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第12章 生态与人类——应用生态学(2)

1984年颁布的《中华人民共和国水污染防治法》中,为“水污染”下了明确的定义,即水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,产生水质恶化的现象。

(2)水污染的分类及危害

废水按不同角度有不同的分类方法。根据来源的不同,分为生活废水和工业废水两大类;据污染物的化学类别又可分无机废水与有机废水;也有按工业部门或产生废水的生产工艺分类的,如焦化废水、冶金废水、制药废水、食品废水等。

污染物主要有:①未经处理而排放的工业废水;②未经处理而排放的生活污水;③大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水;④堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾;⑤大量水土流失;⑥矿山污水。

日趋加剧的水污染,已对人类的生存安全构成重大威胁,成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查,在发展中国家,各类疾病有8%是因为饮用了不卫生的水而传播的,每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡,因此,水污染被称作“世界头号杀手”。

(3)保护水资源

目前,人们已意识到不能以破坏生态环境来发展经济,这样的代价实在太大。我国已提出社会经济可持续发展和保护人民的身体健康的战略,对整治水域污染采取了一系列强有力的措施。我们决不能再走先污染后治理的老路,为了拥有洁净的水环境,保护水资源,应从现在做起。

我国水环境的前景令人担忧。

我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家,水资源总量居世界第6位,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位,已被联合国列为13个贫水国家之一。

多年来,我国水资源质量不断下降,水环境持续恶化,由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。我国七大水系以污染程度大小进行排序,其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江,其中,辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状,符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占32.2%(河段统计),符合Ⅲ类标准的占28.9%,属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占38.9%,如果将Ⅲ类标准也作为污染统计,则我国河流长度有67.8%被污染,约占监测河流长度的2/3,可见我国地表水资源污染非常严重。

我国地表水资源污染严重,地下水资源污染也不容乐观。

我国北方五省区和海河流域地下水资源,无论是农村(包括牧区)还是城市,浅层水或深层水均遭到不同程度的污染,局部地区(主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区)和部分城市的地下水污染比较严重,污染呈上升趋势。

具体而言,根据北方五省区(新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古)对1995眼地下水监测井点的水质资料,按照《地下水质量标准》进行评价,结果表明,在69个城市中,Ⅰ类水质的城市不存在;Ⅱ类水质的城市只有10个,只占14.5%;Ⅲ类水质城市有22个,占31.9%;Ⅳ、Ⅵ类水质的城市有37个,占评价城市总数的53.6%,即1/2以上城市的地下水污染严重。至于海河流域,地下水污染更是令人触目惊心,对2015眼地下水监测井点的水质监测资料表明,符合Ⅰ~Ⅲ类水质标准的仅有443眼,占评价总数的22.0%,符合Ⅳ类和Ⅵ类水质标准的有880眼和629眼,分别占评价总井数的43.7%和34.3%,即有78%的地下水遭到污染。如果用饮用水卫生标准进行评价,在评价的总井数中,仅有328眼井水质符合生活标准,只占评价总数的31.2%,另外2/3以上监测的井水质不符合生活饮用卫生标准。

为了推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识,1993年1月18日,第47届联合国大会确定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。

面对严峻的缺水、水污染问题,我们应积极行动起来,珍惜每一滴水,采取节水技术、防治水污染、植树造林等多种措施,合理利用和保护水资源。

3.破坏性利用土壤污染

(1)土壤污染概述

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2米左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落到土壤中,导致了土壤污染。凡是妨碍土壤正常功能,降低作物产量和质量,还通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质,都叫做土壤污染物。

(2)污染物进入土壤的途径

那么,这些污染物又是怎么进入到土壤中的呢?

污染物进入土壤的途径主要有以下几种:①污水灌溉。用未经处理或未达到排放标准的工业污水灌溉农田,是污染物进入土壤的主要途径,其后果是在灌溉渠两侧形成污染带。属封闭式局限性污染。

②酸雨和降尘。工业排放的二氧化硫、一氧化氮等有害气体在大气中发生反应而形成酸雨,以自然降水形式进入土壤,引起土壤酸化。冶金工业烟囱排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3千米范围的点状污染。③汽车排气。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。④向土壤倾倒固体废弃物。堆积场所土壤直接受到污染,自然条件下的二次扩散会形成更大范围的污染。⑤过量施用农药、化肥。属农业区的污染。

(3)污染物在土壤中的去向

进入土壤的污染物,其类型和性质都有所不同,因此,去向也不同,主要有固定、挥发、降解、流散和淋溶等。重金属离子,主要是能使土壤无机和有机胶体发生稳定吸附的离子,包括与氧化物专性吸附和与胡敏素紧密结合的离子,以及土壤溶液化学平衡中产生的难溶性金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物等,将大部分被固定在土壤中,难以排除,虽然一些化学反应能缓和其毒害作用,但仍是对土壤环境的潜在威胁。化学农药的归宿,主要是通过气态挥发、化学降解、光化学降解和生物降解而最终从土壤中消失。其挥发作用的强弱,主要取决于自身的溶解度和蒸汽压,以及土壤的温度、湿度和结构状况。例如,大部分除草剂均能发生光化学降解,一部分农药(有机磷等)能在土壤中产生化学降解。目前使用的农药多为有机化合物,故也可产生生物降解。即土壤微生物在以农药中的碳素作能源的同时,就已破坏了农药的化学结构,导致脱烃、脱卤、水解和芳环烃基化等化学反应的发生而使农药降解。土壤中的重金属和农药都可随地面径流或土壤侵蚀而部分流失,引起污染物的扩散;作物收获物中的重金属和农药残留物也会向外环境转移,即通过食物链进入家畜和人体等。施入土壤中过剩的氮肥,在土壤的氧化还原反应中分别形成氮的化合物。前两者易于淋溶而污染地下水,后两者易于挥发而造成氮素损失并污染大气。

(4)土壤污染的防治

既然土壤污染有这么大的危害,那我们有什么方法来防治么?

在不断地探索中,人们针对土壤污染的防治总结了以下几点:

①科学地进行污水灌溉

工业废水种类繁多,成分复杂。有些工厂排出的废水可能是无害的,但与其他工厂排出的废水混合后,就变成有毒的废水。因此在利用废水灌溉农田之前,应按照《农田灌溉水质标准》规定的标准进行净化处理,这样既利用了污水,又避免了对土壤的污染。

②合理使用农药

重视开发高效低毒低残留农药,合理使用农药,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中,不仅要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,还要改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,重视低毒、低残留农药的开发与生产。

③合理施用化肥,增施有机肥

根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,配方施肥,严格控制有毒化肥的使用范围和用量。

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