书城科普大自然的奥秘
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第10章 生命之源正在枯竭(1)

水是自然资源的重要组成部分,是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础。从全球范围讲,水是连接所有生态系统的纽带,自然生态系统既能控制水的流动又能不断促使水的净化和循环。因此水在自然环境中,对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。然而,缺水状况在当今世界普遍存在,而且有不断加剧的趋势。为了子孙后代的生存,我们应该树立节水意识,从点点滴滴做起。珍爱我们有限的水资源,造福全人类。

为什么说水是生命之源

水是自然资源的重要组成部分,是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础。从全球范围讲,水是连接所有生态系统的纽带,自然生态系统既能控制水的流动又能不断促使水的净化和循环。因此水在自然环境中,对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。

水资源是世界上分布最广,数量最大的资源。水覆盖着地球表面70%以上的面积,总量达15亿立方千米;也是世界上开发利用得最多的资源。现在人类每年消耗的水资源数量远远超过其他任何资源,全世界用水量达3万亿吨。

水与空气、食品是人类生命和健康的三大要素,所以说水是生命的源泉,人类对水的需要仅次于氧气。人如果不摄入某一种维生素或矿物质,也许还能继续活几周或带病活上若干年,但人如果没有水,却只能活几天。

人体细胞的重要成分是水,水占成人体重的60~70%,占儿童体重的80%以上。那么,水份在人体中扮演着什么角色呢?

(1)人的各种生理活动都需要水。水可溶解各种营养物质,脂肪和蛋白质等要成为悬浮于水中的胶体状态才能被吸收;水在血管、细胞之间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,再把代谢废物排出体外,总之人的各种代谢和生理活动都离不开水。

(2)水在体温调节上有一定的作用。当人呼吸和出汗时都会排出一些水分。比如炎热季节,环境温度往往高于体温,人就靠出汗,使水分蒸发带走一部分热量,来降低体温,使人免于中暑。而在天冷时,由于水贮备热量的潜力很大,人体不致因外界温度低而使体温发生明显的波动。

(3)水还是体内的润滑剂。它能滋润皮肤。皮肤缺水,就会变得干燥失去弹性,显得面容苍老。体内一些关节囊液、浆膜液可使器官之间免于摩擦受损,且能转动灵活。眼泪、唾液也都是相应器官的润滑剂。

(4)水是世界上最廉价最有治疗力量的奇药。矿泉水和电解质水的保健和防病作用是众所周知的。主要是因为水中含有对人体有益的成分。当感冒、发热时,多喝开水能帮助发汗、退热、冲淡血液里细菌所产生的毒素;同时,小便增多,有利于加速毒素的排出。

(5)水有助于美容。上床睡觉之前,应该先喝一杯水,这杯水的美容功效非常大。当你睡着后,那杯水就能渗透到每个细胞里。细胞吸收水分后,皮肤就更娇柔细嫩。

话说回来,地球上的水资源非常有限,从广义来说水资源是指水圈内水量的总体。海水是咸水,不能直接饮用,所以通常所说的水资源主要是指陆地上的淡水资源,如河流水、淡水、湖泊水、地下水和冰川等。陆地上的淡水资源只占地球上水体总量2.53%左右,其中近70%是固体冰川,即分布在两极地区和中、低纬度地区的高山冰川,还很难加以利用。目前人类比较容易利用的淡水资源,主要是河流水、淡水湖泊水,以及浅层地下水,储量约占全球淡水总储量的0.3%,只占全球总储水量的十万分之七。据研究,从水循环的观点来看,全世界真正有效利用的淡水资源每年约有9000立方千米。

我国水资源总量少于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚,居世界第六位。若按人均水资源占有量这一指标来衡量,则仅占世界平均水平的1/4,排名在第一百一十名之后。缺水状况在我国普遍存在,而且有不断加剧的趋势。全国约有670个城市中,一半以上存在着不同程度的缺水现象。其中严重缺水的有一百一十多个。

