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第四章 人类与水资源（第2页）

据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。

水利部门预计，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。

美国民间有影响的智囊机构———世界观察研究所发表的一份报告中称：“由于中国城市地区和工业地区对水需求量迅速增大，中国将长期陷入缺水状况。”中国的黄河在过去的10多年年年断流，其中1997年断流226天。流经中国一些人口稠密集地区的淮河去年也断流了90天。根据卫星拍摄的照片，数百个湖泊正在干涸，一些地方性的河流也在消失。到21世纪初，全国600多座城市中，有400多座城市缺水，其中严重缺水的有110个。其中北京市的人均占有水量为全世界人均占有水量的1／13，连一些干旱的阿拉伯国家都不如。

水资源危机严重地威胁了我国人民的生活和社会的发展。过度开采也是引发水资源危机的一大诱因。水资源的过度开发，导致了一系列的生态环境问题，过度开采地下水会引起地面沉降、海水入侵、海水倒灌等环境问题，水资源危机将会导致生态环境的进一步恶化；粮食是人类生活不可缺少的物质，充足的粮食供给是现代化社会的首要标志之一，粮食的生产依赖水资源的供给，随着水危机的不断加剧确，城市、工业与农业争水日益突出。

随着社会经济的发展，国民经济依赖水资源的程度越来越大，水资源危机势必给国民经济带来损失，并且随着水资源危机的加剧损失不断加大。如果在水资源开发利用上没有大的突破，在管理上不能适应这种残酷的现实，水资源很难支持国民经济迅速发展的需求，水资源危机将成为所有资源问题中最为严重的问题，它将威胁中华民族腾飞，前景十分令人忧虑！所以我们必须全民动员，才能建设一个“天更蓝、地更绿、水更清”的生态环境。

5．如何把海水变成淡水

地球表面23的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或苦咸水淡化技术取得淡水。据统计，海水淡化系统与生产量以每年10％以上的速度在增加。亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都积极发展或应用海水淡化做为替代水源，以增加自主水源的数量。

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

由于海水中有大量的盐，能从海水中去除盐份提取出淡水，是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海的时代，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。时至今日，海水淡化的方法虽然有了数百种之多，生产出的淡水也风味各异，但以经济合算的标准衡量，仍然不尽如人意。

表面看海水淡化很简单，只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法，一个是蒸馏法，将水蒸发而盐留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的，只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法，冷冻海水，使之结冰，在液态淡水变成固态的冰的同时，盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。蒸馏法会消耗大量的能源，并在仪器里产生大量的锅垢，相反得到的淡水却并不多。这是一种很不划算的方式。冷冻法同样要消耗许多能源，得到的淡水却味道不佳，难以使用。

1953年，一种新的海水淡化方式问世了，这就是反渗透法。这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下，半透膜允许溶液中的溶剂通过，而不允许溶质透过。由于海水含盐高，如果用半透膜将海水与淡水隔开，淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧，从而使海水一侧的液面升高，直到一定的高度产生压力，使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。如果反其道而行之，要得到淡水，只要对半透膜中的海水施以压力，就会使海水中的淡水渗透到半透膜外，而盐却被膜阻挡在海水中。这就是反渗透法。反渗透法最大的优点就是节能，生产同等质量的淡水，它的能源消耗仅为蒸馏法的140。因此，从1974年以来，世界上的发达国家不约而同地将海水淡化的研究方向转向了反渗透法。

在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。常识告诉我们，水在常温常压下要加热到100℃才沸腾，产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的真空蒸馏室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了。

现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏法。在西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂；在另一个西亚国家科威特，现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区，有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%～90%。

6．为什么海水是咸的

众所周知，海水是咸的，其原因是海水中含有各种盐分，平均每1000克海水中含35克盐。也就是说海水中有3。5％左右的盐，其中大部分是氯化钠，还有少量的氯化镁、硫酸钾、碳酸钙等。正是这些盐类使海水变得又苦又涩，难以入口。有人估计，如果把海水中所有的盐分都提取出来，铺在陆地上，可得到厚153米的盐层；如果铺在我国的国土上，可使我国平均高出海面2400米左右。

