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1第五章水资源的利用和保护水乃生命之源！水是21世纪的金子！常言道：“三日不食可行，一日无饮难活。”水是一种宝贵的自然资源，工业生产、农业灌溉、交通运输和日常生活都需要水，水在地球上不断循环运动，为地球表面调节气候，在雨雪降落时，又具有清洗大气净化环境的作用，地球上任何一个生态系统都离不开水。水是一种可更新的自然资源，长期以来，人们习惯于认为水是取之不尽、用之不竭的最廉价的资源，对其不加爱惜和保护，近几十年来世界人口飞速增长和工业经济的迅猛发展才使人们逐步认识到，水资源的短缺和水污染的加剧正在威胁着人类的健康和安全，制约着经济的进一步发展，水资源保护和水污染防治已成为人类社会持续发展的一项重要课题。目前，水环境存在的三大问题：一是水资源短缺，二是水体污染，三是用水浪费。第一节自然界的水一、水圈与水资源（区分）1.水圈（144页）------地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表与地下，成为大气水、海水、陆地水，以及存在于生物体内的生物水，这些水不停运动和相互联系着构成水圈。2.水资源------广义上，指水圈中各种形态的水。狭义上，指参与自然界的水循环，通过陆海间水分交换，陆地上逐年可得到更新的淡水资源，而大气降水是其补充源。二、地球上水的分布（了解）：-----缺水的地球广义上讲，地球上的水资源是极其丰富的，地球表面的2/3被水所覆盖。全球总贮水量是1.36*109Km3（约14亿立方千米），但其中97.5%是咸水，在余下的2.5%的淡水中，又有77%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0.592%，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%（不足1%）。三、水的循环（见书P145）：1.水的自然循环：淡水是一种可以再生的自然资源，其再生性取决于地球的水循环。水资源虽可再生，但仍是有限资源。近一个世纪以来，由于社会生产力的发展和全球人口的急剧增长，全球范围内的水消耗量不断上升，今天全世界的淡水年使用量是50年前的4倍。水资源短缺已成为当前最突出的全球环境问题之一。2.水的社会循环：水体中水——（人类生活、工农业生产）小部分消耗、蒸发，大部分成为废水——水体中水（污染了水体加剧了水资源的短缺）。第二节水资源及其利用情况一、世界水资源及其利用情况（了解）148页1.世界水资源的分布：在各大陆上，淡水资源的分布极不均匀。大自然就将世界分为富水国与贫水国，以及介乎二者之间的水资源一般的国家（P149）。水资源丰富的国家有：冰岛、新西兰、加拿大、澳大利亚、美国等。水资源贫乏的国家有：埃及、沙特阿拉伯、印度、中国等。毫无疑问，世界水荒首先发生在贫水国，目前我国已成为世界上13个最贫水国之一（且在贫水国内部，水资源分布也不均衡）。2.世界水资源的利用情况：（1）是从水源取走所需要的水用于人民生活和工农业生产；（2）是取用水能发电，发展水运、水产和水上游乐，维持生态平衡等。造成淡水资源匮乏的原因，一是自然条件影响，二是人类自身利用过度（随着人们生活水平的不断提高和工业的发展，用水量每年增加3—5%，50年世界耗水量变化表P148），用水浪费与盲目开采加剧水资源短缺问题；三是人类对水资源的污染，使有限的水资源更为紧张。人们把江、河、湖、海当作天然的垃圾箱，将各种废弃物都往里面排放，造成有水无法用的状况。二、我国水资源及其利用情况（重点）21.我国水资源的基本特点（4个）1.1水资源总量大，人均、亩均占有量少。我国水资源总量约为28000亿立方米，在世界排第六位，但由于我国人口多，故人均水资源占有量仅为2300立方米，仅为世界人均水资源的1/4，约为日本的1/2，美国1/4，滑至世界第109位。若扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后，现实可利用的淡水资源量更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。