(1)“生物圈2号”的贫困
世纪之交,当我们为日新月异的工业化、城市化和现代化而发出赞叹时,却又惊异地发现,周围的生存环境正发生巨大变化:人口膨胀、空气污染、河流变色、生态破坏、资源锐减、水土流失、耕地减少、垃圾围城、饮用水质恶化、噪声污染严重……同时,按照目前世界已探明的储量和年开采量计算,地球上的石油只能开采45年、天然气只能开采56年、铅22年、锡23年、银30年、金31年、铋50年、铀68年。照此下去,我们的子孙将何以为生?人类文明能在地球上存在多久?人类的生存环境正遭到贫困的威胁。人类要想生存发展,必须面对现实,对当前生态环境贫困有一个清醒认识,并在此基础上作出明智选择。做到这一点,需要不断提高全民环境意识。遣憾的是,公众对环境污染和生态贫困的认识,往往局限在自己的生活空间。公众环境意识还停留在初级水平。我们生活在地球环境中,可以说每时每刻都离不开地球,但到底人类与日趋贫困的地球有哪些关系。
地球是一个椭圆形球体,半径为6378公里,质量有6亿公斤,表面积为50981万平方公里。地球不仅每天自转一圈,而且还以每秒30公里的速度绕太阳公转。关于地球的形成,宇宙大爆炸理论认为,大约在200亿年前,太阳系星云开始收缩,形成一个以太阳为中心的星系,星云中的大部分物质聚集在一起,形成了太阳;少量的重金属元素聚集在一起,形成了绕太阳公转的行星。地球作为太阳系的一个成员就这样诞生了。地球诞生之初温度很高,而且没有大气,在时间的长河中,地球逐步冷却下来,岩石中溢出的大量气体使地球有了原始大气。但是,早先的大气并不包含人类生存必不可少的氧气。此后的情况还在不断地变化着。在地球漫长的历史演化中,从无机到有机,从简单到复杂,终于孕育并诞生了生命。生命物质经过不断进化,形成目前我们所见到的丰富多彩的复杂生态系统。天文学家曾作过一个比喻:假想能把地球50亿年的历史压缩成1年,那么原来的1亿年就变成一个星期,实际演变中的160年就变为1秒。假定太阳系的行星包括地球形成于1月份,那时,地球大气的主要成分还是氢,此时简单的生命形态已经出现。后来氢逃脱了地球引力的束缚,氮和氧气成为地球大气的决定性成分。到了3月份,单细胞生物出现。此后,生物仍在不断进化,而且同时变化的是大部分氢已经逃散,各类生物的习性逐渐与氧相适应。到了11月未,各类植物已经在各大陆争先恐后生长,构成真正的植物王国。稍后,各种动物大量繁殖,征服各个大陆。但是,恐龙等古代巨形爬行类动物只在地球上称雄一个星期,就在12月25-26日灭绝。到了12月31日23时,中国猿人——北京人出现。新年来临前10分钟,尼安德特人在地球上站立起来。又过了5分钟,现代人诞生。新年只差30秒钟内,地球人数增加100倍。这种增加,在最后的若干秒内更是快得难以置信,仅在最后1秒钟内全球人口又就增长3倍,追根究底,人类是地球的产物,大地的儿女。没有地球,就谈不上人类。
人类是地球的产物,包含两层意思:一是地球在演变过程中也孕育人类;二是地球的丰富物产又养育人类。我们每个人都与地球有着极为密切的关系。人类所居住的地球,周围是厚厚的空气,其厚度约有1400公里,称作地球大气圈。有了大气圈,人类和生物才能够呼吸。没有大气圈,地球表面无法保存太阳能量,就会忽冷忽热;没有大气圈,太阳的紫外线和外层空间的宇宙射线就会直射到地球表面,使地球上的生命受到伤害;没有大气圈,地球上的水分就会散发到外层空间。地球上有江河湖海,还有地下水资源。这就是水圈。人类生活离不开水,动物、植物也离不开水。水是生命的乳汁。至于地壳岩石和浮土,科学家们则称之为岩石圈。对于地球上生命而言,土壤的意义尤为重要。地球上的土壤是植物的母亲。它孕育着花草树木。人类和许多动物的生存都离不开土壤,我们的身体也是靠大地来支撑。粮食、蔬菜、水果都要靠土壤才能生产。地球的岩石和土壤中,蕴藏着大量的煤炭、石油、金属和水资源。