浅谈水体污染
全世界都在高速发展的今天,人类对水的需求量正逐渐地增加,而与此同时,水资源的浪费,水土的流失,水体的污染,也正威胁着人类的生存与发展。这其中,尤以水体污染最为严重。
水体除了水本身外,还包括水生生物和底泥等。天然水体本身所具有的净化污染物的能力,称为水体的自净作用。按净化的机制,水体自净可分为物理净化、化学净化和生物净化。水体的自净作用过程进行得相当缓慢,自净能力也是有限的。当污染物进入水体后,其含量超过水体的自净能力,引起水质恶化,破坏了水体的原有用途时称为水体污染。
究其原因,很大程度上是因为19世纪英国工业革命后,一方面工业化和城市化的迅猛发展,工业废水和生活污水排出的污染物数量大大超过水体的自净能力,而使地球上的江河湖海受到日益严重的污染;另一方面,随着科技和生产力水平的发展,各种人工合成的化学新物质日益增多,许多新物质具有突变、致畸、致癌作用,一旦污染水体,将长时间滞留在水中,水体的自净作用无法分解这些人工合成的化学新物质。
水体中的主要污染物按其存在状态可分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三类。
悬浮物质主要是泥砂和粘土,大部分来源于土壤和城镇街道径流,少量来自洗涤废水。
胶体物质主要是各种有机物,水体中有机物的生物部分,总大肠菌群是检验致病微生物是否存在和水体污染状况的指标之一;水中溶解氧浓度是衡量水中有机物的非生物部分污染程度的重要指标之一,溶解氧浓度DO越低,有机物污染越严重,当DO≤4时,鱼类生存就会受到影响,甚至死亡。有机物污染的另两种更常用的指标是化学需(耗)氧量COD和生化需(耗)氧量BOD。COD表示利用化学氧化剂氧化水样中的有机物所需(耗)的氧量,单位是mg/L。BOD表示利用微生物氧化水样中全部的有机物过程所消耗的溶解氧的量,单位是mg/L。这两种指标越高,表示水体污染程度越深。
溶解物质主要是一些完全溶于水的盐类(氯化物、硫酸盐、氟化物等)和溶解气体(二氧化碳、硫化氢等)。
我国水体污染量大而广的主要污染是耗氧的有机物,危害最大的是重金属和生物难降解的有机物。
前不久,曾取样杭州西溪河水做了实验,测得水样中COD(Mn)=28.07,超过正常标准将近一倍(详见文后所附实验报告)。环境污染是当前全球所面临的一个重大问题,水体污染已成为了问题的重中之重。西溪河能有今天的状况,绝不是人们在短时间内所为,而必然是因为沿岸居民对其长达数十年的不间断的污染所致。高达28.07的耗氧指数,令人心悸,几十年前清澈见底的小河,如今却连鱼也无法生存,这是何等的可怕,又是何等的可悲!几年前,沿河的工厂每年向河中排放的工业废水数以亿计,垃圾处理场每年向河中倾倒的生活垃圾又何止万吨?再加上周围居民无限制地向其中排放生活废水,使清水终于成了污水、臭水、死水。如今,杭州市政府虽然为改良西溪河的水质投入了巨大的人力、物力、财力,关停了沿河的所有工厂和垃圾处理场,但是随着居民小区的增多,使生活废水的排放量较从前又大大地增加了,以致于水质无法从根本上得以改善。这一切,使得所有的“始作佣者”饱受煎熬。尤其是夏季,河水散发出阵阵恶臭,引得沿河地区蚊蝇满天。每当河道的水闸关闭时,成片的垃圾堆积于河面,此情此景与“全国十佳卫生城市”的美名是何等的“相配”啊!
