书城自然科学环境科学知识
14499700000018

第18章 水资源的介绍(4)

更糟糕的是,开过来的列车并不是辆货车,而是惠灵顿—奥克兰的特快火车。该列车挂着9节车厢,里面坐满了准备度假的人们。

几分钟后,火车车头、煤水车和前5节车厢滑入洪水之中,车厢中令人心碎的尖叫声划破夜空。第6节车厢以45度角半吊在桥墩上,其后3节已脱钩,停在铁路上。

埃利斯见此状况,发疯似的朝车尾跑去,车厢中的乘客个个面如土色,被突如其来的一切惊呆了。埃利斯立即上车。帮助靠近车后的乘客安全着地。

但在车厢人员还未全部下车前,车厢突然滑动,一头栽进下方10米的急流之中。

埃利斯与车上其他乘客被困在车厢之中。车厢在黑暗中来回翻滚,洪水急速地涌入车厢。在泥水中翻动了50多米远,终于停了下来,车厢一侧着地,另一侧处于洪水之上。使人惊奇的是,埃利斯的手电筒完好无损,仍能使用。

他用电筒照了一下,车厢里的人还都活着。但他知道,这里不能久待,洪水正在大股大股地涌入车厢。他设法打破了头顶的车窗玻璃,在地面人员的帮助下,经过90分钟的搏斗,他终于把车上所有的乘客转移到了安全地带。在前5节车厢中,情况远不如这样乐观。不过令人惊讶的是,竟有28人钻出车厢,安全脱险。

这一灾难使全国上下为此震惊,使人迷惑不解的是灾难的原因。有人以为主要是因为暴雨或火山爆发造成的洪水泛滥所致,但事实真相远比这些猜想离奇。

其实真正原因是汪阿伊胡河北面35千米的鲁阿佩胡火山,它有两个山峰,并常发生火山喷发,在山顶下方300多米处是火山湖。当时,天然排水口被堵,新排水口比以往的小得多,湖水不断上涨,高出以往水面8米,而且水压也不断加强。这样,就在惠灵顿—奥克兰的列车向汪阿伊胡河开来前2小时,排水口突然增长,大量的湖水一下子涌入汪阿伊胡河。

由水泥、冰和石块组成的向下冲击的强大泥流称作火山泥流。这股只含30%水分的浓稠泥流夹杂着火山灰的泥石一齐高速向河床冲去。它的冲力巨大,以致好几节车厢被冲出2~3千米远。

水资源污染

在《圣经》的《旧约·出埃及记》的第七章中,有着这样一段话,“河里的水都变作血了。河里的鱼死了,河也腥臭了,埃及人就不能吃这河里的水,”这种描述不管它是“上帝”的意志,还是对当时客观事物的记述,但却表述了一种自然现象,这就是——发生在江河、湖泊中的“水华”或“水花”;发生在近海海域或海口的“赤潮”或“红潮”。

江河湖库或海洋出现水华或赤潮是水体受到严重污染的一种标志。导致水华、赤潮的主要污染物是有机物氮、磷、碳等,当水中这些物质过多,使得水域中某些浮游生物或藻类暴发性的繁殖,而这些生物的生长周期短,暴长与死亡交替,使得水体颜色异常。由于形成水华或赤潮的浮游生物或藻类的种类不同,水体呈现的颜色也不一样。如由于夜光藻、无纹多沟藻和一种纤毛虫的剧烈繁殖形成的水华或赤潮呈红色,绿色鞭毛藻大量繁殖时水体呈绿色,当一些硅藻为主时水体变为褐色。

一般赤潮多发生在水流相对平稳、日照强、水温较高、无风的天气。

水华或赤潮的发生,最直接地破坏了水体原有的生态平衡,由于这些浮游生物、海藻暴长,迅速覆盖了水面,使阳光难于照进水中,使水生植物光合作用受阻,释放氧气减少、威胁水中动物。同时,这些小的浮游生物等还可附着在鱼鳃上,使本已缺氧的鱼、贝类呼吸更加困难,以致大量窒息死亡;而且水华或赤潮生物剧长及死亡分解过程也都大量消耗水中的溶解氧,它们死后被微生物分解的过程还能产生某些生物毒素,也可使鱼、贝等中毒死亡。

20世纪以来,由于水污染越来越厉害,赤潮发生的次数越来越多、间隔时间越来越短。如日本的濑户内海,1955年以前,几十年才出现过5次,到了1965年一年之中就有44次,1975年一年竟达300次,濑户内海几乎是成了“红海”。

1933年,我国浙江的镇海、定海、台州一带近海海域也曾出现过赤潮。

近年来由于工业废水、生活污水、化肥、农药大量污染江河湖海,使水体富营养化,水华、赤潮频频发生,只要稍加注意就会有所发现。如1973年,大连湾海域发生赤潮,海水变成绿褐色,海湾内养殖的贻贝大量死亡,10天就减产了近500吨。

1977年天津近海赤潮,持续了20天,海水呈红褐色,致使大量鱼死亡。

1980年湛江海域赤潮,连续7天海水腥臭,水面死鱼、死虾飘浮。

1985年舟山渔场、厦门海域也多次出现过赤潮。这种现象只是水体受污染的一种情况,就已经给水生生态、人民生产、生活带来了很大损害,还有更多的污染及其危害我们还没有认识或没有足够认识。