有了这些,可炼制出钢铁、制造机器、制造出塑料和化学纤维;还可以发电,获得动力。有人曾做过一个试验,首先测定地球岩石中各种化学元素所占的比重。结果发现,除了构成人体血液原生质的主要成分碳、氢、氧、氮和岩石的主要成分硅以外,人体血液和岩石中的其他元素所占的比重竟然基本相同。这就是人类赖以生存的环境,我们的居住地,我们的家园。每一个地球村的村民都应该像爱护自己的家园一样爱护地球。人类只有一个地球,只有一个家园。“生物圈2号”的失败更说明了这一点。所谓“生物2号”,实际上是一个人造的模拟地球环境的实验基地。科学家们将人类赖以休养生息的地球称为“生物圈1号”。为了试验人类离开地球能否生存,美国从1984年起在亚利桑那州建造了一个几乎密封的,被称作“生物圈2号”的实验基地。这个基地占地1.3万平方米,容积20.4万立方米,设计及建设花费了2亿美元。建成后,每年的维护费也达数百万美元。按照设计,“生物圈2号”内有土壤、水源、空气和多种多样的动植物和微生物。科学家希望这个模拟地球环境的实验室能够提供足够的食物、水和空气,以供8名进入“生物圈2号”工作的研究人员生活两年。然而,实践表明,在现有技术条件下,人类还无法模拟出一个类似地球,并可供人类生存的生态环境。“生物圈2号”的失败至少说明目前这个设想不现实。
1993年1月,8名科学家进入“生物圈2号”。一年多以后,由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳,部分二氧化碳又与建设“生物圈2号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙,导致基地中的氧气含量从21%下降到14%。与此同时,基地内的二氧化碳含量猛增。另一个意外是“生物圈2号”运行三年后,其中的一氧化氮含量猛增至79%,足以使人体合成维生素b12的能力减弱,危害大脑健康。
在实验过程中,科学家们还发现,除了藤本植物比较繁盛之外,所有靠花粉传播繁殖的植物都已灭绝。大树也摇摇欲坠。昆虫中,除了白蚁、蟑螂和蝈蝈之外基本都已死亡。人造海洋中生物的生存情况略好于地面。但人造沙漠由于没有控制好降雨,却变成了草地。实验中还发现,“生物圈2号”上层的温度远高于预计的数字,而下层的温度又大大低于预计的数字。1996年1月1日,哥伦比亚大学接管了“生物圈2号”。1996年9月,由多名专家组成的委员会对该实验进行了总结。这些专家认为,目前人类还无法用人工保持地球的活力,没有人知道怎样建成脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的自然生态系统。
有人说,地球污染了,资源用光了,人类将来可以移居到外星上去,在当今科学技术水平下不可能办到。我们所处的银河系中大约有上亿颗与太阳类似的恒星。天文学家们对于其他“太阳”周围的行星还一无所知。银河系中大约有400亿颗恒星伴有与地球、金星、木星等相类似的行星。每颗恒星都有10颗行星,银河系中就有4000亿颗行星。但是,这些行星与所伴恒星的距离是否合适,是否适合人类生存,人类能否达到那里,有多少人能达到那里?太阳系中有十大行星,地球是其中之一。但是,在十大行星中,只有地球适合人类生存,其他行星要么离太阳过远,寒冷无比;要么离太阳太近,酷热难耐,人类难以在那里生存。科学家指出,只要地球与太阳的距离加长1%,地球就会被冰所覆盖。已知,在太阳系中,靠近太阳的水星和金星,其表面温度分别为800度和500度;远离太阳的木星、土星、天王星和海王星,其表面温度为零下200度至零下500度。另外,地球能够孕育人类,一是因为地球的大小。如果地球太大,地球引力过强,大气圈又会太厚,空气密度太大,有害气体也会增多;二是地球内部“发动机”运转适度。