的茶,更是甘美可口,于是亲自题写“天下第二泉”5个大字,从此历代文人骚客、游人旅客无不慕名前往。这里林木繁茂,景色宜人,在偌大的蓄水池里,长年累月蓄满了清澈的泉水。游客到此都要欣赏潺潺的泉流景观,并用泉水泡茶,品其味,不知倾倒了多少游客。就是在战火纷飞的年代,泉水依旧潺潺流淌,清澈见底。然而新中国成立以后,由于不注意环境保护,惠山山林植被遭到破坏,水土流失严重,无锡市大规模的市政建设,破坏了地下水系统,使得“天下第二泉”的泉水涌出量越来越少。后来泉水竟濒于枯竭,慕名而来的观光者只能望池兴叹。为了抢救“奄奄一息”的“二泉”,惠山人民在政府的领导下,开展大规模的植树造林。仅几年功夫,惠山已恢复林苍苍森茫茫的诱人景象。“天下第二泉”又恢复了昔日的风采,“二泉”这颗太湖之滨的璀璨明珠再度焕发出夺目的光彩。

水资源短缺问题几乎遍布世界各地。据估计,全球有60%的地区面临供水不足,有40多个国家都在闹水荒,水资源已成为这些国家生存、发展和安全的生命线。根据联合国一些官员预测,世界上一些主要城市将严重缺水,到2010年,不论是发展中国家还是发达国家的城市,包括北京、休斯敦、雅加达、洛杉矶和华沙等,都将面临严重的缺水问题。而开罗、拉各斯、达卡、上海、圣保罗和墨西哥等最有可能面临严重的水荒,甚至连淡水资源丰富的加拿大也在谈论水的威胁,水资源的紧缺已向人们亮出了“黄牌”。

全球水资源危机已向人们敲响了警钟,该是唤醒全人类的水忧患意识的时候了。因为未来的灾难不再限于特定国家、特定地区、特定人群,21世纪的灾难将是对人类全体的,我们每天都感觉到这一天直逼而来。到那时,现有的水资源只能满足居民实际需要的60%,人均不到1000立方米,而非洲约5100立方米,亚洲3300立方米,欧洲4100立方米,北美175万立方米。到2025年,全世界将有30亿人缺水。水资源的日益短缺,极易成为不稳定的因素,导致一些国家为争夺水资源而发生战争。当今世界上有40%的人口生活在250个河流流域,许多国家为争夺这些水资源已采取或正在采取种种措施,中东、北非潜伏着爆发战争的危机。孟加拉国和印度及咸海地区因恒河和不拉马普特拉河而矛盾重重。世界银行副行长萨拉杰丁于1996年初说:“21个世纪的战争将是由于水而不是由于石油或政治引起的了!”

中国自古以来就有治水的传统,大禹治水是古代美好的传说。被誉为世界奇观的都江堰水利工程,是中国治水史上的一座丰碑。英国泰晤士河的治理也是世界闻名的。在19世纪,泰晤士河是一条有名的臭河,河水发黑,鱼虾灭绝。当时伦敦人取河水为生活用水,致使1849年的霍乱流行,14万人染病死去。河水的臭气使河岸上议会大厦开会的议员们不得不用石灰水浸泡过的床单挂在窗子上以阻挡臭气。泰晤士河的严重污染,引起了政府的高度重视。议会通过决议拨款治理泰晤士河,使泰晤士河在20世纪50年代恢复生机。今天的伦敦人对来之不易的清洁河水百般珍惜。在科技发展的今天,人类在寻找新水源方面取得了可喜的成就。许多国家向大海要淡水,使海水淡化;加拿大发明了截雾取水的新方法;节约用水、废水循环使用、生物降解方法治理污水、开发新的水源等等,都可缓解水资源危机。只要人类不断的探索和努力,调动经济、法律、行政等各方面的力量,加强国际间交往与技术合作,共同营造珍惜水、保护水、节约水的社会氛围。总会有那么一天,人类会携手共同走出“水荒”。

