书城童书《水知识篇》(上)
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第8章 地球的“慢性病”(1)

清水与污水

由于人类大规模的生产活动,在使用水的同时,往往使某些有害的物质进入水体,引起天然水体发生物理上和化学上的变化。比如一条河流,从发源地开始,水十分清澈,没有污染。经过漫长的河道,途经许多工厂和城镇村庄,汇入了四面八方的工业废水和生活废水后,河水就再也不是清澈的了。如果有造纸废水汇入,河水就变成了黑褐色;如果有钢铁工业的废水汇入,水中的有害物质的量就会大大增多,这时的水就受到了污染。人类大规模的生产活动包括的范围十分广泛,诸如矿山的建设和开采,工业、农业生产的活动等等。工业生产活动排放的废水和废渣,农业喷洒的农药和大量的施肥,城镇生活污水等等都可导致江河湖海的污染,使天然水体逐渐失去原有的价值和作用。引起水体污染的物质,称为污染物质。

工业生产过程中所排放的工业废水、废渣、废气的污染尤为重要。工业废水中含有多种污染物质,它们来自工业生产的各个环节,这些污染物质随着工业废水排到河流。湖泊或近海。

我们常常看见一些河流或近海水面上漂着油膜、泡沫、杂物;有些水域是黑的,有些又是黄的;有些水面上冒着热气,有的还放出臭气。如果我们取一些水,送到化验室化验一下,就可以发现水中含有不同数量的各种有害的化学物质,例如酚、氰、砷、汞、农药等等。

水体中所含的污染物质都来自不同的工业废水。钢铁、焦化和炼油工厂一般排放含有酚类化合物与氰化物的废水。而砷、汞、农药等可以在化工厂、化纤厂、农药厂、皮毛厂等企业排放的废水中找到。

这些污染物一旦进入水体,就使水中污染物的含量增高。有时超过地面水容许标准的几倍、几十倍,甚至上千倍。有些虽然含量很低,例如六六六、DDT等农药,但它们不应在天然水体中存在,如果在河流、湖泊、近海发现了它们,我们也认为水体受到了污染。

污染物产生的地方称为污染源。根据污染源的形态,一般把它分为点污染源、线污染源、面污染源。工厂、矿山等可以认为是点污染源;输油管道可以认为是线污染源;农田、城市地面则是面污染源。不同形态的污染源污染水体的方式不尽相同。

工厂点污染源排放污水的方式,跟污染源所处的地理位置有关。由于工厂采用不同的排污方式,它们对水体以及工厂周围环境造成的影响、后果和危害都不一样。

有的工厂首先把污水排入下水道,与城市生活污水混合后再排入水体,这种排放方式常被一些小企业所采用。它对河流造成的污染情况比较复杂,河流中有生活污水的影响,也有工业污水的影响。还有的排污方式是用专门的排污管道或渠道把污水排入附近的水体,采用这种办法的工厂通常距离水体较远。这种排污方式比起直接排污来说,它对水体的污染程度相对要小一些。这是因为有些污染物已经在排污管道中沉淀了;还有一些污染物像酚,有可能在排污管道中在细菌的作用下得到部分净化。另外一种是所谓的渗井排放,有少数工厂把污水排入渗井、渗坑,这种方法虽然不会对地表水体立刻造成污染,但是它对地下水的污染却十分严重。受污染的地下水再渗入河流后,同样会给河流带来污染。渗并排放是一种绝对禁止的排放方式!

接连不断的水体大面积污染,使有限的水资源变得更加短缺。据统计,目前中国每年排放污水超亿吨,其中80%以上未经过任何处理,直接排入江河。还有未经处理的工业固体废料、有害气体以及人类的生活垃圾等等也直接污染水源。

位于安徽省中部的巢湖是中国五大淡水湖之一,流域总面积13310平方公里,流域人口600多万人。然而昔日碧波荡漾的湖水已经泛不起涟漪了。据《中国青年报》记者1996年5月22日的报道,湖畔3000多家企业的各类工业废水和生活污水,毫无顾忌地排入湖中,每天排放总量达53万吨。腐烂发臭的水藻结在一起,使湖水失去了活力,又黑又臭,鱼虾无影无踪。

为合肥市百万居民供水的自来水厂,也因湖水污染而一度发生供水危机。6年来合肥市居民,拧开水龙头洗脸,不得不忍受水中的臭味,喝下这水,肚子就胀得难受。

太湖流域是中国工农业最发达和经济增长最具活力的地区之一,也是著名的旅游胜地,曾吸引了不少中外游客,同时也带来了经济的腾飞。依傍太湖的无锡市居民也为自己身处“鱼米之乡”而感到自豪!

