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第2章 最后一滴水会是眼泪?(2)

通常人们将全球陆地入海径流总量作为理论上的水资源总量,即全球水资源总量为47000km3,而这一水资源数量在全球分布又是不均匀的,各国水资源丰缺程度相差很大。人类在早期对水资源的开发利用,主要是在农业、航运、水产养殖等方面,而用于工业和城市生活的水量很少,直到本世纪初,工业和城市生活用水仍只占总用水量的12%左右。随着世界人口的高速增长以及工农业生产的发展,水资源的消耗量越来越大。世界用水量逐年增长,1900~1975年间,每年以3~5%的速度递增,即每20年左右增长一倍。到2000年,世界总用水量将达到6000亿m3,占世界总径流量的15%。

对于人类用水,专家对地球的水资源划分出了可供水量。可供水量是指不同水平年、不同保证率情况下,考虑需水要求的供水工程设施可提供的水量。

可供水量可以反映一个地区水资源的余缺情况。在丰水年份,用水少,工程所提供的水量中有一部分成为多余的弃水,对于有调蓄工程的区域可以把当年用不了的水蓄存起来,这一年的可供水量就等于需水量,比工程实际控制的水量小;在枯水年份,用水量多,水资源量却大大减少,此时工程控制的水量有可能小于需水量,可供水量等于工程供水能力。

影响可供水量的因素很多,主要有以下几方面:

(1)水资源条件:水资源量及时空分布变化都影响着可供水量的大小。水资源越多,可供水量越大,反之则越小。由于水资源量随着保证率增大而减少,可供水量也相应减少。

(2)用水条件:不同年份的用水结构、分布、要求、规模等不同,都影响着可供水量的大小。

(3)工程条件:不同的调节运用方式、不同的发展水平和年工程设施的增加等工程条件都会有不同的可供水量。工程调节能力大,可供水量也大。工程设施把用水和来水两个矛盾统一起来,而工程规模又受到经济条件限制,因此,工程设施的可供水量与相应的保证率下的用水量相适应时较为经济。

(4)水质条件:不同的水平年的水资源泥沙和污染程度等情况都影响着可供水量的大小。

面对有限的供水量,而耗水量却大的可怕。人类对水资源的利用消耗,主要是日常生活用水、工业生产用水和农业用水三大方面。近半个世纪以来,世界人口的急剧增加,生活用水量也迅猛增加。1930年世界总人口不过20亿,到20世纪末的70年代,世界人口就猛增到60亿,并且,本来是分散在农村的广大居民蜂拥到城市,使原本就密集的城市人口更加稠密,城市用水量就势必成倍增加:近百年来工业的迅速发展,对水资源的利用、消耗量更是惊人;要养育更多人口并提供更多工业原料的农业,也需相应地发展,也就需要更多的水资源。据统计,1985年用水量为1950年的3.5倍。其中农业用水占总水量的比例由1950年的78.2%下降到1985年的61.5%;而工业用水与城市用水占总用水量的比例由1950年的22.7%,增加到1985年的34.6%。2004年全国总耗水量为3001亿m3,其中农业耗水占77.0%,工业耗水占9.3%,生活耗水占12.1%,生态环境耗水占1.6%。全国综合耗水率(消耗量占用水量的百分比)为54%,干旱地区耗水率普遍大于湿润地区。各类用户耗水率差别较大,农田灌溉为64%,工业为23%,城镇生活为30%。据估计,近百年来世界年用水量增加了近10倍。

随着人类文明的进步,对水资源的需要量越来越大,但可供人类使用的水资源却不会增加;甚至会因人为的污染等因素而使其质量变差,可利用数量减少。加之,世界淡水资源的分布极不均匀,人们居住的地理位置与水的分布又不相称,使水资源的供应与需求之间的矛盾很大,尤其是在工业和人口集中的城市,这个矛盾更加突出。

在工业用水中,主要是能源部门的冷却用水量大。在热电厂,每生产1000kW·h电,需用水200~500m3;而原子能电站需水量多一倍。世界能源年产量为4×1012kW·h电,耗水量约为1.2×1010m3。按照目前的趋势,电力生产每10年翻一番,耗水量较大的核电站的比例到2000年将提高到30~50%。因此,电力工业需水量将增加一个数量级。在保持现代工业发展进度情况下,冷却水用量占全球需水量的30%,工业发达国家则可能到60%。其次冶金工业和化学工业耗水量也很大。

