水資源污染的原因

【專家解說】：看完他 必需一定以及絕對要看完他 水是人類發(fā)展不可缺少的自然資源，是人類和一切生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)今世界，水資源不足和污染構(gòu)成的水源危機(jī)成為任何一個(gè)國家在政策、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上所面臨的復(fù)雜問題和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素。1992年1月聯(lián)合國在冰島舉行了水和環(huán)境國際會(huì)議，呼吁尋找新的途徑，對淡水資源作出評價(jià)、發(fā)展和管理。1993年，世界銀行提出了有關(guān)水資源的新課題。糧農(nóng)組織最近成立了一個(gè)關(guān)于水和持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的國際項(xiàng)目（LAP-WASAD），這些信息表明，水資源問題已引起全世界的關(guān)注。 人類對水資源的開發(fā)利用分兩大類：一類是從水資源取走所需的水量，滿足人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要后，數(shù)量有所消耗，質(zhì)量有所變化，在另外地點(diǎn)回歸水源。另一類是取用水能（水力發(fā)電）、發(fā)展水運(yùn)、水產(chǎn)和水上游樂，維持生態(tài)平衡等，這種利用不需要從水源引走水量，但是需要河流、湖泊、河口保持一定的水位、流量和水質(zhì)。本節(jié)所討論的水資源利用情況主要是第一類用水形式。 3、水資源的重要作用 1) 調(diào)節(jié)氣候。水是大氣的重要成分。雖然大氣中僅含全球水量的百萬分之一，然而，大氣和水之間的循環(huán)相互作用，確定了地球水循環(huán)運(yùn)動(dòng)，形成支持生物的氣候。大氣中的水幫助調(diào)節(jié)全球能量平衡，水循環(huán)運(yùn)動(dòng)起著不同地區(qū)的能量傳輸作用。 2) 水磨塑造地球表面的形態(tài)。流動(dòng)的水開創(chuàng)和推動(dòng)土地地貌的形成，重排地表景觀以及三角洲形成等。水是形成土壤的關(guān)鍵因素，也在巖石的物理風(fēng)化中起著重要作用。 3)水具有物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ堋Ｋ梢暂斔投喾N多樣材料和營養(yǎng)物質(zhì)。水輸送物質(zhì)的形式有兩種：溶解的礦物質(zhì)和整體物質(zhì)。大氣中的各種顆粒物質(zhì)可以沉降到水體，然后由水輸送。從這一方面可以看到，水可以把環(huán)境污染物輸送、擴(kuò)散到更遠(yuǎn)、更廣泛的區(qū)域。 4) 水是一切生物必不可少的物質(zhì)。生命的形成離不開水，水是生物的主體，生物體內(nèi)含水量占體重的60~80%，甚至90%以上。水是生命原生質(zhì)的組成部分，并參與細(xì)胞的新陳代謝，還是生物體內(nèi)外生物化學(xué)發(fā)生的介質(zhì)。因此，一切生命都離不開水。水與生物以各種方式相互作用。在一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)，水是決定植被群落和生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素之—，還可以決定動(dòng)物群落的類型、動(dòng)物行為等。 5) 水是人類賴以生存和生產(chǎn)的最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。