书城科普读物人与环境知识丛书:关注明天的阳光
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第23章 水危机(5)

除了有毒物质在世界范围内传播的现象以外,其他的一些污染物对沿海水域的影响,大致和它们在江湖中所产生的相同。来自生活污水和农业废弃物的富营养物质,往往使海岸水域的养料过分,因而经常造成海洋生物的大量繁殖。有些地区污物不断排向内海,如波罗的海和地中海,最后势必发生长期“厌氧状态”的真正危险。也就是说,由于长期严重缺氧,只能使厌氧的有腐烂气味的沼泽植物和低级动物在其中生存。

由于人类把整个海洋当做废物和残渣的收容所,其后果使我们面临着更大的困难,即我们无法知道从四面八方倒进海洋里的东西究竟有多少,也无法知道海洋能够承受的又究竟是多少。

三、不得不提的石油污染

由于人类在海上进行油气开采、船舶运输,以及沿岸工业排污的原因,海洋的石油污染正在成为一个越来越严重的问题。由于石油产地与消费地分布不均,因此,世界年产石油的一半以上是通过油船在海上运输的,这就给海洋带来了油污染的威胁,特别是油轮相撞、海洋油田泄漏等突发性石油污染,更是给人类造成难以估量的损失。

1967年3月,“托里峡谷”号油轮在英吉利海峡触礁失事是一起严重的海洋石油污染事故。该轮触礁后,10天内所载的11.8万吨原油除一小部分在轰炸沉船时燃烧掉外,其余全部流入海中,近140千米的海岸受到严重污染。受污海域有25000多只海鸟死亡,50%~90%的鲱鱼卵不能孵化,幼鱼也濒于绝迹。为处理这起事故,英、法两国出动了42艘船,1400多人,使用10万吨消油剂,两国为此损失800多万美元。相隔11年,1978年超级油轮“阿莫戈·卡迪兹”号在法国西北部布列塔尼半岛布列斯特海湾触礁,22万吨原油全部泄入海中,是又一次严重的油污染事故。1979年6月,墨西哥湾“伊克托”1号油井发生喷油事件,310万桶石油被注入墨西哥湾,共漏出原油47.6万吨,一直到1980年3月24日才封住,使墨西哥湾部分水域受到严重污染。

发生海洋石油污染后,石油在海水中形成大片油膜,这层油膜将大气与海水隔开,减弱了海面的风浪,妨碍空气中的氧溶解到海水中,使水中的氧减少,同时有相当部分的原油,将被海洋微生物消化分解成无机物,或者由海水中的氧进行氧化分解。这样,海水中的氧被大量消耗,使鱼类和其他生物难以生存。

石油在海面形成的油膜能阻碍大气与海水之间的气体交换,影响了海面对电磁辐射的吸收、传递和反射。长期覆盖在极地冰面的油膜,会增强冰块吸热能力,加速冰层融化,对全球海平面变化和长期气候变化造成潜在影响。海面和海水中的石油会溶解卤代烃等污染物中的亲油组分,降低其界面间迁移转化速率。

石油污染形成的油膜会减弱太阳辐射透入海水的能量,会影响海洋植物的光合作用。油膜玷污海兽的皮毛和海鸟羽毛,溶解其中的油脂物质,使它们失去保温、游泳或飞行的能力。石油污染物会干扰生物的摄食、繁殖、生长、行为和生物的趋化性等能力。受石油严重污染的海域还会导致个别生物种丰度和分布的变化,从而改变群落的种类组成。高浓度的石油会降低微型藻类的固氮能力,阻碍其生长,终而导致其死亡。沉降于潮间带和浅水海底的石油,使一些动物幼虫、海藻孢子失去适宜的固着基质或使其成体降低固着能力。石油会渗入大米草和红树等较高等的植物体内,改变细胞的渗透性等生理机能,严重的油污染甚至会导致这些潮间带和盐沼植物的死亡。

石油对海洋生物的化学毒性,依油的种类和成分而不同。通常,炼制油的毒性要高于原油,低分子烃的毒性要大于高分子烃,在各种烃类中,其毒性一般按芳香烃、烯烃、环烃、链烃的顺序而依次下降。石油烃对海洋生物的毒害,主要是破坏细胞膜的正常结构和透性,干扰生物体的酶系,进而影响生物体的正常生理、生化过程。如油污能降低浮游植物的光合作用强度,阻碍细胞的分裂、繁殖,使许多动物的胚胎和幼体发育异常、生长迟缓;油污还能使一些动物致病,如鱼鳃坏死、皮肤糜烂、患胃病以至致癌。另外,油污会改变某些经济鱼类的洄游路线;玷污渔网、养殖器材和渔获物;着了油污的鱼、贝等海产食品,难于销售或不能食用。

