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生命中的化学元素
1.10.2.4 8-2-4 含磷、氮的废水造成了地表水的富营养化,工业污染使水循环遭受严重破坏
8-2-4 含磷、氮的废水造成了地表水的富营养化,工业污染使水循环遭受严重破坏

磷与氮一样,是水生植物的营养物质和生长基础,因此磷及其化合物就会成为水体中养分过多并达到有害程度的一个主要因素。由水体中有机物质的分解释放出来的养分而使藻类及浮游生物大量生长的现象,就称为水体的富营养化。

对于藻类来说,据研究,每生长1千克,约需碳358克,氢74克,氧496克,氮63克,磷9克,可见磷是最小限制因素,因此它就成了构成水体富营养化的最主要因素。其次就是氮,这两种物质最易超过限量。一般在水体中,磷的浓度超过0.01~0.02毫克/升,氮超过0.2~0.3毫克/升时,就足以引起藻类的急剧繁殖,并进而导致水质的恶化。由于人类活动的参与,使得水体的恶化严重加剧,这主要是指化肥、洗涤剂的使用和工业废水的排放。而且大量的化肥在农田中仅只有部分吸收,50%~80%的化肥未被吸收而流失在土壤中并进入水体。洗涤剂中则常含有三聚磷酸钠等含磷化合物,大量洗涤剂的使用就增加了对水体的磷污染。

水体一旦富营养化,就会形成浮游生物的大量繁殖,并会由于它们的颜色而使水体呈现蓝色、红色、棕色。在江、河、湖泊中称之为水华,在海洋中就称之为赤潮。赤潮通常含有大量的红色海藻,其中带有对人体神经系统有损伤作用的有害毒素。水体富营养化的最终后果是:水体中的藻类、浮游生物大量生长和死亡之后的分解将消耗大量的溶解氧,释放出毒素,腐败后还会产生H2S,从而导致鱼、贝类大量死亡,最终就使得水体恶化发臭。

水体富营养化导致的赤潮在全世界范围内已经频繁发生,世界上为数众多的湖泊、河流因富营养化而濒临死亡。仅就我国的湖泊而言,已发现其中的许多已富营养化,并且全是靠近城市的著名风景湖泊。不仅如此,我国的近海还由于工业和生活废水的排放,形成了大面积的污染。1988年6月,我国东海的水面就出现过大面积赤潮。1999年,渤海出现大面积赤潮,面积竟达到6300平方千米。

工业废水的排放和农药的污染还给饮用水带来了严重的破坏,已发现的饮用水中可能含有的有机毒物已达1100多种,典型的如氯仿,在用氯气消毒的自来水中就有存在。世界卫生组织指出,人类疾病的80%与饮用水有关。1986年莱茵河事件中就有30吨农药进入河中,50万尾鱼死亡,4000万人饮水受到影响。根据欧洲最新的一项统计,在欧洲经济委员会56个成员所在的地区,平均每天有37名儿童由于缺乏安全饮用水而死于腹泻。欧洲尚且如此,更不用说世界的其他地方了。

水资源的被污染其根本原因就是人类肆无忌惮的破坏,不仅仅只是工业的污染,还有人类无节制的生活方式。一些发达国家不仅过着高碳、高汽油消费生活,也大肆挥霍水资源。例如美国人均年用水量高达1870立方米,是新加坡的20倍,是我国的4倍。发展中国家的用水量如今也高歌猛进,例如上海已大于600立方米。大城市的水消费还带来了大量的生活废水污染,城市居民的美容废水就是一例。“美容废水”成分非常复杂,尤其是重金属含量居多,每千克废水中含铅750毫克,还有不等量的铁、铜、锰等,另外还有各种有机物,它们同样起着恶化水质的作用。据不完全统计,申城现有美容院5万家左右,这些美容院在美化市民容貌的同时,也在毁坏城市的环境质量。

水体的被破坏更造成了全世界水资源的严重匮乏。由于大量水体被污染,可供人类直接使用的水资源在急剧减少,一些发展中国家90%的废水没有经过处理就被排放到河流、湖泊造成环境污染。同时过度抽取地下水使许多地区水位下降了几十米,例如我国的华北平原已经成了个大漏斗,石家庄市是全国乃至全世界缺水最严重的地区之一。目前,石家庄地下水降落漏斗面积已达456平方千米,漏斗中心水位埋深达52.28米,并且以每年1.2~1.5米的速度下降。

从全世界来看,水资源短缺已非常严峻:有12亿人用水短缺,每年有300万到400万人死于和水有关的疾病。预计到2025年,水危机将蔓延到48个国家,约有35亿人将受到水危机之害。我国是一个干旱缺水严重的国家。我国的淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四,但人均大约只有2200立方米,仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。

世界史上,古埃及、巴比伦、印度文明,都在兴盛繁荣和辉煌了10多个世纪之后毁灭了,其根本原因就是生态的破坏导致了水资源的缺失,农田长时间地浇水不足,就会盐碱化,农业崩溃,文明衰落,最后就埋藏在沙漠之中了。世界是如此,我国西北部也是同样。历史上黄河中上游地区,曾经气候温和、植被繁茂,森林覆盖率达50%,这在《诗经》中就有记载。秦始皇统一中国之后,大兴土木,砍伐森林,“蜀山兀,阿房出”。到了汉朝,人口急增,于是又大规模毁林开荒,耕田面积由秦时的1亿多亩增至8亿多亩。至唐朝,经休养生息后,又开始新一轮毁林开荒,新垦达6亿多亩,以至安史之乱后,黄河流域荒无人烟。现在的内蒙古沙漠地区在西汉时还植被茂盛,到了北宋已是“沙深三尺,马不能骑”了。

可以说,如今地球上水资源和水循环的破坏已面临着难以扭转的局面,而这一切都是我们人类的肆意妄为所造成的。