水與人類的關(guān)系非常密切，不論是生活或是生產(chǎn)活動(dòng)都離不開水這一寶貴的自然資源，水既是人體的重要組成，又是人體新陳代謝的介質(zhì)，人體的水含量占體重的2/3，維持人類正常的生理代謝，每天每人至少需要2~3L水。工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)田灌溉、城市生活都需要消耗大量的水。但是，隨著人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加劇，全球的水循環(huán)已大大偏離了它的自然狀態(tài)，水的流動(dòng)已發(fā)生了顯著的變化。人口迅速增長，加快了對水資源的消耗，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展嚴(yán)重污染了水體，森林破壞改變了蒸發(fā)和徑流方向等，這些人類活動(dòng)造成了水資源的嚴(yán)重破壞，使世界面臨著水危機(jī)。 1、世界水資源概況 世界各地自然條件不同，降水和徑流相差也很大。年降水量以大洋洲(不包括澳大利亞)的諸島最多；其次是南美洲，那里大部分地區(qū)位于赤道氣候區(qū)內(nèi)，水循環(huán)十分活躍，降水量和徑流量均為全球平均值的兩倍以上。歐洲、亞洲和北美洲與世界平均水平相接近，而非洲大陸是世界上最為干燥地區(qū)之一，雖然其降水量與世界平均值相接近，但由于沙漠面積大，蒸發(fā)強(qiáng)烈，徑流量僅為151mm。相比之下大洋洲的澳大利亞最為干燥，與降水量761mm相對其徑流量僅為39mm，這是由于澳大利亞的有2/3地區(qū)為荒漠、半荒漠所致 2、世界水資源的供給與利用 通常人們將全球陸地入海徑流總量作為理論上的水資源總量，即全球水資源總量為47000km3，而這一水資源數(shù)量在全球分布又是不均勻的，各國水資源豐缺程度相差很大。人類在早期對水資源的開發(fā)利用，主要是在農(nóng)業(yè)、航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面，而用于工業(yè)和城市生活的水量很少，直到本世紀(jì)初，工業(yè)和城市生活用水仍只占總用水量的12%左右。隨著世界人口的高速增長以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水資源的消耗量越來越大。世界用水量逐年增長，1900~1975年間，每年以3~5%的速度遞增，即每20年左右增長一倍。到2000年，世界總用水量將達(dá)到6000億m3，占世界總徑流量的15%。 隨著人類文明的進(jìn)步，對水資源的需要量越來越大，1985年用水量為1950年的3.5倍。其中農(nóng)業(yè)用水占總水量的比例由1950年的78.2%下降到1985年的61. %5；而工業(yè)用水與城市用水占總用水量的比例由1950年的22.7%，增加到1985年的34.6%。但可供人類使用的水資源卻不會(huì)增加；甚至?xí)蛉藶榈奈廴镜纫蛩囟蛊滟|(zhì)量變差，可利用數(shù)量減少。加之，世界淡水資源的分布極不均勻，人們居住的地理位置與水的分布又不相稱，使水資源的供應(yīng)與需求之間的矛盾很大，尤其是在工業(yè)和人口集中的城市，這個(gè)矛盾更加突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近40年來，全世界農(nóng)業(yè)用水量僅增加了2倍、工業(yè)用水增加了7倍，而生活用水增加的更多。 3、水危機(jī)產(chǎn)生的原因 從總的水儲(chǔ)量和循環(huán)量來看，地球上的水資源是豐富的，如能妥善保護(hù)與利用，可以供應(yīng)200億人的使用。