所以,为了子孙后代的生存,我们应该树立节水意识,从点点滴滴做起。珍爱我们有限的水资源,造福全人类。

地球上的水从哪里来

我们赖以生存的地球家园上海洋面积占70.8%。如果把地球上的所有高山和低谷都拉平,再把地球上的水全都包围起来,那么地球表面的水就会深达2400多米,地球,真正变成一颗“水星”了。

地球上的生命最初是在水中出现的,水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。

水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。

雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。

那么,地球上这么多的水是从哪里来的呢?关于地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。

目前,大多数科学家认为:地球上的水,是地球在漫长的历史进程中,由组成地球的物质逐渐脱水、脱气而形成的。地球是由星际尘埃凝聚而成的,在最初阶段,地球是一个寒冷的凝结团,是万有引力和颗粒问的相互碰撞,使这些星际尘埃物质紧紧地压缩在一起,形成原始地球。后来地球内部的放射性元素不断蜕变,凝固团的温度不断增高,最终形成我们可以居住的地球。科学家对组成地球的地幔的球粒陨石进行分析,发现含有0.5%~5%的水,最多的可达10%。如果当初组成原始地球的陨石,只要有1/800是这些球粒陨石的话,那么就足以形成今天的地球水圈。问题是,当初是这样的情形吗?这个疑问至今没有定论。

另一种解释,是火山喷发喷出大量的水。现如今对活火山的研究发现,的确伴随着滚滚浓烟、炽热熔浆的喷发,有大量水蒸汽释放到地球的大气中。在喷出的气体中,水汽占75%,数量的确很大。如美国阿拉斯加有一座叫“万烟谷”的火山,在每年喷出的气体中,水汽就有6600万吨。自地球诞生至今,也不知多少火山喷发过,其次数也无法统计,喷出来的水汽就更多了。有的科学家甚至认为,至少地球上现有水的一半来自火山喷出的水汽。

火山为什么能喷发水汽呢?因为地下深处的岩石、岩浆里含有相当丰富的水。火山喷发时,随着熔岩温度升高,岩浆里的水自然就会蒸发出来逸出地球表面。这些水汽到了高空遇到冷气,凝结成水,最终还是回到地上,形成涓涓水流,进入海洋。据科学家研究,早期地球很热,大约在6亿年前,地球表面的温度才降到30°C,此时大气中的水汽有99%降落到地面,地球上才开始有海洋及江河湖泊。水是生命之源,只有有了水,地球上才开始有生物。

但是,也有科学家认为地球上的水来自冰陨石。什么是冰陨石?就是来自宇宙空间的以冰的形式落到地球上的陨石,因为它的组成主要成分是冰。关于冰陨石不仅美国、西班牙等国均有发现,而且在我国也有报道。如1983年我国江苏无锡市就有一块直径50~60厘米的冰陨石降落到地面。降落过程中比较小的冰陨石大多都在大气层中融化掉了,它们形成了大气水蒸汽的重要来源之一。有科学家表示,地球一年之中可从冰陨石获得10亿吨水。

以上关于地球上水的来源的三种解释,都有一定事实根据,但这三种解释同样存在一定的偏面性。地球上的水到底是哪里来的?相信随着科学技术的不断发展,我们一定会找到最终答案。

“淡水危机”即将袭来

从外太空看,地球是颗蓝色的星球,它的表面被三分之二的水覆盖着。地球水资源总量虽然很大,但其中97.5%是海水,淡水仅占2.5%,而在这有限的淡水资源中,90%是人类难以企及的南北两极冰盖、冰川、冰雪。虽然科学家们正在研究冰川的利用方法,但在目前技术条件下还无法大规模利用。除此之外,地下水的淡水中绝大部分是深层地下水,开采利用的也很少。人类目前比较容易利用的淡水资源,主要是河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水。因此,人类目前能够利用的淡水资源相当有限,只占全球淡水资源总量的0.26%,占全球总水量的十万分之七,即全球真正有效利用的淡水资源每年约有9000立方千米。