我国海洋生物资源主要面临着以下几个方面的问题:

第一,渔业捕捞过度和海水养殖管理不善。传统经济鱼类资源因捕捞过度而处于衰退状态,处于食物链较高营养级的优质鱼类,如大黄鱼、小黄鱼、带鱼、鲽鱼等出现资源危机;属于传统优质经济鱼类饵料的低质鱼类,如黄鲫、梅童鱼、沙丁鱼等比例增高。有些地区的海水养殖业管理不善,出现了污染海洋生态环境的倾向,如养殖过程中产生的废水造成海水有机物污染和富营养化;大量采捕饵料生物,使部分滩涂贝类大量减少,破坏了正常的食物链等等。

第二,滩涂围垦和填海造陆夺走了大片海洋生态环境。沿海滩涂大量围垦和人工填海造陆等,不仅使许多海洋动物失去了大面积的栖息地、产卵地、育苗场、索饵场及可供维持生物多样性的滩涂和沼泽资源,引起物种种群减少,而且给附近广大海域的海洋生物资源造成了深远的不良影响。

第三,筑堤修坝等海洋工程的不良影响。某些海洋工程改变了所处海域的水动力条件,导致海域发生淤积等现象,浅海或滩涂生态环境恶化,进而导致海洋生物资源衰退。

第四,海洋污染严重破坏海洋生物资源。随着沿海地区经济的发展,污染源迅速增多,海洋污染经常发生,使海洋生态环境日趋恶化,给海洋生物资源造成严重威胁,并且使一些港湾渔场荒废,溯河性鱼虾类资源受到损害,海洋生物多样性降低,海产食品质量下降。此外,海洋油气开发与海运业的发展使石油污染呈上升趋势。因此,防治海洋污染是一个极其紧迫的课题。

第五,珍稀海洋生物濒临绝灭。我国海域不仅拥有丰富的海洋生物资源,还有不少珍稀物种,但由于过度捕杀等原因,数量都在急剧减少,有的种类几乎绝迹。

我国主要的珍稀海洋动物有儒艮、中华白海豚、北海狮、北海狗、斑海豹、灰鲸、蓝鲸、长须鲸、抹香鲸、露脊鲸、海龟、玳瑁、太平洋丽龟、中华鲟、松江鲈鱼、黄唇鱼、文昌鱼、鹦鹉螺、虎斑宝贝、冠螺、大珠母贝、红珊瑚等。

让水润泽生命

一方面是水资源缺乏,一方面是水污染严重,世间的生命正经受着缺水的考验,连生存都受到威胁。除了生命的生存,社会经济的发展、世界的绿色和美丽,所有的这一切都需要水的润泽,这就要求我们建立一个节水型的社会,一个节水型的世界。

建立节水型社会并不意味着牺牲经济发展和降低人民生活水平,而是要在建立节水型社会的同时,使经济得到更好的发展。在发展经济的过程中,使水资源的管理利用水平得到更大的提高,人民的生活水平也不断提高。在这方面已有不少国家有着成功的经验,如以色列、新加坡等国家,都是在建立节水型社会过程中,既发展了经济,又提高了人民的生活水平。

进入21世纪以后,节水更成为一个普世的价值观念。在注重节水的同时,不同区域之间的调水工程也是解决某一地区用水紧张的一条途径,但水的调度本身具有很大的不确定性,且会承担较多的风险。而水的回收利用和海水去盐等“造水”技术的发展,让人类似乎看到了解决水问题的答案。当然,对水污染的治理也是人类无法避开的一个问题。

一、节约用水

节约用水就是要求个人在日常的生活中对水的使用要有一个节约意识,养成节约用水的好习惯。更加重要的是,在农业灌溉、工业生产中运用节水的方法和技术,对水的节约会起到特别的效果。

生活中有很多节水的注意事项。比如,及时关紧正在滴水的水龙头,在厕所蓄水箱里安装节水装置,在水龙头上装个流水控制器。家庭用水一要注意避免浪费,二要做到一水多用。如淘米水可用来浇花,洗脸水可用来洗衣或洗脚。另外,经常进行漏水检查和维修,是家庭节水中非常重要的举措。

工业一般集中在城市或城市周围,我国城市用水量中工业用水量占60%~65%。其中约80%由工业自备水源供给。工业用水量大、供水比较集中、节水潜力相对较大且易于采取节水措施,因此,工业用水是城市节约用水的重点。

