互动科普

国际上集中的努力正在使欧洲最重要的河流恢复原貌。

在科隆，到处有修进士和骨瘦如柴的人， 要命的石头铺在马路边沿。

还有破布、女巫和丑陋的妓女；

我数出72条水沟.

它们都完全称得上臭水沟，有几条特别臭！

你这个统治下水道与污水坑的美女，

著名的莱茵河，

果然清洗了你的科隆城；

但是请告诉我，美女，什么非凡的神仙

今后将会清洗莱茵河？

S. T.柯尔律治和W.华兹华斯一起游览了莱茵河后，于1828年写出了这样的诗句。那些诗行是多么的具有预言能力的，柯尔律治几乎不能够猜到。在二十世纪60年代与 70年代初期，当中欧经济复兴时，在莱茵河中的有机与无机污染达到了高得足以毁灭几十种鱼或其它生物的大部分或完全毁掉它们的程度。这些生物在河里存在几千年了。大部分河段都已经变得不适于游泳或洗澡，饮用水的生产也受到了威胁。

但是70年代以后，国际上试图整治莱茵河，其中包括一些始于50年代的努力，最后开始恢复范围很长的几段河流。今天虽然仍有大量工作有待于去做，但是这项工作正在呈现为控制污染边界进行国际合作取得成功的范例，对于污染物跨边界流动引起紧张关系的许多其它地方来说也是一种借鉴模式。

最重要的是，恢复原状的努力正在给予世界上的一条作大河流以新的生命。无数的诗人，散文作家与抒情诗人讴歌了（或者痛惜了）这一条寓言中的航道，它在最后通过荷兰三角洲流入北海以前，蜿蜒地流过5个国家，莱茵河从瑞士中部靠东的阿尔派恩河源向北向西流经1320 公里，通过崎岖的山脉，瑞士可爱的康斯坦茨湖，黑森林，阿尔萨斯大河谷，与斯特拉斯堡、波恩，杜塞尔多夫和鹿特丹这样的城市。伏尔加河与多瑙河比它大，比它长，但是它们都没有莱茵河那样的相对稳定的流量与有用，它像一条动脉一样流进欧洲的心脏。

在受水面积内，降水都集中并流入莱茵河内。该流域覆盖大约19 万平方公里，拥有5千万人口。这些人中有800万人从莱茵河里得到他们的饮水，另有1千万人则从康斯坦茨湖得到饮水。总计，莱茵河平均流量的20%以上被转用了或者直接使用了，不是用于人类的消耗，就是用于工业上的漂洗与冷却。此外，第一次世界大战后建造的10个水电站，群集在阿尔萨斯下方的法国领土上，它们每年发出总数为8.7百万兆瓦小时的电力。

莱茵河从北海到康斯坦茨湖下方的瀑布，有800公里可以通航。每天有500多舰驳船往返于它的水面， 满载着汽油与其它从石油中提取的燃料,磷酸岩、煤、砾石，新的汽车与其它货物，它们加起来总数达到每年大约1亿5千万吨。总的说来.当根据国民生产总值与计及两条河流的流量和流域的人口来测定时，估计莱茵河的利用率比密西西比河大5倍。

莱茵很重要的主要原因之一，是它的相当可靠的供水量。在冬季与春季，流量是由它的流域中的平原与高地上的降水量提供的；在夏季，主要是来自阿尔卑斯山的融雪。康斯坦茨与其他的瑞士湖泊起着天然水库的作用。1925年与1992 年间的平均流量是每秒2350立方米，最大年流量(l966年的每秒3170 立方米）与最小年流量(1971年的 1510立方米）之间的比率是2：1——与其它大部分河流相比，起伏的情况较少。

开始改造

第二次世界大战结束前，几乎没有任何大型的污水处理厂位于莱茵河上。柯尔律治尖刻地描述的气味一度环绕着大城市中，它们的污水未经处理就释放到莱茵河中。但是，在第二次世界大战以后，当中欧的经济复兴以后，污染问题激化到它再不能被忽视这样一种程度。在1953年，5个国家——瑞士，法国，卢森堡、德国与荷兰——建立了保护莱茵河以防污染的国际委员会，以协调多国努力，并至少能监测莱茵河中的污染物水平。

以缩写IKSR著称的该委员会，现在在大部分位于国际世界上的几个点上监测水的质量。这些点中最重要的位于德国与荷兰之间，因为这一地区处于离密集的工业区：德国的鲁尔区不远的下游。莱茵河的一条小支流是以鲁尔命名的，这个地区的煤、钢与化工厂构成了主要污染源之一。此外，进入荷兰以后，莱茵河到达荷兰大港鹿特丹与阿姆斯特丹（离德国大约150公里，离北海上的三角洲不远）以前，穿过的完全是农村地区。

在这一考虑中。另一个值得注意的因素是莱茵河的流量，它在荷兰境内流得相当慢。从瑞士到法囯与德国流过7、8天以后，由于荷兰的堤坝、运河与其它水治理设施（包括两个大的人工湖：艾瑟尔湖与哈灵小道)这样复杂的系统，莱茵河水流过该国要70或80天。进入荷兰后不久，莱茵河成为有3个河口 ：瓦尔河，莱克河与艾瑟尔河的三角洲。

IKSR每年出版一本又该委员会各国家所审查与确认的年报,其中附有广泛的分析资料。但是，它的主要业务是提出与实施国际项目以改善莱茵河。在这些项目中，最主要的两个是“关于保护莱茵河以防化合物污染的协定”与“保护莱茵河以防氯化物污染的协定”、两个的协定都是在1976年生效的。另一防治热污染的协定已经起草，但一直未被所有的成员国认可。虽然这条河流由于自然的趋势与人类的活动而正在逐渐变暖，但是变暖的程度——从1925年以来的1.8℃——认为不是大得足以值得需要广泛注意的。