地球内部犹如一部由放射性元素为原料的巨大发动机,如果这部发动机转动太慢,火山就不会喷出,海洋和大气圈就难以形成,地球的重要组成物质铁——也就不会熔融并沉降为液体态的地核,地球磁场也就不会存在;如果这部发动机运转太快,火山就会过度喷发,超量的火山气体和火山炭尘就会遮蔽太阳,大气就会被压缩,地表也会因为连续的火山爆发和强烈地震而频繁发生变形。不难想象,在浩瀚的银河系中,适合于生物生存,并能使生物进化于较高级阶段的行星远没有4000亿颗。有人估计,这类行星最多只有100万颗。凡是可能孕育生命的场所都适合于人类生存。但如何才能达到那样的行星?光的传播速度是每秒30万公里。天文学家把光行走一年称为一光年。太阳光到达地球只需要8分钟,而离地球最近的恒星,其距离也有4.5光年,离地球最远的有70000光年。如果用用宇宙飞船,把全世界60亿人口运到几光年或几十光年的行星上去,是何等巨大的工程。即便只运走1%,也有6000万人。那么,剩下99%怎么办?唯一的选择就是保护好地球——人类独一无二的家园。
(2)环境贫困化
所谓环境,是指与人类密切相关的自然物质、能量及其相互作用的总和。构成环境的基本要素有光、热、土、气、动物、植物,以及这些自然要素与人类长期形成的各种依存关系。《中华人民共和国环境保护法》把环境定义为“影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜、城市和乡村等。一个良好的自然生态环境,是人类生存和发展的基本条件。”
环境贫困已经成为全人类共同关注的热点问题,1986年的6月5日,即世界环境日那一天,联合国环境规划署发布了一组令人触目惊心的数字:全世界每年有2100万公顷耕地由于荒漠化而减产或弃耕;地球上已有2.5亿万个植物种类和1000多种蔬菜面临灭绝危险;本世纪内地球覆盖率已减少了九成;不仅是水资源,而且已有7%的海洋正在遭受污染;有18亿人因饮水污染而患病,每天有2.5万人因饮用受到污染的水而死亡;有2.8亿人正在走向环境难民的行列;由于环境污染和生态恶化,到本世纪未,将有14个国家不能养活自己。这组数字公布之后,在全世界引起极大震动,也引起许多国家政府的高度重视。14年来,有相当一部分国家在环境保护方面采取了较为有利的措施。但是,全球性环境贫困趋势尚未得到根本控制,还在进一步恶化下几个方面:一是大气污染严重,全球气候变暖,臭氧层受到破坏,酸雨危害频繁;二是森林植物被面积减少,水土流失严重,荒漠化日趋扩大,生物多样性减少;三是淡水资源危机,江河湖海污染日趋严重;四是有毒化学品污染有增无减。
当代环境贫困问题是从古代环境问题逐渐演变而来,实际上环境贫困问题贯穿于人类发展的整个阶段。但在不同历史阶段,由于生产方式和生产力程度不同,其环境贫困贫困的类型、影响范围也不尽一致。在古代,曾发生过毁林垦荒、猎狩动物而造成水土流失、一些动物从地球上消失等。本世纪中叶以后,特别是近二三十年以来,随着人类社会加速发展,人口的增多,生活水平的提高,物质资源的消耗越来越多,环境污染越来越严重,超过了环境的承受能力和人类的忍受能力。根据史书记载,1600年,全球人口只有5.45亿;1800年增加到9亿;1900年又增加到16.25亿。1980年达到44亿。到了1987年达到53亿,1995年又达到57亿,1999年已超过60亿。也就是说,在最近400年内,全球人口增长9倍,进入90年代以后,全世界每秒钟出生3人。有人预测,到下世纪的三四十年,全球人口将达到100亿;下世纪未,全球人口将超过140亿。德国一位动物学家预测说,如果世界人口按目前每秒钟3人,每天25万人的速度增长,到公元2600年,全球人口将达到630亿。那时,每人在陆地上只能占有0.23平方米的面积,南极和喜马拉雅山也将挤满人类。