每亩地占有地表水1755平方米。只相当世界平均水平的1/2，因此，我国是一个水资源十分贫乏的国家。1.2水资源在时空上的不均匀分布，更加剧了水资源的短缺现象。空间上分布规律：“东南丰水，西北缺水”，西北干旱区，不得不在夏季限时、限量供水，民间传说：“理发不洗头，麻雀喝柴油；城市没了水，人往地狱走。”即使有水来，也是“一楼稀拉拉，二楼滴答答，三楼干巴巴。”时间上分布：年内季节分配不均，年际变化很大。长江以南，降水集中在4-7月；长江以北，降水集中在6-9月，造成汛期洪涝多，旱季干旱重；此外还常常出现连续洪涝的丰水年或连续干旱的枯水年，使水资源可利用数量降低，给工农业生产及人民生活带来极为不利的影响。从全国范围看，我国农业自然灾害主要是水旱灾害，其中又以旱灾为主。1.3水土流失严重，部分河流含沙量大。我国平均每年被河流带走的泥沙约35亿吨，年平均输沙量大于1000万吨的河流有115条，其中黄河为最多，年平均输沙量为16亿吨，河床平均每年升高10cm。居世界之冠。水的含沙量大，泥沙又能吸附其他污染物，加重水的污染，从而增大了开发利用这部分水资源的难度，此外，还会造成河道淤塞、河床坡降变缓、水库淤积等一系列问题。石市：岗南水库是省会的“大水缸”，近年来由于水库周围及其上游森林、植被日趋减少，每年淤积岗南水库的泥沙近千万立方米，如不及时治理，将使之逐步变为沙库，直接影响省会人民饮用水、工业用水及下游生产用水。岗南水库的生态环境建设已提到人代会的议事日程。1.4水资源供需矛盾日渐尖锐：我国的国民经济在迅速发展，2000年工农业总产值比1984年翻两翻，工农业用水大幅度增长。我国的人口发展也非常迅速，再加上人民生活水平的提高，城市人口的膨胀，人均用水量和生活总用水量大大增加，目前，由于缺水全国668个城市中有400多个供水不足，生产和生活受到严重影响，由于缺水，大量耕地、草地废置，土地沙漠化以平均2460平方公里/年的惊人速度扩展，总面积已达160.7万平方公里。由于缺水，地下水超量开采，一些地区地面下沉、河流干枯。河北人均拥有水资源全国排名倒数第二。石市是全国缺水严重的城市之一。水资源总量是22.4m3，人均258m3，大约是全国平均水平的1/10（按联合国的规定，人均水资源占有量少于1000平方米即为严重缺水地区）。实际用水量为33亿平方米左右，须依靠超采地下水补充不足部分，目前全市已形态以高邑后庄头和石家庄市区为中心的两大漏斗。石市漏斗区面积为368平方公里。然而在严重缺水的同时，浪费水现象很严重，节水，刻不容缓。2、水资源利用中存在的问题：(3个)2.1水体污染严重破坏了水资源。区分水与水体的概念（书152页），环境学领域中水体包括水中悬浮物、溶解物、泥、水生生物等完整的生态系统。在环境污染研究中，区分“水”“水体”概念十分重要，例如，重金属污染物易于从水中转移到河泥中，水中重金属不多，若着眼于水，似乎未受到污染，若从水体看可能受到较严重的污染。2.1.1大量的未经处理的工业和生活废水的排放，污染了江河水库的水质。在中国，由于工业发展速度较快，而控制污染的措施跟不上，环保工作起步也较晚，大量的有毒污染物源源不断的流入水体，造成水污染日趋严重，使我国本来就不丰富的淡水资源，又患上了“败血症”，加剧了水资源的危机，严重地制约着社会、经济的持续发展，威胁着人民的健康和生物的生存。地球之大，中国之大，现在几乎找不到完全未被人类工业文明污染的河流湖泊。对我国几大水系的调查表明：长江、黄河、珠江等大河干流的水质，虽然还维持着比较良好的状态，但其流经城市的河段均已出现污染带、污染段，其支流的污染情况则更为严重。松花江、辽河已属于严重污染的水系，其支流已成排污河。32.1.2城市地表水污染严重，居民饮用水存在隐患：由于污水治理技术尚不过关和许多人缺乏“爱河”观念，把河当成“无盖垃圾箱”，形成了“垃圾不用倒，随手河里抛”的陋习。一句顺口溜成为目前我国许多城镇河流污染变迁的真实写照。“50年代淘米洗菜，60年代水质变坏，70年代鱼虾绝代，80年代成为公害，90年代还在受害”。