地球淡水资源不仅短缺且地区分布极不平衡。全世界约有40%的人面临淡水不足问题,其中约3亿人生活在极度缺水状态中。随着人口膨胀与工农业生产规模迅速扩大,全球淡水的消耗量也在飞速增长,全球用水量在20世纪增加了7倍之多。特别是近几十年来,全球用水量每年都以4%~8%的速度持续递增,淡水供需矛盾日益突出。联合国环境规划署的数据显示,如按当前的水资源消耗模式继续下去,到2025年,全世界将有35亿人口缺水,涉及的国家和地区将超过40个。2009年1月,瑞士达沃斯世界经济年会报告警告说,全球正面临“水破产”危机,水资源今后可能比石油还昂贵。

饮用水的安全性也在时刻威胁着人类的生命健康。现如今,全球有1/6的人缺乏安全的饮用水,也就是说11亿人每天等待着方便干净的饮用水,尽管30美元就能购买一个简单的、可以使用50年的净水设备。缺乏安全饮用水的结果是每天有6000人因此丧命。另外还有30亿人没有干净的用水卫生设施,全世界的医院有一半挤满了因此患上各种疾病的病人,每年有220万人因缺水或者不干净的水源传染的疾病而死亡,其中主要是儿童,因为缺水导致卫生条件恶劣,由此流失的生命更是难以统计。

过去10年,痢疾杀死的儿童比第二次世界大战中所有战死的军人人数还要多,这种肠道疾病的主要发病原因就是没有干净饮用水。1998年在非洲有超过30万人死于内战,但是同年有超过200万人死于痢疾,是前者的6倍多。印度每年用于治疗痢疾的医疗费用已经构成这个国家健康体系的沉重负担。

面临淡水缺乏危机的地区有很多,在非洲、阿富汗、印度和亚洲的其他国家,女人和孩子们每天面临这样的困难,在感到渴的时候,他们必须拿起容器,步行至少两个小时到一口井,打满水之后再步行两个小时回家。这是数亿人每天必须面临的艰难问题,同样的情况还发生在中南美洲的一些地方。地球上还有太多社区缺水或者水源被污染,在这些地方,无一例外是当地居民自己去寻找安全水源,无论距离远近或者路途困难。通常一个妇女每天打水的步行距离是6公里。

导致水危机的原因有很多,其中包括气候变化、森林植被减少、人口增长、水污染日益严重、水资源浪费,以及水资源开发与管理不善等。据联合国有关机构的统计,全世界每年倾倒入江河湖海中的有毒物质达到上千万吨,全球约十分之一的河流受到不同程度的污染。美国40%的水资源流域被加工食品废料、金属、肥料和杀虫剂污染;欧洲55条河流中仅有5条水质差强人意。

根据世界银行的统计,在发展中国家的大城市饮用水的一半透过裂缝渗入了土壤。中国每年自来水的漏失量就达10亿多吨。另外,有限的淡水资源分布又非常不平均,世界每年约有65%的水资源集中在不到10个国家中,而占世界总人口40%的80个国家却严重缺水。

这看似普通的水正在成为宝贵的稀缺资源,解决全球水危机已经成为刻不容缓的问题。专家建议,应进一步加强对水的立法和管理,节约用水,改进灌溉技术,循环利用经处理的工业废水。此外,还要广开水源,如海水淡化、储存雨水都是行之有效的方法。

在造成淡水危机的众多原因中,人类不良的行为是主要因素。因而全人类必须树立起淡水危机的紧迫感,注重节约用水,合理用水,并保护水资源不受破坏和污染。只有如此,方能化解“淡水危机”!

我国会面临水枯竭吗

我国是水资源贫乏的国家之一。我国淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列第121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后,中国现实可利用的淡水资源量则更少,仅为11000亿立方米左右,人均可利用水资源量约为900立方米。