但由于消耗量不斷的增長和可利用水域的污染等原因，造成可利用水資源的短缺和危機(jī)，主要有以下幾個(gè)方面的原因： 1) 自然條件影響：地球上淡水資源在時(shí)間和空間上的極不均勻分布，并受到氣候變化的影響，致使許多國家或地區(qū)的可用水量甚缺。例如我國長江、珠江、浙、閩、臺(tái)及西南諸河流域的水量占總水量的81.0%，而這些地區(qū)的耕地僅占全國的35.9%；而華北和西北地處于干早或半干旱氣候區(qū)，其降雨和徑流都很少，季節(jié)性缺水很嚴(yán)重。北非和南撒哈拉地區(qū)、阿拉伯半島、伊朗南部、巴基斯坦和西印度是年降雨長期平均變化最大的區(qū)域，其變化幅度超過40%。美國西南部、墨西哥西北部、非洲西南部、巴西最東端以及智利部分地區(qū)也是如此。因此，世界許多地區(qū)會(huì)出現(xiàn)區(qū)域性的供水危機(jī)。 1、概況：我國江河眾多，流域面積在100km2以上的河流有5萬多條，1000km2以上的約有1500多條。但受氣候和地形的影響，河流分布很不均勻，絕大部分河流分布在我國東部濕潤、多雨的季風(fēng)區(qū)，西北內(nèi)陸氣候干燥、少雨，河流很少。 我國有1 km2以上的湖泊2300多個(gè)，總面積7187 km2，約占國土面積的0.8%；湖水總儲(chǔ)量約為7088億m3，其中淡水量占32%。 我國還有豐富的冰川資源，共有冰川43000余條，集中分布在西部地區(qū)?？偯娣e58700km2，占亞洲冰川總量的一半以上，總貯量約52000億m3。 我國平均年降水量為61889億m3，平均降水深648.4mm，年均河川徑流量27115億m3，合徑流深284.1mm。河川徑流主要靠降水補(bǔ)給，由冰川補(bǔ)給的只有500億m3左右。我國年平均地下水資源為8287.6億m3。 根據(jù)分析計(jì)算，我國地表水和地下水的量分別為27115和8288億m3，扣除二者間的重復(fù)量7279億m3后，則我國多年平均水資源總量28124億m3。 2、我國水資源特點(diǎn) 我國水資源的時(shí)空分布特點(diǎn)，可通過降水、蒸發(fā)、徑流等水平衡要素的分布反映如下： 1) 水資源總量較豐富，人均和地均擁有量少 我國多年平均年水資源總量為28124億m3，其中河川徑流約占94%，低于巴西、前蘇聯(lián)、加拿大、美國和印度尼西亞，約占全球徑流總量的5.8%，居世界第6位。平均徑流深為284mm，為世界平均值的90%，居世界第7位?？梢?，我國的水資源量還是比較豐富的。然而，我國人口眾多，按12億人口計(jì)算，平均每人每年占有的河川徑流量2260m3，不足世界平均值的1/4，分別是美國人均占有量的1/6，前蘇聯(lián)的1/8，巴西的1/19和加拿大的1/58。我國地域遼闊，平均每公頃耕地的河川徑流占有量約28320m3，為世界平均值的80%。所以，人我國水資源量與需要不適應(yīng)的矛盾十分突出，以占世界7的耕地和6%的淡水資源養(yǎng)活著世界上22%的人口。 隨著人口的增長，城市化、工業(yè)化以及灌溉對水的需求日益增加，21世紀(jì)將出現(xiàn)許多用水緊缺問題。在可供淡水有限的情況下，應(yīng)積極采取措施保護(hù)寶貴的資源。一般采取以下幾種措施。 1、提高水的利用效率，開辟第二水源 這是目前解決水資源緊張的重要途徑，主要方法有： 1) 降低工業(yè)用水量，提高水的重復(fù)利用率 降低工業(yè)用水量的主要途徑是改革生產(chǎn)用水工藝，爭取少用水，提高循環(huán)用水率。如煉鋼廠用氧氣轉(zhuǎn)爐代替老式平爐，不但提高了鋼的質(zhì)量，而且用水量降低了86~90%。 現(xiàn)在世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家都把提高工業(yè)重復(fù)用水率作為解決城市用水困難的主要手段。有的國家還輔設(shè)了專門供工業(yè)循環(huán)用水的管道，效果很好。