受污染的母亲河

人可以几日不食,但不能几日无水。遍观世界,几乎人类都生活在有淡水的地方。所以人们称颂河流为“母亲河”。

我国的长江、黄河等七大江河干流水质良好,它们自古至今都是民族工农业生产的支柱。但近年来,一些临江大城市及乡镇企业工业的发展,把大量的含有毒有害物质的废水泄入江河,使少数河段或支流的河水成了祸及两岸的毒水。如长江流域污染严重的某地段,农田生产的大米中95%检测出有汞,蔬菜中100%检测出铬。东北大辽河水系的大米也曾因有毒有害物严重超标被大量销毁。

含污染物质的水对人体健康威胁极大,它通过多种渠道起作用。一是通过受污染物危害的动植物危及人类,像吃了体内积聚了甲基汞的鱼类、水产品及含重金属镉、铅等的粮食、蔬菜,会造成慢性或急性中毒,得上“水俣病”或骨痛病而终生难愈,甚至完全丧失劳动能力和死亡。其次是,直接饮用了受污染的水,使人群中出现似流行性疾病的势头,严重影响到人民正常生活与生产。淮河受污染严重的淮南段就曾出现过,当地许多人肠胃不好,腹泄、呕吐。甚至有个别村子没有青年人能通过参军体检。北京郊区也有过这样的情况,一个村子的中小学生上课都提不起精神,犯困、头晕;大人还没干活儿已很疲倦,经调查发现都与饮水上游农药厂排放的农药废水有关。还有一些地方流行的斑牙病等都与含氟水有关。人畜长期饮用含氟过高的水还会使骨骼变形,或引发皮肤等病,丧失劳动能力,牲畜既不能驱使,也不能食用了。还有,水污染物导致了人类癌症的直线上升。由于污染物多种多样,它们有各种有机化合物、重金属,这些东西在水中进一步产生物理、化学等变化,其中许多成为强致癌物,虽然人类对它们的研究还远不够,认识也有待进一步深化,但宏观表现出来的事实足以证明这些水污染物是人类健康的元凶。

为了人类健康,为了河流常青,我们必须对排入河流水域的生产废水和各种污水预先做无害化处理;同时,加强法制建设与有法必执,才能真正使江河造福于民,奔流不息。

关于农田灌溉

给耕地喝足水是保证粮食稳产高产,并扩大旱区可耕地面积的关键。不言而喻,节省灌溉用水开发新的水源是件头等重要的大事。为此,科学家进行了种种尝试。

前不久英国一家厂商用聚乙酰胺制成了一种海绵状聚合物颗料。将它掺入土壤里,能吸附比本身重40~50倍的水,可以在旱季或缺水时源源不断地为作物提供水分,但因价格太高目前尚难以普遍使用。鉴于这种情况,英国化学家又制成了一种聚合物胶液,能与细沙结成团粒,将这种团粒揉碎后掺入土中,就能改良土质结构并提高蓄水量。

聚合物颗料也可以用来吸尽沼地的淤水,这要比往沼地扔草土块的工效提高10~20倍,从而省下大量的人力和资金。经过这样处理过的泥土会变得像混凝土一样坚硬,成为车辆畅通无阻的道路。此外,一些科学家还用聚丙酰胺和聚乙烯制成了一种聚合水凝胺,可使土质保持潮湿。

为了防止土壤中水分蒸发,科学家还研制了聚合物薄膜,可以用来覆盖在旱区的水库斜堤上、水渠和蓄水池上,或用作富水区的排水、隔水材料。

盐、干旱和封冻这三者是威胁植物生命的因素,人们称它为“水应力”。

盐(硫酸盐、氯化物,尤其是氯化钠)在土壤溶液中的浓度增大,造成渗透压加大,植物不仅不能从土壤中吸到水分,相反,植物根茎中水分被土壤溶液倒吸,所以可溶盐含量高的土地会像干旱和封冻的土地那样,夺走植物赖以生存的水分。

盐还能使沃土贫瘠,因为它抑制了固氮微生物的生长和繁殖。因此,在尚未寻觅到耐盐力强的植物品种之前,用优质水排灌仍是改造盐碱地使其能耕种的唯一方法。但是,假如我们能调整植物和细菌的细胞机制,提高它们内部的渗透压,将使植物在恶劣的土壤环境中,能随意地汲取水分,这岂不是十分理想的方法?

许多植物能通过集中自身可溶化合物的分子,来抵御外界高盐溶液产生的作用。所以我们能见到一些作物比另一些作物耐盐,甚至在同类作物中进行杂交,以期获得耐盐力更高的品种。比如,戴维斯大学的研究人员在加拉帕戈斯群岛发现一种能在海浪波及的地方生长的只有拇指般大小的野生西红柿,与加利福尼亚州的一种西红柿进行杂交,获得了一种耐盐力较强的品种。

这品种若用掺和70%海水的水浇灌,2/3能成活,并有15%结了果,但是,收下的西红柿只有樱桃般大小。然而,这种杂交实验表明,耐盐力几乎是由遗传因素所决定。

戴维斯大学的研究人员首先对沙门鼠伤寒杆菌进行研究,以分析能合成大量脯氨酸的突变体是否比野生菌株更耐盐。

然而,脯氨酸真是最佳的保护者吗?