联合国资料显示,目前每100万人口的城市,每天要消耗2000吨食品,62.5万吨水,9500吨燃料,还有衣物,日用品等。同时还将产生不少于30万吨的污水,2.5万吨的二氧化碳,300吨二氧化硫。人口的增加,加剧了对资源的消耗,水源、煤炭、石油的过量开采,森林锐减,耕地不足,生物多样性破坏,使环境贫困问题日益突出。大自然向人类的生存和发展提出严峻挑战。分析环境贫困产生的原因,可以分自然因素和人为因素两大类。自然界的一些异常现象也会失衡。如火山爆发、地震、海啸、洪水泛滥、泥石流等都有可能造成环境污染与生态破坏,对人类及动物的生存环境构成威胁或危害。
在古代,人类活动引起的环境贫困并不明显。那时,自然因素引起的环境贫困占主导地位。本世纪以来,人为因素成为主导可分为两类,一类是环境破坏,它是由于不合理开发和利用自然资源而引起的生态破坏,例如森林的过度采伐,造成森林覆盖面积减少、水土流失严重;不合理地开发水资源和兴修水利,引起土地沙化,盐泽化、地下水位下降。其结果是使自然生态平衡遭到破坏,久而久之就影响人类的生存和发展。前苏联曾在埃及援建过一个叫做斯旺的尼罗河大坝。大坝建成,虽收到一定的社会经济交益,但因此却造成严重环境问题。由于大坝挡住肥沃的淤泥,致使尼罗河下游的土地日益贫脊;由于河中营养物质大量减少,影响尼罗河三角洲和地中海的渔业生产,仅埃及沙丁鱼的捕捞量每年就减少18000吨。大坝建成后,还加剧灌区血吸虫病的流行,引起局部地震。这是人类活动引起生态环境的一个具有代表性的例证;另一类是环境污染,它是人类生产和生活有意无意地向环境排放数量可观的有毒有害物质引起。污染物排放超过环境的自净能力或环境质量标准就形成污染。污染物的大量排放,使环境构成状态发生变化,其后果引起生态系统的破坏,进而影响人们的正常生活,危害人体健康。日本科学家对大气污染的起源问题进行了深入研究。他们认为,如果大气中的氧化物和二氧化碳物质沉降,必将在北极的冰层中有所体现。据此思路,他们在北极圈最南部,即北纬66度51分,西经46度15分,标高为2000米的地方,凿取了一根长205米的冰柱进行化验。结果表明,1800年前后的冰层中ph平均值为5.35,明显呈酸性。特别是1820-1830年间的冰层,由于大气氧化物增加,ph值较低。到1999年的冰层,ph值降到5.15。科学家们在排除火山活动而引起的酸性增高的可能性之后断定,ph值的下降纯系人为造成的污染。因为17世纪60年代到18世纪30年代,正是欧洲产业革命时期。此后的环境恶化原因更是不言而喻。
当代的环境贫困虽然是古代和近代环境问题的延续和发展,但它已形成新的特点,概括起来有:一是全球化。以往环境贫困问题的影响及危害主要集中于污染源附近的或特定的生态环境里,其特点是局部性或区域性,对全球环境的影响不大。但近年来环境贫困问题已超越国界,如最为世人关注的温室效应、臭氧层破坏、酸雨等,其影响范围不但集中于人类居住的地球陆地表面和低层大气空间,而且涉及到高空、海洋。一个国家的大气污染,特别是二氧化硫排放量过大,可导致相邻国家和地区受到酸雨危害。而全球气候变暖,两极冰川融化,海平面不断升高,几乎对所有国家和地区,尤其是沿海国家和地区造成毁灭性灾害。二是综合化。本世纪五六十年代,人们最关心的环境贫困问题是“三废”污染及其对健康的危害。但当代环境贫困问题已远远超出这一范畴而涉及到人类生存环境的各个方面,包括森林锐减、草原退化、沙漠扩展、土壤侵蚀、城市拥挤等诸多领域。三是高技术化。原子弹、导弹的试验,核反应堆的使用及其事故,以及电磁辐射等对环境都会产生严重影响。1986年4月26日前苏联切尔贝利核电站第四号反应堆发生爆炸的核污染事件,是有史以来最严重的一次核污染,造成31人当场死亡,273人受到放射性伤害,13万居民紧急疏散,据估计,这场灾难的强度相当于广岛原子弹的500倍。事故产生的放射尘埃随风飘散,使欧洲许多国家受害,受害人不少于30万。跟踪调查表明,此后十多年,又有5000多人因受核辐射患病死亡,其中60%是受害者因无法忍受核辐射的痛苦而自杀。另外,还有3万多人落下终生残疾。四是政治化和社会化。环境贫困问题已渗透到社会生活的各个方面,成为各种国际活动和各国政治纲领的重要内容。