然而,1995年7月3日,当无锡市民拧开水龙头时,却闻到了一股浓烈的臭味。7月5日,日供水16万吨的梅园水厂因取水口污染而被迫停产,尽管市政府采取从中桥水厂借水的紧急举措,终因管路长水压低,无法供水上楼。从而出现了天上下大雨,太湖发大水,而部分居民没水用的奇怪现象。为什么会这样呢?原来太湖的水质因受到严重污染而变得浑浊不堪。

素有“鱼米之乡”之称的太湖,由于水体污染,频繁出现死鱼事故,众多的养殖水面被迫放弃。嘉兴市是浙江省重要的商品鱼基地,北部水域共有外荡养殖5.6万亩。1994年,受污染水域2.7万亩,经济损失363.88万元。1995年上半年,受污染水域2.3万亩,死成鱼1234.4吨,鱼苗1500万尾.经济损失1006.69万元,致使许多渔民负债累累。养殖业衰退了,繁荣起来的是一些乡镇小企业,尤其以化工和印染这类对环境污染严重的企业为最。据了解,宜兴市1994年化工产值占全市工业总值的17.6%,纺织印染产值约占20%。该市处于划定的隔湖保护区内的污染企业有37家,其中重污染企业21家。许多化工、印染企业的经济效益是以牺牲生态环境为前提的。号称华夏第一镇的吴江市盛泽镇有16家丝绸织造印染厂,致使该镇周围河道湖塘里的水不仅不能饮用、养殖,就连种田浇地都有问题,污染一直影响到浙江嘉兴一带的地面水质量。同时,进入太湖的工业、生活污水每年也约达20亿吨。由居民、禽畜、宾馆等带入的富营养化物质氨、氮分别占总量的31.5%和53.6%。而且在太湖风景区内的宾馆、招待所等几乎没有污水处理设备,生活污水直接排入湖中。太湖,何日水质能变清,已成为广大人民关心的热点。有毒的工业污水工业生产过程中使用的水,不仅要有足够的量,而且对水质也有其特定的要求,若达不到水质标准,就可能对生产造成各种危害。

如工厂用的冷却水不仅要求有足够低的水温,同时还要保证冷凝器导热性能良好。如果冷却水中含有较多的溶解盐类及过多的悬浮物,在冷却设备运行过程中,由于水的蒸发和浓缩作用,就会使水中盐类浓度升高或从水中析出沉淀,并附着在冷凝器管壁上,这样就会降低冷凝器的导热性能,有时还会堵塞冷凝设备,甚至损害整个装置。蒸汽锅炉用水对水质的要求也非常严格,如果水质达不到要求,在锅炉受热管壁上会慢慢地结上锅垢,这样不仅要多消耗燃料,严重时甚至造成锅炉爆炸。制革中使用的水如果水质不好,就会严重影响产品质量;纺织业中也是如此,水质不好会使纺织物粗糙,难以染色。

食品工业对水的要求就更为严格了,水质不但要符合饮用的要求、不得妨碍人体健康,而且还要注意生产工艺过程对水质的要求,否则将会带来很多的麻烦。例如,啤酒酿造工业中,所用的水不允许有硫酸钙存在,否则将影响麦芽发酵;葡萄酒酿造过程中,不允许水含有氯化钙、氯化镁,否则会影响酵母菌的生长活动;制糖用的水不得含有影响甘蔗或甜菜等原料发酵的腐败物质,含盐量大了也会影响糖的结晶。

这样我们可以看出,一般天然水不直接用于工业生产,需要适当处理后才能使用。如果水体受到污染,在使用前必须作更多的处理,这样增加了处理费用不说,有时还会缩短机器的使用寿命,甚至影响产品的质量。

水与农业

水对农作物也会产生影响。如果灌溉的水受到污染,水中含有过多的盐分,水蒸发后盐分就会留在土壤里。久而久之,土壤的化学成分就会发生变化。土壤中盐分的不断增加,会使农作物吸水困难,同时提高了植物体内盐分的浓度。这时,为了提高作物根系吸水能力,就要相应增加灌溉次数,以便维持足够的土壤含水力,降低土壤盐分浓度。另外,植物体内的盐分浓度增加和积累,会损伤植物细胞,影响植物正常的生理活动。从而,会导致农作物减产。

随着水体污染,有很多地区使用被污染了的水来灌溉庄稼。在城市生活污水中,通常含有钙、镁等多种微量元素和丰富的有机质,为了充分利用这些资源,在缺水地区修建一些污水处理灌溉工程,有时是经济可行的。但是,污水中的化学成分北常复杂,利用污水灌溉后,有时会使农作物的质量下降。我们都知道,西瓜是甜的,可在一些地区,由于利用污染后的水进行灌溉,田里长成的西瓜却变成了咸西瓜。如果污水中含有有毒物质,灌溉后还有可能把毒物残留在农作物中。据我国东北某环保所的调查研究发现,某灌区随着污水灌溉导致土壤污染的加重,当地生产的大米做出的饭有一种特殊的气味,颜色发黑,大米的粘度明显降低,生产的苹果、葡萄中的营养成分也有下降的趋势。而且,各种作物的产量也明显地下降。

太湖污染

太湖流域是长江水系最下游的一个支流区域,以太湖为中心,西界天目山、茅山,东、北、南三边面江临海,面积36500平方千米,以黄浦江为主要泄水道,形成一个相对封闭的独立的水资源区。

由于优越的水土资源和水运条件,有史以来,该地区就以经济和文化发达著称。目前太湖流域的国民经济总产值和财政收入,已分别占我国国民经济总产值的1/8和财政收人的1/6。我国目前工业总产值超过100亿元的城市有20个,而在这个区域就占了5个。