地下水污染

大家是否有过这样的生活经历,洗衣服时肥皂不易起沫;洗衣服后纤维变硬发脆易损坏;洗澡洗头有粘感;烧饭菜不易熟烂;烧水水壶结垢等等。这些水碱或水垢,用科学的术语来说,是水中的钙镁等金属离子与各种酸根而构成的盐类,也称硬度,其单位以毫克/升表示。国际饮用水硬度的卫生标准为450毫克/升。

由于大量的污水和固体废弃物未经处理,通过河塘沟渠、渗井渗坑、污灌、超采地下水以及降水对固体废弃物的淋溶等途径,使地下水硬度逐年提高。据实验,1千克垃圾粪便淋滤后可溶出28克钙镁物质,使1立方米水的硬度升高9毫克/升;生活污水与工业废水灌区1千克土壤能分别溶出08和07克钙镁物质,使1立方米水的硬度分别升高25~2毫克/升。有的城市年排工业废水35亿立方米、生活污水7亿立方米、垃圾粪便430万吨、工业废渣500万吨,它们经淋溶下渗后,已使局部地区地下水硬度每年上升9~18毫克/升,有的井水硬度已超过900毫克/升,而且平均每年还要扩展3~5平方千米。

地下水硬度升高严重地影响了人们的经济生活。结有水垢的水壶烧水浪费燃料30%,缩短使用寿命甚至引起爆炸。饮用高硬度水易使人肠胃不适、腹胀泻肚、排气多,甚至引起肾结石和心血管疾病。用硬水浆洗和漂染纺织物易出现斑点、发花、色泽黯淡、洁白度下降,形成废次品;酿酒时易使果酒和啤酒出现浑浊与沉淀而报废;硬水不能供作化学实验、造纸、制药、电子工业、化工用水。

要防治地下水硬度的升高,只有抓紧对污水与垃圾粪便进行无害化处理,科学合理地用来灌溉和施肥,对工业废渣要综合利用,防止它们淋溶下渗污染,制止超采地下水并开展人工回灌,以改善地下水水质。

近年来,人类活动对地下水的污染的另一个重要方面是化学氮肥,事物往往不是十全十美的,广泛施用氮肥就是一例。

氮肥是植物生长必需的三大营养元素之一,随着世界农业生产的不断发展,对化学氮肥的需要量也越来越大。农田施用化学氮肥虽然使世界粮食产量几乎增加了一半,但由于过多地使用化学氮肥,已使地下水硝酸盐含量明显增加,局部地区超过世界卫生组织规定的45毫克/升标准,致使这些地区的人们出现腹泻、中毒、心脏发病率增高等现象。它是最普遍存在的一种污染,因为没有急性的严重后果,不易被人们察觉。

氮肥对环境的污染主要表现为硝态氮的污染。那么它是如何造成地下水的硝酸盐污染的呢?人工化学氮肥主要包括硫铵(NH4)2SO4、碳铵NH4HCO3、硝铵NH4NO3、尿素(NH2)2CO和氨水NH4OH等。当它们被施入土壤后,很快就会溶解在土壤溶液中,主要以NH+4的形式存在,其中一部分被土壤吸收;另一部分被土壤吸附,在好氧条件及土壤微生物参与下,产生硝化作用,生成的硝酸盐(NO3)-离子极易随灌溉水、地下水和降水向下淋失,再通过深部土层进入到地下水,从而造成地下水的硝酸盐污染。

以尿素为例,尿素中的氮是一种有机胺态氮,在室温条件下,本来是很稳定的。但是,土壤中存在大量的各种各样的微生物和多种酶,因此,尿素进入土壤后,大约7天就转化为碳酸氢铵,这是一种无机铵态氮,它的气态就是氨气。由于土壤表层通透性好,氧气能够进入土壤表层,硝化细菌很活跃,于是铵态氮变为硝态氮。硝态氮带有负电荷,土壤胶体也带负电荷,因此,硝态氮不被土壤胶体吸附,随雨水或灌溉水而流失,容易污染地下水。

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