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第5章  认识水

一、地球上的水

地球上的水有海水、水蒸气、淡水(不含盐分普通的水)、冰等,大约有14亿立方千米。众所周知,水是地球上分布最广的一种自然资源。地球表面的3/4都被水覆盖着,所以地球又被称为“水的行星”。假如把地球上的这些水均匀地覆盖在地球表面,地球表面就会升高近3000米。假如真是这样,那么,日本的第一高山也是最有名的富士山,恐怕只剩下山顶没有被淹没了。

虽然地球的储水量是如此丰富,但海水就占了整个储水量的98%,而淡水量的全部总和只不过占总储水量的大约2%。

占地球水资源总量98%的海水,在太阳光的照射下,通过蒸发作用,就会变成水蒸气,被大气吸收。而大气中的水分,不久又会变成云,假如遇到冷空气就会形成雨,降落到地面,成为地下水,从而流入江河湖泊,最后注入大海,成为新的海水。海水就是这样周而复始地循环往复。

淡水资源大部分都是以冰山的形式存在于南极和北极。

水资源是指全球水量中对人类生存和发展可用的那些水量,主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量,所以可以理解淡水储量并不等于水资源量。实际上能供人类生活和工农业生产使用的淡水资源还不到淡水总储量的万分之一。

对水资源总量的统计和计算通常是比较复杂的。水资源中最能反映水资源数量的特征就是河流的年径流量,它不仅包含降雨时所产生的地表水,而且包括一些地下水的补给,因此,常用年径流量来比较各国的水资源。现在,全球年径流量大约为4.7×1012立方千米。

二、人类与水

通常情况下,人类只要有可以喝的淡水,那么,即使没有食物,也可以活十几天。当然,每个人的身体情况不相同,能坚持的时间也不一样。可是,如果反过来,有几天不喝水,你一定是非常难坚持的。

水对于人类为什么会如此重要呢?首先,这和我们的身体结构有关。

在我们的身体里,血液有80%是水,皮肤里有70%是水,肌肉里有75%是水,就连我们的头发里面都有水,虽然我们肉眼看不见,可头发里有13%是水。如果平均一下,大概人体里70%都是水。水是我们人体的一个重要组成部分,假如身体里的水都被挤出去的话,人体就会像咸鱼那样变得干扁扁的,里面几乎没有什么东西。而且,每天我们的身体还会以出汗、小便等形式向外排出水分,每天大概有2~3升的水被排出体外,因此只要补充排除体外的水量,才可以保持身体水分的平衡,从而维持正常的身体机能。

由于生活方式的不同,我们平均每人每天的用水量大概在150~300升。水是我们生活中不可缺少的东西,喝水,刷牙、上厕所、洗衣服、洗脸、洗澡、做饭等都要用水。假如是四口之家,冲厕所100升,洗澡200升,洗衣服300升,厨房250升,洗手100升,其余大概50升,加起来每天大概就要用水1000升。假如用普通250克的袋装牛奶袋分装这些水,要装4000袋。假如真是牛奶的话,可以够你喝多少年呢?

除了日常生活用水外,工厂的生产和农业生产都需要消耗大量的水。在一些发达国家,生活用水加上工业用水,平均每人每天大约要消耗400~500升。

水对人类是如此的至关重要!相信很少有人愿意去沙漠里面居住,因为那里水太稀缺了,简直比黄金还贵。

三、鱼和水

即使是在太平洋的正中间钓鱼,那么,也很难钓到。这是为什么呢?生活在海洋中的鱼类实际上大多生活在靠近陆地的一些地方。

在靠近陆地的海洋里,生长着大量的植物性浮游生物,它们是一些鱼类的食物。小鱼吃植物性浮游生物,大鱼再吃小鱼,从而形成了一条食物链。鱼类就是这样生存下来的。大自然也是这样顺利地进行循环往复。

为什么植物性浮游生物在靠近陆地的海里会很多呢?这是因为,近海含磷、钙、镁、硫、钾、钠、氧气等比较多,这些都为植物性浮游生物提供了大量的营养盐类。这些营养盐类都是由陆地上人类的活动产生的,有的是从土壤中排出的,随水流入江河湖泊,最后注入到大海里面。

可是,如果水中营养盐类的浓度过高,就会产生一种“富营养化”的状态,那些植物性浮游生物就会进行大量繁殖。这种现象假如发生在海洋里,就叫“赤潮”。浮游生物异常繁殖,就会大量消耗、溶解氧气,海里氧气被这些浮游生物用没了,鱼类没有氧气就不能呼吸,自然就会导致死亡。

虽然海洋里的鱼类生存需要这些从陆地上流入海洋里的营养盐类,但也并不是越多越好。

另外,鱼类不能生活在一些受到污染的水里。假如把200毫升(相当于一袋牛奶的容量)的植物油倒入河里,大约需要用130缸浴缸(300升)的水进行稀释,才能恢复到鱼类生活的那种水质状态。因此,鱼类的生存状态也可以反映出水质的一些情况。

四、不再安全的雨水

植物和农作物一般都需要雨水的滋润。很多人都会认为,雨水是干净的。在一些缺水的地方,雨水会被收集起来进行利用。但是,因为工厂排放大量废气,汽车排放大量尾气等,里面含有的硫化物(二氧化硫、三氧化硫等)、氮氧化物进入大气中并且发生化学反应,污染了雨或雾,然后随雨降落,就成了酸雨。

根据水溶液中氢离子的浓度,一般用pH值来表示,从而判断水是酸性还是碱性。pH值的范围从1~14,7为中性,大于7就为碱性,小于7为酸性,值越小,酸性越强,就越大,碱性越强。比如,我们平常食用的醋,其pH值就为2.5,柠檬饮料的pH值则为2.3.