那么这些盐类究竟来自何方？有科学家称，海水并不是一开始就充满盐分的，海水中的大部分的盐确是“淡水”的河流带来的。最初的海洋的水量远不及现在的海洋，同时最初的海水含有的盐份也很少，口味可能仅相当于我们现在喝的淡水。但是，自从地球上的第一场雨从天而降，开始冲刷年轻的陆地表面，海水的盐度就改变了。雨水在数亿年的时间里敲击着裸露的岩石，破坏岩石的结构，将矿物质溶解并带走。这些矿物质包括氯化钠、氯化镁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸钾等，也就是化学家们所定义的盐。这些盐随着地面的水流向低处迁移，诸多的水流汇聚为浩浩荡荡的大江大河，并最终注入大海。从古到今，海洋中不断补充着来自陆地的盐。

然而，河流带来盐的同时，也将大量的淡水带到了海洋中，因此单凭河流注入这一个因素，并不能使海水变咸。海洋中盐的浓度增加，还依赖普照万物的太阳将海水蒸发。太阳光的能量被海水吸收后，海水表面的温度升高，使水变成水蒸气的趋势增强了。水在蒸发的过程中，由液态变成了气态，却将原来所含有的盐份留在海水中，并不带走。而海面上的水蒸气却在风的催促下背井离乡，运动到陆地的上空，当它与一团冷空气遭遇时，水蒸气又变成了小水滴，在重力的作用下，水滴落向地面，形成了降雨。降雨给盐份搬运工程又增加了一批生力军，一个新的循环过程开始了。正是在海洋与陆地之间水循环的过程中，海洋中盐的浓度越来越高。天长日久，海洋里的盐份越积越多，于是海水就变成咸的了。这是一种“后天说”。

有的科学家不同意上述看法。他们认为，海水一开始就是咸的。是先天就形成的。根据他们的观测研究发现，海水并没有越来越咸，海水中的盐分并没有显著的增加，只是在地球的各个地质历史时期，海水中含盐分的比例是不同的。

还有一些科学家认为，海水之所以是咸的，不仅有先天的原因，也有后天的原因；不仅有大陆上的盐类不断加入到海洋中去，而且在大洋底部随着海底火山喷发，海底岩浆溢出，也会不断地给海洋增加盐类。这种说法得到了大多数学者的赞同。

那么，海水会不会越来越咸呢？含盐量高达25%的死海似乎肯定了这种推测。其实不然，因为海洋也会通过以下几种方式“释放”盐分、把盐分“归还”于陆地：

（1）海洋中含盐类的可溶性物质的浓度达到一定程度时，会互相结合成不溶性化合物，沉入海洋的底部。

（2）海洋中的生物体内吸收了一定的盐类物质，当海洋生物死去后，它的尸体沉到海底。

（3）台风暴发时，狂风巨浪，海水被卷到陆地上，海水中的盐类物质也被带到陆地；从漫长的陆地变迁历史看，在海洋的海湾地带，由于地壳的升高而与海洋隔断。这些被隔离的地带，在太阳光的“肆虐”下，变成陆地，留下大量盐分。

那么，海水会不会越变越淡呢？这也不太可能，雨水和江河湖水每天连续不断地流入海内，海水的咸度会保持相对的平衡状态。当然，这不排除在某一个海域某一段时间，海水会变咸或变淡。

7．如何让“死水”复活

在我们眼中，水总是流动的，循环往复、永不停止。可是，大自然衰老的规律连水也逃不脱，水也会变“老”，甚至会“死”。水是十分宝贵而稀缺的资源，如何让“死水”变成“活水”，是对现代科学的一大挑战。