我國近幾年來，對水的重復(fù)利用也逐步開展起來。在一些水源特別緊張的城市，水的重復(fù)利用率已達(dá)到較高水平，如大連市為79.5%，青島為77.3%，太原為83.8%，但整體水平還比較低，平均工業(yè)用水重復(fù)利用率僅為20~30%。 如果把全國工業(yè)用水的平均重復(fù)利用率從目前的20%提高到40%。每天可節(jié)水1300萬t，相應(yīng)地節(jié)省供水工程投資26億元，節(jié)水量和經(jīng)濟(jì)效益都是相當(dāng)可觀的。 提高工業(yè)用水重復(fù)利用率，不僅是合理利用水資源的重要措施，而且減少了工業(yè)廢水量，減輕了廢水處理量和對水體的污染。 2) 實(shí)行科學(xué)灌溉，減少農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi) 全世界用水的70%為農(nóng)業(yè)灌溉用水，但其利用率很低，浪費(fèi)嚴(yán)重。據(jù)估計(jì)，全世界有37%的灌溉水用于作物生長，其余63%都被浪費(fèi)掉了。因此，改革灌溉方法是提高用水效率的最大潛力所在。 渠道滲漏是世界各國在發(fā)展灌溉事業(yè)時(shí)遇到的共同問題。據(jù)國際灌溉排水委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)，灌溉水滲漏損失量一般為15~30%，高的甚至達(dá)到50~60%。我國滲漏損失一般為40~50%，高的甚至達(dá)到70~80%。由于大部分灌區(qū)的渠道沒有防滲措施，我國南方長江、珠江、東南沿海等地渠道水利用系數(shù)平均為0.6，其它各片為0.5。估計(jì)全國渠道滲漏損失的水量可達(dá)到1700多億m3。因此，防滲渠道和暗管輸水等工程技術(shù)的應(yīng)用可以得到明顯的節(jié)水效果。 灌溉方式的改進(jìn)，是農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要途徑。60年代在以色列發(fā)展起來的滴灌系統(tǒng)，可將水直接送到緊靠植物根部的地方，以使蒸發(fā)和滲漏水量減到最小。當(dāng)前，國外灌溉節(jié)水技術(shù)的發(fā)展趨向是采用完整的灌溉排水管道系統(tǒng)，它具有能源消耗少，輸水快，配水均勻、水量損失小，不影響機(jī)耕等優(yōu)點(diǎn)。此外，一些國家還研究了新的灌溉技術(shù)，如涌流灌溉、水平畦田灌溉、采用自動(dòng)升降豎管等。內(nèi)布拉斯加農(nóng)業(yè)和自然資源研究所設(shè)計(jì)了一種灌溉計(jì)算機(jī)程序，利用各小型氣象站收集來的數(shù)據(jù)計(jì)算各地區(qū)生長的不同作物的蒸發(fā)蒸騰率，指導(dǎo)農(nóng)民調(diào)整灌溉日期。自動(dòng)灌溉技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)控制流量、監(jiān)測滲漏、調(diào)節(jié)不同風(fēng)速和土壤濕度條件下的用水量，并使肥料用量最佳化。我國最新的研究表明，覆蓋滴灌對水的利用效率更高，是適合干旱半干旱地區(qū)的新型灌溉技術(shù)。 3) 回收利用城市污水、開辟第二水源 回收和重新使用廢水，使其變?yōu)榭捎玫馁Y源是另一種提高水使用效率的方法。在東京,城市水回收中心通過三級(jí)水處理廠慢沙過濾回收廢水，氯化消毒后用于沖洗高層建筑的廁所。北京也曾修建過類似的“中水道”系統(tǒng)。 2、調(diào)節(jié)水源流量，增加可靠供水 前述水資源緊張的第一個(gè)原因是自然條件的影響，如氣候、地理位置，淡水分布不均勻等問題。人們試圖通過調(diào)節(jié)水源流量、開發(fā)新水源的方式加以解決。 