实际上,通常情况下的降雨并不是中性的。因为不论多么干净的雨水,里面都溶解了一些空气中的二氧化碳,因此pH值通常为5.6左右,呈弱酸性。这种程度的雨水也是无害的,不能称为酸雨。酸雨就是指pH值小于5.6的降雨。

酸雨的危害是非常大的,它可以腐蚀建筑物和城市里的那些雕像,可以使湖中的鱼类死亡,酸雨对人体也是有害的。酸雨还使森林的树木枯萎,让庄稼死亡。

五、水资源危机

水资源是一种基础性的自然资源,可如今已经成为各国的战略性经济资源。2002年在南非约翰内斯堡举行的可持续发展世界首脑会议上,水被列为可持续发展的五大世界性课题之首。

自从第一次工业革命以来,尤其是第二次世界大战以后,世界就有了一个相对长的稳定时期。世界各国尤其发达国家的工业开始迅速发展,全球人口保持着快速增长。一方面,人类对水资源的需求量开始日益增多;另一方面,日益严重的水污染大量侵蚀原本已经稀缺的可利用的水资源。相关报告显示,全球每日约有200吨垃圾被直接倒入河流或湖泊中。按每升废水可以污染8升淡水来进行计算,再想想之前说过的治理污水的难度,那么,我们还有多少可利用的水资源呢?

现在,世界上有许多国家都面临着水资源短缺的危机。全世界有12亿人用水短缺,30亿人缺乏用水卫生设施,每年都有300万~400万人死于和水有关的疾病。水资源的危机正威胁着世界和平与可持续发展。在过去的50年里,因水引发的冲突有507起,其中37起有暴力性质,21起最终演变为一场军事冲突。

就中国而言,中国也是一个水资源非常短缺、水灾害频繁的国家。虽然中国的水资源总量位居世界第六位,但因为人口众多,人均占有量只有2500立方米,是远远低于世界人均水量,仅相当于加拿大的1/48,美国的1/5,在世界排第110位。如今,中国已被联合国列为13个贫水国家之一。

在城市里,长期以来,人们一直认为自来水是安全卫生的。但是,因为水污染,如今的自来水已不能算是卫生的了。中国有82%的人饮用浅井和江河水,其中水质污染严重、细菌超过卫生标准的占75%,有1.6亿人的饮用水受到一些有机物的污染。从自来水的饮用标准看,中国尚处于一个较低水平。一项调查报告显示,在全世界自来水中,测出的化学污染物有2221种之多,其中有些被确认为致癌物或促癌物。中国的自来水厂现在仅能采用沉淀、漂白、过滤、加氯消毒等方法,把江河湖水或地下水经过简单加工后输入自来水管道。自来水加氯可有效杀除病菌,同时也会产生较多的卤代烃化合物,这些含氯有机物的含量成倍增加,是引起人类患各种胃肠癌的重要原因。据最新资料透露,目前中国主要大城市只有23%的居民饮用水符合卫生标准,小城镇和农村饮用水合格率更低。目前,城市污染的成分非常复杂,受污染的水域中除重金属外,还含有不少农药、化肥、洗涤剂等有害残留物,即使是把自来水煮沸了,上述残留物仍旧驱之不去,而煮沸水中则增加了有害物的浓度,降低了有益于人体健康的一些溶解氧的含量,而且也使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物显著增加,所以,饮用开水的安全系数也是不高的。

从20世纪50年代,长江上游20多条河流平均萎缩了37.1%。世界自然基金会发表报告,将长度与水量均为世界第三的长江列入世界面临干涸的10条大河之一。母亲河黄河1972年第一次断流,1997年断流226天,近700公里河床干涸。华北地下水严重超采,形成面积7万多平方公里的世界上最大的地下水漏斗区,地面下沉,海水入侵。海河300条支流,无河不干,无河不臭。自从20世纪90年代末以来,土地沙化速度上升到每年3400多平方公里。

32个百万人口以上的特大城市中,有30个长期受缺水困扰。全国668个城市中,有400多个供水不足,100多个严重缺水。全国农田受旱面积年均3亿亩左右,平均每年减产粮食280多亿公斤,占全国耕地总面积的1/6.

水资源短缺,已成为中国经济社会可持续稳定发展的制约因素。中国的水资源总量在1997年为27855亿立方米,而2004年就降到24130亿立方米。而且更可怕的是,中国水资源总量居然还在下降。