水之所以会“死”，是因为它是链状结构，链越长，水就越没活性。水如果长期不运动，链状结构就会不断延伸和扩大，这样一来，水就会慢慢衰老并“死去”。这种衰老的水失去了活力，也失去了养分。如果用这种水来饲养动物或者灌溉庄稼，会严重影响动植物细胞的新陈代谢，它们的生长和发育也会因此受阻。当然，水是否衰老难以用肉眼来分辨。

衰老的水从某种意义上来说，是资源的消失与浪费。于是人们想了许多方法使“死水”变“活”。亚美尼亚科学院的工程技术人员研制出了一种“水链分裂器”，类似于我国农村使用的石磨，专门用于“磨”水。“水链分裂器”之所以能“磨”水，是因为它内部装有轮子。轮子高速旋转时，会改变经过这里的“死”水或老水的链状结构，使之由长变短，这样一来，老水会恢复青春，“死”水也会复活。

其实，自然界还存在着天然的“水链分裂器”，那就是龙卷风。它们威力无比，能将大树连根拔起，吹塌房屋、折断桥梁、毁掉公路、令海水倒灌。然而水却可以在这种毁灭中获得重生。龙卷风发生时，水被高高卷起，飞速旋转，在风力的猛烈撞击下，水的长链变得支离破碎，活力大增。可见换个角度来看，龙卷风就变成了医水的“神药”了。

恢复青春的水或者说“复活”的水，能加快细胞的新陈代谢，有效地促进动植物的生长发育。不仅如此，用这种水浸泡的种子，比用普通水浸泡的种子更容易发芽；用这种水养的青蛙，比用普通水养的长得快2～5倍。

前不久，国内一家燃气热水器生产商抛出“电热水器加热的是储存的‘死水’，含有许多肉眼看不见的有害物质，会对人体健康产生危害”的观点，即刻引起了一片哗然。

燃气热水器与电热水器的区别，在于使用的能源不同，由此决定了完全不同的加热使用方法。电热水器一般加热功率在2000瓦左右，为保证用户正常使用，只能采用储热结构，慢速加热自来水，然后将热水储存起来。而燃气热水器以气体燃料为热源加热自来水，即开即用，无需等待，使用水量不受限制。一般情况下，用热水洗澡时全身汗毛孔是完全张开的，如果水中含有铁锈、杂质及重金属离子等，会对人的皮肤造成长期损害。因此燃气热水器生产商根据电热水器的加热原理提出：以气体燃料为热源加热水，即开即用，出来的水是“活水”，比较健康；而电热水器是加热内胆里的“死水”，日积月累加热管和内胆四壁会被大量水垢杂质包围，过量的污垢不仅影响加热的效率，同时还会孳生大量细菌，对人体的健康构成威胁。

对此，电热水器的厂家表示，电热水器出水时，通过混水阀后水本身也在流动，不全都是“死水”，并且一般电热水器都设计了排污口可以把污垢清洗掉，即使没有排污口，也可以请专业人员清洗，而且厂家不断对加热棒改进，一般都具有防腐除垢、软化水质的功能，因此并不存在对人体健康的危害。

总之，活水的确更有利于人体健康。可惜目前能令“死水”复活的方法太少，科学家们正在努力研究，以期找到更多的方法使“死水”复活，以更好地造福人类。

8．如何防止水污染

众所周知，当污染物进入水体后会引起水质恶化。其实，水体是有一定的自净能力的，但是，进入水体的污染物在一定时间范围内超过水体自净能力就会导致水体污染。在人类生产活动所造成的水体污染中，工业排放引起的水体污染最为严重，如工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理起来也比较困难。由于水量比较大，一般不采用外河道换水的方法，而是采用原位修复的办法。

现如今，社会在进步，各行各业在发展，人口也日愈增多，值得我们警醒的问题出现了，我们在发展的同时，却对我们赖以生存的水资源造成了严重污染。拿工业水体来说，污染状况及其严重，常见的污染物有以下几种类型：