(3)水资源贫困
地球表面几乎有3/4被水覆盖。生态学家们把它称为水圈。水圈,还有大气圈、土壤圈,都是生命系统不可缺少的维持系统。一切动植物,包括我人类,离开水就无法生存。尽管地球上的水资源从储量很大很大,据框算约有139亿亿立方米。但实际上,其中97.5%是人类不能直接消费的咸水,淡水只有2.5%。即使在这2.5%的淡水中,绝大部分是地球南北两极和高山冰雪、冰川,人类能直接利用的仅0.5%,也就是说,人类可以直接利用的淡水资源只有全球总水量的2.5%的0.5%,即0.125%。
目前人类对淡水的消费量已占可使用淡水资源总量的54%。按照国家通行标准,淡水消费量占有本国淡水量总量的20%-40%即为中高度缺水国家,超过40%的为高度缺水国家。据统计,全世界有100多个国家缺水,严重缺水的国家和地区有43个,占全球陆地面积的60%。80年代中期,印度曾发生连续几年干旱,使8亿多人深受缺水之苦。墨西哥也是一个水荒严重的国家,常年有40%的居民得不到安全饮水。德国、荷兰、丹麦都曾经出现过水荒,被迫进口淡水。澳大利亚的降水也比较少,大部分地区年降水量不足300毫米。水资源不足已成为许多国家社会经济发展的重要制约因素,甚至影响到人们的基本生活条件。《联合国保护世界水资源报告》中说,发展中国家至少有3/4的农村人口和1/5的城市人口,常年不能获得安全卫生的饮用水,17亿人没有足够的饮用水。联合国的又一份报告则进一步指出,目前世界1/3以上人口,近20亿人面临高度缺水的压力。淡水资源短缺将严重制约下个世纪经济和社会发展,并可能导致国家间冲突。我国也是贫水国家之一。我国水资源总量为28124亿立方米,居世界第六位。但人均占有量只有2200立方米,仅为世界人均占有量的1/5强,排在100位以后,已被列入全球12个贫水国家的名单。近几年,我国农村每年缺水约300亿立方米,有6000-8000万人常年饮水困难,年均受旱面积3亿亩,减产粮食200多亿公斤;在我国600多个建制市中,有近400个城市缺水,100多个城市严重缺水,年缺水量达60多亿立方米。造成工业产值损失2000多亿元。有关专家预测,到2000年,全世界用水量将达到6000亿立方米,占全球径流量的14%以上。有人认为,到2025年,全世界人口增至83亿时,如果不合理开发利用水资源,将有1/2的人口遭受中高度缺水的压力。21世纪,水资源贫困将像能源贫困那样,成为人类面临的严重问题。全世界范围的水资源贫困,必然引起水资源的纠纷甚至战争。
水环境贫困,主要有表现在两方面:首先是水资源短缺,供需矛盾突出,我国是个水资源相对贫困的国家。之所以说相对贫困,是指人均占有量很少。北方缺水尤为严重,许多城市和农村经常出现水荒。由于缺水,人民生活和工业生产都受到较大影响。而且,从发展角度看,随着经济和人口的快速增长,全国缺水的状还将延续下去,甚至愈演愈烈。其次是水体污染比较严重。目前我国的江河湖库普遍受到不同程度污染,除部分内陆河流和大型水库外,污染程度呈加重趋势,工业发达城镇附近的水域污染尤为突出。
据监测,长江全流域水质符合一、二类标准的为45%,符合三类标准的为31%,属于四、五类的标准范围的水体占24%,其主要污染指标是氨氮、高锰酸盐指数和挥发酚。黄河流域污染严重,其干流部分河段受到有机污染,支流中的汾河、渭河、湟水河、伊格河的部分河段污染最为严重。监测表明,全流域符合一、二标准的占5%,符合二类标准的占35%,属于四、五类标准范围的则占60%,其主要污染指标为氨氮、高锰酸盐指数、生化需氧量和挥发酚。