农业用水的耗水量主要是灌溉用水。并且农业用水的损失比工业用水要高得多,因此,农业用水对水资源的消耗是最大的。自1950年以来,世界灌溉农田增加了近3倍,达到2.7亿hm2。淡水资源总量并不能充分为人们所利用,例如,美国人均年占淡水资源10230m3,但约有2/3通过湖泊、河流、湿地等的蒸发及植物表面蒸腾进入到大气或流回海洋。因此,对水资源的消耗应当合理有序,否则,就会引起一系列的不良后果。如广州佛山最近出现许多地面塌陷的现象,专家指出其原因是采矿的同时大量提取地下水造成的。此外,大量废水的排放引起纳污水体的污染,使水资源更加紧张,出现严重的水资源危机。

世界头号杀手--水污染

有人说,地球的颜色是绿色的,它孕育着生命,预示着人类的诞生和未来。也有人说,它是生命的摇篮,人类的母亲,它把全部的爱无私地奉献给人类的子子孙孙。它的确很大,幅员辽阔,但不是无边无际;它的确很美,山青水秀,但不是青春永远;它的确很富,资源广博,但不是取之不尽,用之不竭。如今,地球生态环境已被人类活动严重破坏,尤其是水的污染更为突出。

水污染是指进入水体的污染物含量超过水体本地值和自净能力,使水质受到损害,破坏了水体原有的性质和用途。水污染有多种,工业污染水是由于工矿企业把生产过程中的废水、废渣等排进水体中,造成水污染:生活污染水是指城市生活废水排进水体中,造成水污染;农田水污染是指农田灌溉用水把农田中的化肥、农药等污染物质带入水体中;天然污染水是指某些地区化学元素异常,造成水体污染,或植物在腐烂的过程中产生有毒物质进入水体中等等。

向河流倾倒垃圾和由于水土流失造成的悬浮物进入水体,会降低水质,增加净化水的难度和成本,尤其是一些塑料类包装材料进入河流之后,不仅对水中生物十分有害(误食后致死),而且会阻塞河道。

未经处理的城市生活污水、造纸污水、农业污水、都市垃圾直接进入水体,会严重污染水体。尤其一些化工、造纸、制革废水、化学洗剂、农用杀虫剂、除草剂等有机和无机化学药品,大多有毒性,它们进入江河湖泊会毒害或毒死水中生物,引起生态破坏。更有一些有机化学药品会积累在水生生物体内,致使人食用后中毒。

农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松,在土壤和地形还未稳定时出现降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物。其次是近年来农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收,其余绝大部分残留在土壤和飘浮在大气中,通过降雨或经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地下水形成污染。

城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。

在人类活动所造成的污染中,工业引起的水体污染最严重,如工业废水,它含污染物多,成分复杂,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难。工业废水是工业污染引起水体污染的最重要的原因,它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体……

采矿和冶炼过程,一些工业废弃物、生活垃圾(如电池,化学用品)等重金属对人、畜有直接的生理毒性。废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量重金属上,电池在使用过程中,其组成物质被封存在电池壳内部,并不会对环境造成影响,但经过长期机械磨损和腐蚀,使得内部的重金属和酸碱等泄露出来,进入土壤或水源,就会通过各种途径进入人的食物链。

如铅、汞、镉等这些有毒物质进入人体内,长期积蓄难以排除,会损害神经系统、造血功能和骨骼,甚至可以致癌。

被镉污染的水、食物,人饮用后,会造成肾、骨骼病变,摄入硫酸镉20毫克,就会造成死亡。铅造成的中毒,引起贫血,神经错乱。六价铬有很大毒性,引起皮肤溃疡,还有致癌作用。饮用含砷的水,会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性,造成机体代谢障碍,皮肤角质化,引发皮肤癌。汞通过食物链的进程逐渐集中,最后对吃鱼的鸟或人类造成严重的神经损坏。日本著名的水俣病事件、骨痛病事件给人的教训是非常深刻的。

用含有重金属的水来灌溉庄稼,会引起“烧苗”及土壤板结,而且污水中的养分如氮肥,不易被作物吸收。另外,污水中大量的致病微生物、重金属易引起农产品污染,危害人体健康。

水资源污染的另一个重要领域是地下水污染。固体废物与危险废物堆放场、地下水排污管道泄漏、地下油库、农业径流、各类矿场、工业和生活废水,都可能造成地下水污染。例如美国1984年抽样调查了12.4万口井,发现6%和20%的井,分别是硝酸盐和氨氮超标。另外,盲目过量地开采地下水,已造成一系列的严重后果:不但蓄水层受到破坏,河水补给受到影响,河水流量减少,而且地下水位过低还会引起地面沉降、海水倒灌,使各类建筑物、构筑物受到破坏或使地下水含盐量过高而失去使用价值。

