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人类活动不是造成水污染的唯一原因。落叶腐烂、动物粪便、油苗渗出等自然现象也可能影响水质，但是，有些自然过程能够处理这种污染。水中生物能够降解、吸收和分散此类物质，使之降低到自然水平。天然污染物超过受纳水体净化能力的情况比较少见。目前的情况是人类排放污染物的数量常常超过某个水体的自净能力。此外，人类还引进各种污染物，如金属和其他无机物。天然生物需要很长时间才能将其破坏或根本不能破坏。
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只要地球上存在人类，就会有污染。因此，问题就不是消灭污染，而是要控制它。这种控制生死攸关。水媒病原体和污染每年导致几百万人死亡（大多为儿童）。人们死于痢疾和与水有关的疾病，如霍乱和伤寒。
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水污染的四大“元凶”是农业、工业、矿业和城市住宅区，将其分为点源污染（point source of pollution）与非点源污染（nonpoint source of pollution）是有用的。正如其名称本身所表示的那样，点源是在特定地点进入环境的，如污水处理设施或工业排放管道。非点源较分散，因而也更难控制，例如来自农田径流和在道路上撒化冰盐。
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农业水污染源
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就全世界而言，农业对水污染的“贡献”可能比其他任何单项活动都大。在美国，据估计农业占造成河流污染原因的2/3。农业径流携带3种主要污染物：化肥、生物杀灭剂和动物粪便。
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化肥
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农业是造成水体过度营养的主要原因。当所施用化肥以及动物粪肥中的氮和磷排入江河，最后积聚在池沼、湖泊和河口湾时，就会出现污染。养分加速了富营养化（eutrophication），即水体中养分富集的过程。当周围地区的营养物质被冲刷进水中时，也会自然地出现富营养化，但是，当物质来源是商业肥料之类人为的富集营养物时，水体就可能负荷过重的营养物。藻类和其他植物受刺激而大量生长，阻断其他生物生长所需要的阳光。当这些藻类等生物死亡分解后会使水中溶解氧水平下降，进而使不能忍受缺氧状态的鱼类和植物窒息死亡。
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据估计，在世界范围内，北美、欧洲和东南亚有50%、南美有40%、非洲有28%的湖泊和水库受到这种加速富营养化的影响。富营养湖泊的症状是杂草疯长、藻类繁茂、鱼类死亡、湖底沉积物迅速堆积、水体腐臭。
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虽然污水处理厂、暴雨径流和空气污染也提供刺激藻类生长的氮和磷，但是高营养水平的农业径流才是世界上超过30个“死亡带”形成的原因。“死亡带”是严重缺氧、鱼蟹等水生动物无法存活的地区。世界上最大的死亡带在波罗的海、黑海和路易斯安那州沿岸的墨西哥湾北部海域（图12.8）。这些地带的大小逐年不同，夏季随着水温增高和太阳辐射增强而达到峰值，形成藻华。
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图 12.8 2001年墨西哥湾中的“死亡带”覆盖了大约2.3万平方千米，相当于马萨诸塞州的面积。人们认为来自农业径流的营养物质是造成该海域缺氧的关键因素。营养物质为夏季兴盛的藻类种群供给营养。藻类死亡后沉入墨西哥湾海底，分解并耗尽海床附近的氧气，剩余的少量氧气难以支撑生命。
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生物杀灭剂
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农业上使用的除草剂和杀虫剂（pesticide）是水体化学污染的另一来源。施用过生物杀灭剂的农田径流污染着地下水和地表水。与生物杀灭剂使用相关联的问题之一，是人们对这种用法的长期效应并不总能立即了解到。例如，人们使用DDT多年之后，才发现它对鸟类、鱼类和水生植物的影响。另一问题是，现在广泛使用的成千种此类产品，包含600多种活性成分，但只有很少几种经环境保护局做过安全检查。最后，在这些化学品不再被使用后，即使过了很长时间，被淋洗到地下含水层中的生物杀灭剂可能仍然停留在那里。虽然美国自20世纪60年代后期起禁止使用DDT，但迄今水体中仍然检测到它的存在。
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动物粪便
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最后一种农业上的化学污染源是动物粪便，在集约饲养动物的国家尤其如此。问题存在于两方面：其一是在饲养场，牲口在屠宰前被高度密集育肥；其二是在工厂式的农场里，牛肉、猪肉和家禽产品日益集中生产（图12.9）。美国的农场和大型饲养场产出大量粪肥——每天近30亿吨，但通常没有污水处理设施。处理方法主要是将粪肥排放到防渗漏水池内，随后喷洒到周围田地上，粪肥可能从那里被淋滤到地下水和河流中。
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图 12.9 俄亥俄州一处工业化养猪场的运作。（a）照片中的工业化养猪场中，几千头猪在长方形大型畜棚中被喂养四五个月，长到120千克。（b）猪粪尿通过地面水槽被冲洗到管道和沟渠中，进入室外坑塘中。这些废物携带病原体和来自动物饲料的多余营养物质，特别是高浓度的氮和磷，污染附近的土壤和水。（［a］© Larry Lefever / Grant Heilman Photography, Inc.［b］© Keith Myers / The New York Times）
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有人怀疑因喷洒粪肥造成的水污染是切萨皮克湾微生物噬鱼费氏藻（Pfiesteria piscicida）爆发的原因。这些单细胞藻类在粪肥高水平氮磷环境中高速增殖并变得有毒。粪肥来自马里兰州、弗吉尼亚州和北卡罗来纳州大型家禽养殖场和养猪场。有害费氏藻已经毒死成百万尾鱼，还有证据显示这种微生物可使人类致病。
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其他水污染源
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如上文所述，农业只是人类活动造成水污染的原因之一。其他污染源是工业、矿业、城市居民区。
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工业
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