流域内在50年代初除苏州河外,基本上没有污染,水体环境良好,水色清,鱼虾游。60年代黄浦江水质开始恶化,发生黑臭,江南运河各城市段也相继开始出现污染。目前全流域每天排放废水达1000万吨,其中上海、无锡、苏州、常州、杭州、嘉兴、湖州七市废污水排放量约占80%,这些污水大部分未经处理。水污染来自工业排污、农业的农药和化肥流失,以及城市生活用水、水运船舶排污等,而主要是工业污水,因此污染水域与工业污水处理密切相关。污染物以有机污染为主,其排入量超过河流的自净能力,使水质恶化。

太湖是太湖流域水资源的主要调节湖泊,年平均蓄水量44.3亿立方米,现在的200来条进口河道每年带进来的水约52亿立方米,这样,太湖水体每年都可得到一次更换。

它担负着流域防洪和供水的任务,约有2000万人口的饮用水与太湖密切相关,其中上海市1200多万人的饮用水大多从黄浦江抽取,太湖来水量的大小与水质好坏,直接影响黄浦江的水质。由于沿太湖的城镇将污水排入河道,流入太湖,太湖部分水域也受到轻、中度污染。太湖污染源以沿湖城镇和入湖河流带进来的污染物为主,由于太湖容积大,清洁水补给来源多,以致目前太湖仍能保持比较好的水质。但近年来,太湖西部水域营养过剩,出现营养型污染,已经引起广泛注意。

黄浦江是太湖流域的主要泄水河道,每年泄水量达100亿立方米,占全流域的70%~80%。上游有拦路港、园泄径和大柳港三条河流汇入于米市渡,米市渡以下至入海口吴淞口长83千米。黄浦江既是太湖流域的主要泄水河道,又是上海市的纳污河道。目前上海市工业废水每天约有400万吨,生活污水约有100万吨,大部分未经处理,除一部分直接排入长江口外,大部分都排入黄浦江,造成黄埔江水体严重的污染。

曾经美丽的太湖

江南运河自长江边的谏壁至杭州,全长312千米,从古到今运河两岸一直是商业和工业地带,人口密集,行船如梭。常州、无锡、苏州、嘉兴、杭州五大城市均在运河沿岸,运河从谏壁南下,地势不断降低,到苏州、嘉兴之间为最低点,嘉兴以南地势又有升高。运河沿线横切了数十条大河道,因此,运河水情复杂,流量小,流水不畅,流向不定,污染扩散问题十分复杂。目前污染主要集中在常州至苏州段和杭州段。在这两段里,常州、无锡、苏州和杭州向运河排入大量废污水,由于运河水量不足,河流中大部分是废污水,因此污染严重,经常发生黑臭。

淮河的污染

1994年7月23日,淮河下游发生特大污染事故。7月上旬至7月中旬,淮河支流沙河、颍河流域普降暴雨。

为防止洪灾,河南省开闸向下游放水,由于河南省境内的沙河、颍河污染严重,开闸放水时造成大量污水下泄,19日洪、污水到达安徽蚌埠。20日凌晨3时,蚌埠闸开闸下泄污水2亿立方米,在淮河干流上形成70千米长的污水团带。23日下午,污水前锋进入江苏淮阴,造成淮阴市淮河下游特大污染事故。这次污染事故具有污水量大,流速小和污染物浓度高,毒性大等特点。污水所到之处,自来水厂停产,鱼类死亡。直接经济损失达2亿元,还使江苏、安徽150多万人的饮水发生困难。

淮河污染已引起了党和国家的高度重视。1994年5月,国务院环境保护委员会在蚌埠市召开沿淮四省人大、政府和国家11个部委负责人的会议。8月,国家环境保护局在淮阴市召开淮河水污染事故现场会。1995年8月,国务院发布第183号令,由李鹏总理亲自签署。具体包括:

杜绝新污染源的产生,禁止在淮河流域兴建化工和造纸企业;在1996年6月底之前,全部关闭5000吨以下的造纸厂;1997年实现全流域工业污染源达标排放;2000年使淮河变清。国务院有关部门和淮河流域内河南、安徽、江苏、山东四省加强了淮河流域水污染防治工作的组织领导和协调,明确目标,制定计划,抓住重点,认真贯彻、落实各项防污措施,已取得了许多成果。

典型水污染

病原微生物

污染主要来自城市生活污水、医院污水、垃圾及下雨时地面上汇集的污水等方面,是一种污染历史最久的污染类型。洁净的天然水一般细菌的含量很少,病原微生物更少,采用在城市水厂常用的消毒方法或煮沸后就可消除危害。受病原微生物污染后的水体,微生物急增,其中许多是致病菌、病虫卵和病毒,它们往往与其他细菌和大肠杆菌共存,所以通常用细菌总数、大肠杆菌指数等指标来衡量病原微生物污染的程度。常见的致病菌是肠道传染病菌。每升生活污水中细菌总数可达几百万个以上,其中包括霍乱、伤寒、痢疾等病菌。