据不完全统计,全世界每年排放污水超过4300亿m3,造成55000亿m3的水体受到污染,约占全球径流总量的14%。据联合国调查统计,全世界河流稳定流量的40%左右受到污染,据1979-1984年的监测结果,世界上10%的河流缺氧30%以上,50%的河流含较高的大肠菌类,污染河流的亚硝酸盐浓度比未污染河流高出7倍、磷酸盐高出1.6倍。世界卫生组织指出,缺乏清洁水和基本卫生设备,是世界上近80%疾病产生的根源。全球每天死于水源疾病的人数达2.5万人,数百万人身体受损。因此,水污染被称作“世界头号杀手”

水环境污染,现已成为世界性的重大问题,而我国的水环境污染尤其严重,既影响人民生活,又破坏生态,直接危害人的健康,使国民经济遭受了重大损失。

虽然人们已经认识到污染江河湖泊等天然水资源的后果,并着手进行治理,但水资源已经遭受了巨大的损失,人们将继续为此付出沉重的代价。

为什么会出现水危机

1)用水量急剧增加是导致全球水危机的主要原因

1940-1990年,全球人口从23亿增长到53亿,增长了1倍多,但人均用水量400m3/a增加到800m3/a,也增加了1倍,因此全球用水量增加了4倍。据估算,到2050年,世界人口可能超过100亿,鉴于全世界每年实际可重复利用的水资源仅为9000~14000km3,此意味着全世界的用水量要想再翻两番是不可能的。

2)水质污染和用水浪费

世界人口增长、城市化发展和工农业生产规模的扩大,在大量消耗淡水的同时,又污染了有限的淡水资源,恶化了人类的生存环境。据联合国有关机构统计,全世界每年有多达上千万吨的Se203等有毒有害物质污染着全球的江河湖海。全球1/10的河流受到不同程度的污染。发展中国家的城市所产生的工业和人类废弃物,仅有5%左右得到处理,其余的废物(包括工业产生的有毒和危险的副产品)大多随处弃置,从而对土壤、河流和地下水造成了严重污染,使大量淡水无法利用。另外,农业灌溉用水的有效利用率不到50%、工业用水重复利用率低、城市供水系统渗漏等问题也造成了淡水资源的很大浪费,加剧了水资源的短缺。

3)城市用水集中,水资源供给由农村不断向城市集中

人口城市化是现代社会发展的重要趋势之一。据联合国预测,世界城市人口占总人口的比例,将从1950年的25%增加到2025年的60%。城市生活用水量比农村大得多,城市化的结果使水资源消耗不断向城市集中,改变了水资源供需的区域布局,导致某些地区的供水和卫生状况更加恶化。

4)森林植被减少

世界许多地区都存在对森林的乱砍滥伐现象,据世界观察研究所1998年4月估算,全世界每年至少有1600万hm2天然森林被夷为平地。目前,赤道圈内的雨5林已减少了32%以上,西欧自罗马帝国时代以来2/3的天然森林已经消失,非洲在过去100年间森林减少一半以上,而“地球之肺”亚马孙地区,仅仅在过去10多年就毁掉了40万hm2的森林。大片森林丧失,使得自然界气候调节能力降低,引起土壤侵蚀,削弱了涵养水源的功能,加重了水旱灾害,对生态和水环境保护造成灾难性影响。

5)水资源管理分割

一些国家已经认识在国际河流、湖泊和地下水的管理上必须通力合作,但仍有很多国家不接受国际社会制定的各种约束和规定,造成水资源管理的分割。这些国家以本地区的利益为目的,不计后果地过度开发、利用和污染地表水和地下水,加剧了另外一些地区的水危机。

联合国在最新公布的《世界水资源开发报告》中认为,导致目前全球水危机的主要原因是管理不善。主要存在的问题有以下几个方面:

(1)水资源浪费严重。世界许多地方因管道和渠沟泄漏及非法连接,有多达30%~40%甚至更多的水被白白浪费掉了。

(2)发展中国家水资源开发能力不足。水是创造能源的重要资源。欧洲开发利用了75%的水力资源。然而在非洲,水力资源开发率很低,60%的人还用不上电。

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