1) 建造水庫: 建造水庫調(diào)節(jié)流量，可以將豐水期多余水量儲(chǔ)存在庫內(nèi)，補(bǔ)充枯水期的流量不足。不僅可以提高水源供水能力，還可以為防洪、發(fā)電、發(fā)展水產(chǎn)等多種用途服務(wù)。目前，各國在江河上建造的庫容超過1億m3的水庫共有1350個(gè)，總蓄水量達(dá)到4100km3。 然而，在很多工業(yè)發(fā)達(dá)國家，隨著建庫地址的選擇日益困難，增加新蓄水設(shè)施的成本迅速提高，水庫發(fā)展的速度明顯減慢了。發(fā)展中國家的水庫建造仍處于全盛時(shí)期。在建庫時(shí)，還必須研究對流域和水庫周圍生態(tài)系統(tǒng)的影響，否則會(huì)引起不良后果。 2) 跨流域調(diào)水: 跨流域調(diào)水是一項(xiàng)耗資昂貴的增加供水工程，是從豐水流域向缺水流域調(diào)節(jié)。由于其耗資大、對環(huán)境破壞嚴(yán)重，許多國家已不再進(jìn)行大規(guī)模的流域間調(diào)水。巴基斯坦的西水東調(diào)工程和澳大利亞的雪山河調(diào)水工程以及我國近年來相繼完成的引黃濟(jì)青、引灤入津和引灤入唐等工程都是從豐水流域向缺水流域供水的大工程，我國的南水北調(diào)工程也已開始動(dòng)工。 3) 地下蓄水: 目前，已有20多個(gè)國家在積極籌劃人工補(bǔ)充地下水。在美國，加利福尼亞的地方水利機(jī)構(gòu)每年將25億m3左右的水貯存地下。到1980年，該州已有3450萬m3的水貯存在兩個(gè)水利工程項(xiàng)目的示范區(qū)內(nèi)；其單位成本平均至少比新建地表水水庫低35~40%。美國國會(huì)于1984年秋通過立法，批準(zhǔn)西部17個(gè)州興建蓄水層回灌示范工程。在荷蘭，實(shí)現(xiàn)人工補(bǔ)給地下水后，解決了枯水季節(jié)的供水問題，每年增加含水層儲(chǔ)量200~300萬m3。 4) 海水淡化: 海水淡化可解決海濱城市的淡水緊缺問題。目前，世界海水淡化的總能力為2.7km3/a，不到全球用水量的1‰。沙特阿拉伯、伊朗等國家海水淡化設(shè)備能力占世界的60%，在沙特阿拉伯還建造了世界上最大的淡化海水管道引水工程。 5) 拖移冰山: 此工程在近期內(nèi)還不可能實(shí)現(xiàn)，仍處于計(jì)劃階段。據(jù)估計(jì)，南極的一小塊浮冰就可獲得10億m3的淡水，可供400萬人一年的用量。 6) 恢復(fù)河、湖水質(zhì): 采用綜合防治水污染的方法恢復(fù)河湖水質(zhì)。即采用系統(tǒng)分析的方法，研究水體自凈、污水處理規(guī)模、污水處理效率與水質(zhì)目標(biāo)及其費(fèi)用之間的相互關(guān)系，應(yīng)用水質(zhì)模擬預(yù)測及評價(jià)技術(shù)，尋求優(yōu)化治理方案，制訂水污染控制規(guī)劃。采用這種方法治理的河流，如美國的特拉華河、英國的泰晤士河、加拿大的圣約翰河等水質(zhì)都得到恢復(fù)，增加了淡水供應(yīng)。 7) 合理利用地下水: 地下水是極重要的水資源之一，其儲(chǔ)量僅次于極地冰川，比河水、湖水和大氣水分的總和還多。但由于其補(bǔ)給速度慢，過量開采將引起許多問題。在開發(fā)利用地下水資源時(shí)，應(yīng)采取以下保護(hù)措施： (1) 加強(qiáng)地下水源勘察工作，掌握水文地質(zhì)資料，全面規(guī)劃，合理布局，統(tǒng)一考慮地表水和地下水的綜合利用，避免過量開采和濫用水源； (2) 采取人工補(bǔ)給的方法，但必須注意防止地下水的污染； (3) 立監(jiān)測網(wǎng)，隨時(shí)了解地下水的動(dòng)態(tài)和水質(zhì)變化情況，以便及時(shí)采取防治措施