然而,作为地球上最聪明的动物,人类却一定要见到这一幕惨剧发生,甚至一定要这一幕惨剧有所发展,方肯痛下决心来治理。这是何必呢?这不仅对水体、对环境、对自然造成了极大的污染和破坏,也极大地浪费了财力、物力和人力,也在一定程度上减缓了一个地区乃至一个国家经济的发展和人民生活水平的提高。
1992年,当时的水利部长杨振怀曾发布过全国各类水土流失情况的报告,上载:截至1992年6月,全国各类水土流失面积为492万平方公里,相当于全国国土总面积的51.15%。如此惊人的数字,已告诉人们,中国是当今全世界水土流失最严重的国家之一,可见水资源在中国的可贵。
尽管如此,却仍有许许多多的河流遭到不同程度的污染。杭州的西溪河早已是“臭名远扬”,另外,杭城的运河、古新河也早与西溪河“齐名”
在泰国首都曼谷,号称泰国母亲河的楣楠河,如今河水似墨般黑,泛出的臭气,也绝不亚于西溪河,拿根棒子随手一搅,沼气便不断涌出。楣楠河落到如此地步,是因为沿岸宾馆向其中排放大量生活污水以及货船排放的废油所致。98年亚运会前夕,更有甚者将成车的建筑垃圾倾倒入河。这一切的一切,终于使得泰国的“母亲河”面目全非。
大量事实再一次地向人类证明:水体污染是人类自己所为,而这一切后果,都必须由人类自己来承担。
严重的水体污染已引起了各国政府的高度重视。如何保护环境,如何保护有限的水资源已是一个刻不容缓的问题了。
在中国,太湖流域内所有的排污单位均在1998年12月31日前实现了达标排放。这也足以说明我国政府对水体保护的重视程度了。
现在,一切的行为,都只是治标而不治本。要想彻底解决这一世界性的难题,决非三五年便可完成的,必须在治理已污染水体的同时,保护未被污染的水体,并从根本上提高人类的素质,增强人类的环保意识,为造福子孙万代而做出贡献。
大自然需要人类,人类更需要大自然。环境被污染,生态平衡被破坏,遭灾的还是人类自己。为了自己,为了一切生物,更为了地球,人类必须解决环境问题。从小事做起,还空气以清新!还天空以碧蓝!还河流以清澈!还山峦以绿色!还地球以健康!
附1:检验水质实验报告
实验名称:水中化学耗氧量(COD)测定
实验目的:1、巩固滴定操作成果
2、了解水体及水体污染的初步知识
3、通过对水中化学耗氧量的测定,了解不同水体受污染的程度,从而激发和增强环保意识
实验原理:利用氧化还原反应的原理,测算水中的化学耗氧量(COD)。当DO≤4时,鱼类即无法生存。
实验仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、移液管、洗耳球、10ml量筒、100ml量筒、烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管、碱式滴定管、100ml酸式容量瓶、100ml 碱式容量瓶、玻璃棒
实验药品:高锰酸钾溶液、稀硫酸、草酸钠溶液、蒸馏水、河水水样
水样来源:杭州西溪河
实验操作:1、分别用浓度为0.1N的KMnO4溶液与Na2C2O4溶液配制为0.01N的溶液,置于100ml的容量瓶中;
2、将配制好的溶液倒入滴定管中,并调零(KMnO4溶液置于酸式滴定管中,Na2C2O4溶液置于碱式滴定管中);
3、取充分摇匀的废水样100ml置于250ml锥形瓶中,并向瓶中加入5 ml以1∶3配制的H2SO4溶液,使其均匀混合;
4、自滴定管中加入体积为V0的KMnO4溶液,摇匀,并立即放入沸水浴中加热(沸水浴液面要高于瓶内溶液液面)在此过程中,溶液必须保持淡红色,否则应向瓶中再加入KMnO4溶液;
5、 30分钟后,取出锥形瓶,并趁热向其中滴加10ml0.01N的Na2C2O4 标准溶液,摇匀后,立即用0.01N的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色并半分钟不褪色,记录滴定所耗0.01N的KMnO4溶液的体积,记作V1;
6、再向溶液中滴加10ml0.01N的Na2C2O4标准溶液,并用0.01N的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色,记录滴定所耗KMnO4溶液的体积,记作V2,以此测定KMnO4溶液的校正系数K=10.00/ V2;
地球表面的2/3虽然被水覆盖,但其中97.5%是咸水,在余下的2.5%的淡水中,又有87%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪.人类可利用的淡水只占全球水总量的0.26%,而这些淡水大部分是地下水.实际上,人类可以从江河湖泊中取用的淡水只占水总量的0.014%.有人比喻说,在地球这个大水缸里可用的淡水只有一汤匙,而这一汤匙水又遭到严重污染.
据联合国统计,全球淡水消耗量自20世纪初以来增加了约6―7倍,比人口增长速度高2倍.全球目前有14亿人缺乏安全清洁的食用水,即平均每5人中便有1人缺水.估计到2025年,全世界将有30亿人缺水.波及的国家和地区达40多个,主要为非洲和中东地区,印度、秘鲁、英国、波兰及中国部分地区亦会受到影响.
在全国600多座建制市中,有近400座城市缺水,其中缺水严重的城市达130多个,全国城市每年缺水60亿立方米,日缺水量已超过1600万立方米.缺水给城市工业产值造成的损失在1200亿元以上,且呈增长之势.
我国是世界上13个贫水国之一,按国际上的通行标准,人均拥有水资源2000立方米为严重缺水边缘,人均有水1000立方米为起码的要求线,到2030年,我国人口将达16亿~17亿,以16.5亿人计算,届时我国人均水量1700立方米.