我国对黄河水资源流径的观察开始于1919年。在1922-1932年间,黄河曾经历过历时11年的枯水段。但在1972年以前,除了1960年三门峡水库关闸蓄水曾造成下游断流外,黄河下游从未出现过断流。1972年,黄河下游首次出现断流。此后断流频繁,断流时间、断流河段长度也不断增加。70年代平均每年为21天,80年代为36天。进入90年代情况更加严重。1991-1999年,每年都出现断流。1995年3月4日至7月23日,黄河下游的利津站共断流121天,断流长度约740公里,是历史上前所未有的。专家们预测,2000年以后,黄河将会年年断流或出现10年之内断流八九次的局面。最长断流时间将达到140-200天。昔日“黄河西来决昆仑,咆哮万里触龙门”的景象将难以再现。
黄河断流的原因复杂,主要是中上游地区用水增加的结果。黄河虽然号称中国的第二大河,但水量只有580亿立方米。随着黄河流域用水量的猛增,截流、引水工程越来越多。据有关部门介绍,黄河上游宁蒙段50年代引量只有50亿立方米左右,到了90年代已达到150亿立方米;下游段50年代引水30亿立方米,90年代超过100亿立方米。目前仅黄河中游地区建立的大中小型水库多达到300余座,总库容量510亿立方米,几乎是黄河一年的总水量。据粗略统计,目前整个黄河流域引水300多亿立方米。黄河河道中的水被截流、引走,河道中自然就无水。专家们警告说,黄河断流将使沿岸出现沙漠化,黄河每年所夹带的泥沙达16亿吨。黄河断流,必将使河道泥沙冲击两岸,侵蚀两岸良田。根据监测,1999年珠江域水质符合一、二类标准的占31%,符合三类标准的占47%,属于四、五类标准的占22%,问题十分突出;海河流域,包括水库在内,符合一、二类标准的占42%,符合三类标准的占17%,属于四、五类标准的占41%,部分河段污染较重。从全国来看,浙江、福建一带的河流水质较好,只有少数河段存在污染,符合一、二类标准的占63%,三类标准的占25%,属于四、五类标准的占12%。另外值得庆幸的是,我国的内陆河流水质良好,符合一、二类标准的占61%,三类标准的占29%,四、五类标准的只占10%。
广义讲,还包括湖泊、水库、渔业水域。从全国来看,较大的淡水湖泊污染面广,富营养化严重。在列入评价的11个湖泊中,巢湖污染最重,有六项指标超标,其中总磷、总氮的平均值超标8.22倍和2.73倍;其次是滇池,有八项指标超标,总磷、总氮超标4.96倍和2.03倍,汞超标2.5倍。全国各大型水库有的属于中、轻度污染,其中汾河水库污染最重,门楼水库次之。关于海域污染,以渤海和东海污染较重,南海较轻。但总体上看,近海海域水质恶化。
当今无论是中国还是其他一些国家,尤其是发展中国家,水污染问题相当严重。按照环境专家们的说法,水体有一定自净能力,但是当排入江河湖海及地下水体中的污染物超过水体的自净能力,使水和水体底泥的感官性状及物理、化学性质发生变化,降低水体的使用功能,导致水体用途破坏,即可称为水体污染。
水体变黑、变臭是非常严重的污染。实际上,有些污染肉眼看不到。如某些重金属和化学物质对水体的污染,无法用肉眼看到,而危害却非常严重。按照污染物种类,可把水体污染分为病原体污染、有毒化学物质污染、需氧物质污染、营养物质污染、石油污染等几类。生活污水、畜禽养殖污水、医院污水就常含有病菌、病毒、寄生虫等多种种原体。水体受到病原体污染,就会成为疾病的传播媒介。霍乱、甲肝、肠炎等疾病大面积流行,造成成千上万的人患病,往往就是因为水体受到病原体污染。有毒化学物质污染主要是重金属和难以分解的无机物,如汞、镉、铅、铬、钒、钴等物质造成,其中以汞、铅、镉危害最大,它们进入水体后,往往通过水生物动植物中的食物链而富集。我们再食用这些动植物就会受害。日本有名的水俣病就是有机汞污染造成。