不少地方因长期饮用受污染的水，癌症发病率升高，胎儿畸形率惊人。2.1.3地下水污染日趋严重：由于超采地下水，导致地下水位下降，使其患上贫血症，而地下水位下降，又利于地面污水的下渗，有毒、有害物质对地下水污染日益严重，致使地下水患上百医不治的“贫血”“败血”并发症。地下水循环慢，一旦污染，消除十分困难，有的甚至难以恢复。现在华北地区地下水质均受到不同程度的污染。2、用水浪费造成水资源不足：虽然全国有80%城镇出现了水源告急，但人们还没有充分的认识到这一点，表现在：（1）生活用水：供水管道因老化跑、滴、漏严重。（2）工业用水浪费水的利用约（重复利用率）仅为20—30%，浪费为70—80%。工业耗水量高万元产值耗水为225m3、发达国家为100m3。（3）农业用水量大：灌溉方式落后，大水漫灌方式，水利用率仅为30%、应推广节的喷灌、滴灌等。3、地下水开采过量。不少地方无限制地开采地下水，北方农用地下水地年开采量已达373亿立方米。严重的超采地下水，使水位持续下降，已引起地面沉降、地面塌陷、地裂缝和海水入侵等环境地质问题，并形成地下水位下降漏斗，尤已以华北地区为重。在河北的地表水的径流量由69m3亿下降到30亿m3，地下水以平均每年1~2米的速度下降，形成地下漏斗30余个，14000多平方公里，全省50多万口机井，每年有5%的井抽不上水，40%的井只能抽少量水。其中沧州市由于大量开采地下水，地下漏斗已扩大到整个沧州地区，向南与冀州、枣强、衡水的漏斗，向北与天津市区地下水漏斗相连成一片，造成市区地面下沉，一些沿海城市导致海水入侵，影响了地下水水质。第三节水质、水质指标与水质标准一、水质：即水的品质。1.定义：指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学、生物学的综合特性。二、水质指标：表现水质污染的指标。1、物理指标：（1）臭味：霉臭味（主要来自生物体的腐烂），臭鸡蛋味（来自H2S），氯气味、药房气味（酚类污染）。（2）水温：水温变化不应超过20C，水温突然升高，表明可能受到新污染源的污染。热污染也可能引起生物繁殖增快而使水体产生生物性污染。卫生和农业用水都很重视水温这项指标。（3）浑浊度：计量方法：1升水中含有相当于1毫克标准硅藻土所形成的浑浊状作为1度，我国规定饮用水的浑浊度不得超过5度。2、化学指标：（1）PH值：PH值在6.5—8.5（天然清洁水）；酸雨PH5.6；生活污水PH7.2—7.6；工业污水PH较复杂变化较大。（2）总氮：氮是组成生物体蛋白质的主要成分，也是生物界赖以生存的必要元素。总氮是指水中各种状态的有机N和无机N的总量，主要反映水体受污染的程度。（常测量非离子氨NH4+、硝酸盐、亚硝酸盐）水样经强酸、强氧化剂分解后进行测定。为了解天然水体中有机氮的氧化分解过程，即水体的氧化自净过程，也可分别测定水中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的含量。如：NH4+高而另二者含量低，表示水体不久前受到污染而尚未氧化自净。如NO2-较多，表示氧化过程正在进行。NO3含量较多而另两者较少时，则表示水体虽受污染但已氧化自净。饮水中NO3-超过10mg/L，有可能引起变性血红蛋白增4多，NO2-毒性更大，摄入量过多会引起紫绀症等；与人体内仲胺合成亚硝胺有致癌、致畸作用。（装在保温瓶里较长时间的温水，经过多次反复煮沸的残留水，在炉灶上沸腾过夜或更长时间的后又冷却的水，都含有较多的亚硝酸盐）（3）溶解氧（DO）：指溶解于水中的氧的量，以每升水中氧气的mg数（mg/升）溶解氧是评价水体自净能力的指标。DO越多，水体自净能力较强，DO含量低表示水体污染物不易被氧化分解，鱼类也因得不到足够氧气，窒息而死，这时，厌氧性菌类乘机繁殖，产生H2S使水体发臭。（4）生物化学需氧量（BOD）：指地面水水体中微生物分解有机物过程中消耗水中溶解氧的量，是水体受有机物污染的最主要指标之一。BOD越高，水污染越严重，由于微生物分解有机物是一个缓慢的过程，将所能分解的有机物全部