工业用水常用的一些节水方法有:采用能够节省用水的生产工艺及设备,在可能范围内将水循环使用;开展水平衡测试,计算每个生产单位所需的水量,然后设立查验措施,控制耗水量;设法缩短热水管,并将冷水管迁离蒸汽管及其他发热的地方。尽量降低水压;定期检查隐蔽水管,以防漏损,检查内部供水系统,修理有毛病的水箱、水龙头及其他的供水设施;尽量将水循环使用。推广蒸汽冷凝回用、间接冷却水循环利用、污水处理回用等节水技术;在公共建筑中,大力推广节水型卫生洁具和中水回用技术,提高用水重复利用率。

农业上节水措施比较多且很多技术和方法已经非常成熟。节水灌溉技术就是农业节水的重要举措,其中包括渠道防渗、管道输水、喷灌、微灌等。渠道防渗技术就是杜绝或减少由渠道或渠床而流失的水量的各种工程技术和方法。以较低的经费投入,长期保持将水源引用水量尽可能多地、安全、快速输送到田间,达到低投入、高效益的目的。管道输水灌溉是以管道系统代替田间渠系,通过低能耗的机泵和管道系统,将低压水输入田间,并可用末级软管直接浇地来满足作物需水要求的。喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系统(或喷灌机具),形成有一定压力的水,由喷头喷射到空中,形成水滴状态,洒落在土壤表面,为作物生长提供必要的水分。微灌是利用微灌设备组成微灌系统,将有压力的水输送到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种灌水技术。

除了节水灌溉外,农艺措施的改进也能实现节水的目的。根据水资源状况,调整作物种植结构,推广耐旱作物品种,可以减少作物全生育期的灌水总量,达到少灌节水的目的。土地板结,不仅会加剧蒸发和失墒,而且还会影响作物的生长发育,所以在雨后或灌水后要坚持及时划锄保墒,促进作物生长,尤其苗期和春季更为重要。秸秆覆盖还田是一种有效可行的农业节水措施,它能够减少作物植株间的无效蒸发,调节地温、抑制杂草滋生,还可以涵养更多的自然降雨,保蓄土壤水分,改良土壤。

除了让人们培养节水意识,在工农业生产中采用节水技术和方法外,利用经济手段来调节水的使用也是一条节水的思路。从经济学上讲,人对于水的需求是分几个层次的,最基础的是饮用水,饮用水不够人们会不问价格来买,这个需求是刚性需求。在刚性需求外就是弹性需求。在水价适中甚至偏低的情况下,无论是个人,还是企业,其用水就自然会多一些,如果提高水价,则弹性需求就可能会下降,或是减缓其对水使用的增长速度。通过经济杠杆的作用,一定程度上可以促使企业、个人积极采取有效的措施节约用水。

二、水的调度

跨流域调水工程是人类运用现代科学技术,改造自然,改变人类生存环境,保护生态平衡和促进经济发展的壮举,南水北调工程就是最为典型的。从20世纪50年代提出设想,经过几十年的研究,南水北调工程最终启动,确定的总体布局是分别从长江上、中、下游调水,以适应西北、华北各地的发展需要,即南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程。我国大陆地势形成三个阶梯。西线工程在最高一级的青藏高原上,地形上可以控制整个西北和华北,因长江上游水量有限,只能为黄河上中游的西北地区和华北部分地区补水。中线工程从第三阶梯西侧通过,从长江中游及其支流汉江引水,可自流供水给黄淮海平原大部分地区。东线工程位于第三阶梯东部,因地势低需抽水北送。

南水北调工程以解决沿线城市生活和工业用水为主要供水对象,兼顾农业及其他用水,建成以后经济效益和社会效益巨大,主要体现在:第一,将较大地改善北方地区的生态和环境特别是水资源条件,增加水资源承载能力,提高资源的配置效率,促进经济结构的战略性调整;扩大内需,保持全国经济的快速增长,实现全国范围内的结构升级和经济社会环境的可持续发展。第二,通过改善水资源条件来促进潜在生产力形成现实的经济增长,通过建立南水北调工程新型的运行机制,促进受水地区加大节水、治污的力度,逐步改善黄淮海地区的生态环境状况,使我国北方地区逐步成为水资源配置合理、水环境良好的节水、防污型社会,实现可持续发展。第三,能有效解决北方一些地区地下水因自然原因造成的水质问题,如高氟水、苦咸水和其他含有对人体不利的有害物质的水源问题,改善当地饮水的质量。第四,有利于缓解水资源短缺对北方地区城市化发展的制约,促进当地城市化进程。

除南水北调外,我国还有很多的调水工程,如引滦入津、引黄济青、北水南调(也就是把松花江和嫩江的水南调到辽东半岛)等。