需氧物质是指碳水化合物、蛋白质等有机物,常常悬浮于水体中,微生物在分解这些物质时需要消耗水中的氧气。因此我们把这类物质称为需氧物质。氧的减少,势必危及水中生物的生存。而一旦水中的氧被耗尽,这些有机物又会进入厌氧分解,产生硫化氢、氨等有害气体,使水质变黑变臭,生物绝迹。所谓营养物质,是指可以促进水中植物超常生长,进而导致水质恶化的氮、磷等物质。如果水体中这类物质超过一定限度,就有可能促使水体中藻类大量繁殖,引发水华、赤潮,导致鱼虾、贝类大量死亡。石油污染主要发生在港口、海域。水面如果被油膜覆盖,会造成水中缺氧,影响水生物的生存;如果油类粘附在鱼鳃上,会使鱼窒息。同时,油类污染还会使水产品的品质恶化以至不能食用。总之,水污染无论对人,还是对水中生物的危害都很大。
多年前,还可在附近的几条小河垂钓。外出劳动,口渴了,到哪个河都可喝水解渴。现在谁敢随随便便喝野外的水?不解决水污染问题,人类就难生存下去。
水污染主要来源于两个方面。一是工业废水。这是水体主要污染源。工业废水具有量大面广,组成复杂,所含污染物质多,毒性大,处理起来比较困难等特点。按照废水来源可以分为造纸废水、印染废水、化工废水、食品废水、钢铁工业废水等。按照废水中的主要污染物,又可以分为酸性废水、碱性废水、含重金属废水、有机废水、含油废水、含砷废水、含酚废水、放射性废水等。二是生活污水,尤其是城镇生活污水。生活污水中含有大量的有机物、氮、磷等植笔营养元素,同时还含有大量的病原体,是江河湖海的一大污染源。此外,来源于农田的含有农药、化肥的雨水、灌溉水也是造成水库、河流水质恶化和富营养化以及地下水污染的重要因素。所以,控制、防治水污染首先必须从源头抓起,有针对性地采取措施。
水污染更加剧了水资源贫困。湖南岳阳某村,经济倒是很发达,建了不少小造纸厂。造纸厂用水量都很大,排水量也很大。据当地村民讲,几年前就已出现地下水位下降和变味。更为严重的是,造纸厂排出的大量污水,严重污染了方圆百公里的河流,使河水不能再饮用。据资料介绍说,如果一只小小的钮扣电池中的镉或汞渗入地下水系,就会使60万升水受到污染,其污染的水量,比一个人一生所用的水量还要多。目前全世界每年排放的污水是4000-5000亿立方米。这些污水排入江河之后,造成5-6亿立方米水体污染,可以说,全世界的多数河流都受到不同程度的污染。其中约有40%的河流稳定流量受到严重污染。据世界卫生组织统计,1990年,在发展中国家就有3/5的人难以获得安全饮用水,约有18亿人由于饮用受污染的水而遭受疾病的威胁。全世界每年有25000人的死亡与饮用受污染的水有关。我国的水污染也很严重。水利部门对全国10万公里河流的调查评价表明,被污染河流的长度已占半数。其中有4万公里不符合渔业水质标准,2400公里河流鱼虾绝迹,90%以上的城市污染严重,26%湖泊富营养化,严重威胁供水安全和渔业生产。水质的恶化,除了能够导致生态破坏、危害人体健康的严重后果之外,还会造成较多的水资源失去使用价值,制约工农业和其他各项事业的发展。有的还可能使河流、湖泊失去使用功能,造成洪涝灾害。淮河发源于河南省桐柏山,往东流经豫、皖、苏三省,在三江营入长江,全长1000公里。淮河流域包括豫、皖、苏、鲁、鄂五省36个市,182个县以上的城镇,流域面积为26.9万平方公里,养育1.5亿多人口,无论从历史,还是从现实角度讲,淮河都是一条“母亲河”。然而,前些年,淮河流域上千家造纸厂使这条“母亲河”倍受污染,令人痛心疾首。据淮河利流域水资源保护局年对260个水质断面的监测,5年内符合一、二类水质的只占23.8%;三类水质断面占17.3%;四、五类水质断面却占59%。淮河水质急剧恶化,水污染事故频繁发生,使淮河沿岸的人们守着大河无水喝,看着汩汩浊流而无法灌溉。