预计到2000年,我国年缺水量将猛增到180多亿立方米.如果我们把水的有效利用率提高10%,每年可节水400多亿立方米,工业用水重复利用率已从1980年的20%提高到现在的30%左右,有的城市已达到70%.但我国城市水的重复利用率还是较发达国家低许多,一些重要产品的单位耗水量比国外先进水平高几倍、甚至几十倍.
目前我国因污染而不能饮用的地表水占全部监测水体的40%,流经城市的河段中78%不适合作为饮用水源,50%的地下水受到污染,64%的人正在使用不合格的水源.据水利部门对全国约七百条大中河流近十万公里河长检测的结果表明:我国现有河流近1/2的河段受到污染,1/10的河流长期污染严重,水已失去使用价值,这使前述缺水状况雪上加霜.由于污染严重,目前淮河上游一半支流的河水完全失去利用价值,干流在枯水期完全不能利用的水占62.5%.水资源占全国总量12%的珠江由于污染也出现缺水,不少河道发黑、发臭;广州市区河段水质已劣于五类标准,江水中含有毒物质超过了20余种,为此广州市被迫花巨资改向几十公里以外的西江和东江去取水.进入90年代,长江流域的污水排放量与日俱增,每年平均约达142亿立方米,占全国年均排污总量的40%,上海市的取水口已由昔日的黄浦江伸向了长江干流中心.目前,我国以水库作为供水水源的能力为每年5400亿吨,虽然多数供水水源的水质良好,但已有1/3的水库水质受到不同程度的污染.
水和空气一样,是人和一切生物所必需的.人离不开水,动植物也离不开水,科学家早已证实,早期的原始生命缘于水.因此,我们可以这样说,水是生命之源.在自然界中,大海、江河、湖泊、冰川以及地下水,构成了一个水的世界,科学家称它们为水圈.水圈和大气圈、岩石圈、生物圈等共同构成了一个完整的世界.
海洋,是生命的摇篮.在海洋出现之前,地球和太阳系中的其它行星一样,没有任何生命.海洋的暖湿气流是形成云雨的主要因素.在阳光的照射下,大量的水蒸气涌向天空,随着气流飘向大陆,在冷空气的作用下,形成降雨,一部分雨水通过江河重新回到两极和大海,另一部分则渗透到地下,成为地下水.而在南北两极和大陆高寒地带,降水是以雪的形式出现的.由于气温过低,大量的积雪又难以变成坚冰,于是便形成了冰川.我国的喜马拉雅山和昆仑山上的冰川,是青藏高原和新疆地区的主要水源地,连我们的母亲河黄河、长江,也发源于青藏高原的冰峰雪线.每年夏季,当太阳的光辉照射到冰峰的时候,融化的冰雪顺着沟壑江河,流向原野,流向牧场,成了当地人畜饮用和农牧灌溉的主要水源.
丰富的水资源给万物带来生机,使生态保持平衡.从太空观察,地球是一个蓝色的星球,71%的地球面积为水所覆盖,然而,人们很难想象,传统观念中“取之不尽,用之不竭”的水已开始成为稀有资源,水资源保护已成为全球面临的一个重要课题.
据科学家估计,地球储水总量13.7亿立方公里,而淡水却只占其中的2.5%.淡水的68.7%又封存于两极冰川和高山永久性积雪之中,这么一来,地球上只有不到1%的可利用淡水,存在于地下蓄水层、河流、湖泊、土壤、沼泽、植物和大气层中,这当中又有很大一部分不易取得.根据联合国关于一个国家如果每人每年供水不足1000立方即为缺水国家的标准来看,中国人口占世界总人口的22%,而淡水占有量仅占世界的8%,人均淡水占有量只有世界人均值的1/3,是众所周知的贫水国家.
水资源短缺造成的最为严重的后果,便是一些国家的人民身体健康状况恶化.世界卫生组织调查发现,现在发展中国家有10亿人喝不上淡水,全世界每年有1000万人死于因饮用脏水或污染水引起的疾病.而更令人不安的是,在世界许多地区,都隐伏着国与国之间为争夺水资源而发生冲突的危机.水资源危机中另一个不可忽视的方面便是城市缺水问题,在联合国列出的最有可能面临缺水问题的城市名单中包括我国的北京和上海,另外还有开罗、孟买、雅加达、墨西哥等特大城市.
我国是个多山多河的国家,流域面积超过1000平方公里的江河有1500多条.但我国人口众多,相对而言,水资源比较贫乏.就全世界而言,工业的高度发展,不仅对淡水的使用量越来越大,排放的大量污水对江河湖泊以及大海的污染也日甚一日,以至使大海出现赤潮,江河鱼虾绝迹,有的甚至成为臭河、死河.
保护水资源,防止水污染,已成了环保工作的重中之重.