海洋污染相当严重。海洋是地球上仅于陆地生物圈的巨大系统,它不仅能调节大陆气候,促进全球水的循环,这是人类交往的航运通道。随着海洋科技的发展,海洋的综合开发利用也越来越受到重视。海洋已成为人类获取需蛋白质、工业原料、能源等各种自然资源的宝库,尽管海洋是辽阔的,是人类所需各种自然资源的宝库,但海洋也是人类废物和自然界几乎所有废物的最终汇集点。海洋污染主要来自陆地污染。汞、镉、铝、铬、镍等重金属,数量巨大的氮、磷营养物,以及农药等有毒化学品不断进入海洋,沉积于海洋;大陆上未处理的工业废水、生活废水大量排入海洋;生活垃圾、建筑材料、工业废料和废渣等也倒入海洋;放射性废物、砷化物废料等危险性垃圾被密封于容器后置于海洋中。有人做统计,美国每年向海洋排放的污水有200多亿吨,抛弃在海洋中的废物近500万吨,地中海沿岸有120多座城市,其85%的生产生活废水都排入海中,其中包括1.2吨酚、6万吨洗衣粉、100吨汞、300万吨磷、80万吨硝酸和12万吨矿物油。凡此种种,都造成了海洋污染。生活在内陆的人们可能无法想象。现今一些船舶每年向海洋倾倒和弃置的成千上吨塑料垃圾,已经造成严重的海洋污染,大量海洋生物深受其害。其中海豹、海狮、海龟和海鸟受害最深。一项研究表明,每年从各种商船倒入海洋的垃圾有660万吨之多,其中每天大约有63.9万个塑料容器和包装袋被丢进大海。此外,每年还有15万吨的塑料鱼网被弃置在海洋里。塑料是不易降解和消化的物质,一旦进入动物胃中,必然影响其正常的消化功能,严重的还会引起动物死亡。据调查,在普里比洛群岛,每年至少有5万只海狗因误食塑料袋而死亡。科学家还在太平洋一个小岛上发现50只生病或死亡的信天翁。解剖结果表明,有45只是由于误食塑料袋致死。在夏威夷附近的一个海岛上,原来曾栖息着1400万只海鸟,但现在却所剩无几。在分析原因时,人们惊谔地发现,许多海鸟是倒毙在塑料袋垃圾堆里的。因此,海洋污染问题不能不引起全人类的广泛关注。
全世界每年由于航运而排入海洋的石油污染物达160-200万吨以上,其中有1/3左右是由于油轮在海上发生事故而污染海洋的。1967年托雷·坎永号油轮在吉利亚海峡触礁,使大约8万吨原油溢出,污染英国100多公里旅游岸线,不仅使英国旅游资源和渔业资源蒙受巨大损失,而且使25000只海鸟死亡。1978年阿莫科·卡迪兹号油轮在布列塔尼海岸搁浅,在法国和英国沿海溢出石油22万吨,形成一条18公里宽、80公里长的海上油河,造成10000多只海鸟死亡。1989年伊朗超级油轮“哈克五号”在距摩洛哥萨布兰卡大约100英里的地方爆炸,7万吨原油流入摩洛哥附近海域,使摩洛哥的沙丁鱼和牡蛎等渔业资源受到严重危害。1989年8月12日,青岛市黄岛油库因雷击发生爆炸事故,830吨原油流出库区。其中有200吨滞留在陆地,造成沿岸污染;630吨排入沿海,形成一条数千米长、上百米宽的油河。海湾战争中,伊拉克破坏了科威特的石油设备,使大量石油泄入海湾,形成了一条12公里宽、48公里长的石油污染带,造成200万只海鸟丧生。通常一升石油完全氧化,达到无害程度,大约需要40万升海水。事实上,海上溢油事故或经常性的低浓度石油污染对海洋的浮生物、鱼类以及其他海洋生物的光合作用、呼吸、繁殖等都具有破坏作用。在海水中油的超标率达到49.7%时,不仅使鱼、虾、贝、藻类等变味,严重时还能产生毒性效应。此外,海水中的重金属污染往往通过食物链富集于生物体内。食用这种海产品,又会对我们的健康构成威胁。工业废水、生活污水以及含有化肥的农田雨水排入近海海域,可使浮游生物大量繁殖,形成“赤潮”。赤潮使海水中溶解氧减少,影响鱼类、贝类的繁殖与生长,导致鱼、虾、蟹等海洋生物大量死亡,生物资源和渔业资源遭到严重破坏。目前,全球许多海域都频繁发生赤潮。我国东海、南海、渤海也发生过数十次赤潮,总之,全球性水资源贫困和江河湖海污染的日趋严重,对人类生存和发展极为不利。