无机污染物

河水含的无机盐一般远比有机物质多。这些盐中有一些是由雨水从土壤中自然淋溶出来的。但是人类通过污水，工业活动与农业显著增大了自然含量。盐的浓度——包括氯离子与碳酸根离子这样的阴离子与钠与钙这样的阳离子——的测定值。在1992年德国-荷兰边界上为每升581毫微克。过去20年来，这一浓度水平没有显著的变化。降低浓度较稀的盐是非常花钱的，所以只有当需要的时候才将水脱盐——例如，用于灌溉以前。

人类活动特别能产生氯离子。根据1992年的测定结果，据认为人类每秒钟投入莱茵河大约318公斤氯，而每秒钟来自自然界的则是15至75公斤。最大的来源是位于阿尔萨斯的法国钾盐矿，单是这个矿每秒钟就要将近130公斤氯加到莱茵河中去。

氯化钠是开矿时不需要的一种副产物，它不是像山一样堆积在土地上，就是通过莱茵河溶解与运输到大海中。数十年来，这一做法一直使荷兰种花的人感到不满，他们靠水来灌溉对氯有不良反应的果园、唐菖蒲与其它花卉。1976年关于氯的协定要求将一些盐贮存在法国的土地上，费用由法国、德国与荷兰分担。这一条款被阿尔萨斯人所否决，并且荷兰议会拒绝付款，所以这一计划从未实施过。可是最后在1992年达成了一项协议，从而控制了该矿区的排放量，这样，德国-荷兰边界上的氯含量不会超过每升200毫克。实际上，这意味着一年中也许有二、三次要停止排放几天盐。对这一解决方案，许多荷兰种花人都感到不快，但是在今后一、二十年内的有朝一日钾盐储量用完以前，这一问题未必可能解决。虽然它们是麻烦的，但是在莱茵河的荷兰这一最后部分，氯化物实际上只是一个次要问题。大部分来自污水的氮和磷，促进藻类的生长到极高的水平，并且人为地刺激了食物链——这一过程称为富化作用。这一现象主要与在荷兰流动很慢的水有利害关系，在那里藻类可以茂密到妨碍航运，粘附在泵上。此外，当藻类在秋天死了时，它们的降解耗尽了维持鱼和其它生物生命所必需的氧气。

康油坦茨湖国际保水委员会成立后，显著降低其氮与磷含量的污水处理工作在1959年更为协调，自70年代初期以来，污水处理厂以及无磷洗涤剂的使用，稳定地减少了河中的磷。在1992年，在德囯-荷兰边界上测定出的浓度是每升水含0.21毫微克的磷，虽然比以前的年份有所改善，但仍然比康斯坦茨湖水中的水平高10倍。

但是，氮的水平还没有显著下降，其原因稍微复杂一些。在河水中的氮有两种主要类型：铵与硝酸盐。过去20年来，通过处理已将氨降低到每升水大约含0.27毫克氮。在另一方面，硝酸盐的水平有所增加，在1992年发现是每升水含3.8毫克氮。据认为，大部分硝酸盐来自用于沿着河岸种植作物的化肥。希望硝酸盐水平不会增加这一条已被写到各种津贴计划中。例如，面对某些作物过剩的形势，欧洲联盟对将土地放荒的农民给予补贴。同时，德国则补贴那些避免在河岸地带使用化肥与降低化肥的总用量的农民。

具有重大生理意义的另一类无机化合物是重金属。这些金属中有一些在微量浓度下对生命是必不可少的。在高浓度下，它们能够引起神经系统、生长与代谢失调。汞、镉与一些铬主要来自金属制品厂，它们容易被鉴定出来，所以容易被控制。镍、锌与其余的铬作为在家庭中与工厂中管道与设备腐蚀的结果随流出的污水进人莱茵河中，所以难以节制。通过从汽油中除去沿后，它的浓度已减至最小。河流中的极微量的金不会对人类的健康构成危险。（在19世纪初期，无数的探险者曾沿着瑞士边界与德国的沃尔姆斯间的上莱茵河两岸淘金。)

总之，自70年代初期以来，在莱茵河中的这些金属的数量下降了90%以上。污水处理厂通过将大量的金属固定在污泥中也起了很大的作用。此外，针对工业排放装置的规章已经制订，通过这些规章，金属将被选择性地保留，供重新使用。

对大部分金属来说，在莱茵河水中的含量都不再足以危及人或外生生物的生命。但是在该河床及其支流的某些部分下的沉积物仍然含有相当多的金属。问题也继续存在于重工业港口城市鹿特丹。在那里进行的挖掘工程已经挖出了含有金属的沉积物。这些金属仍然悬浮在附近的河口中。港口当局与一些上游金属和化学工业界之间的旷日持久的谈判已经导致了民间法律合同的签订，它们的目的在于进一步降低被释放的金属的数量。

有机的妖魔

尽管对无机物质的监测与控制在任何河流中都是有用的。但是总的说来，水的质量对有机污染物更敏感得多。虽然在河水中，这样的有机物质不超过1%,但是它们常常耗尽了溶解在其中的氧，使水不适宜于维持生命。

在1969年与1976年之间，有机物对莱茵河的污染达到高峰，在夏季的几个月内，它常常使河流中间与较低的某些部份溶解的氧处于每升2毫克以下的水平。这样的水平不是高得足以维持许多有机体的生命。从那时起，单是德囯就花了550亿美元在污水处理厂上。它消除了大约90%的有机物污染。溶解的氧又恢复到了每升9毫克或10毫克的比较符合健康要求的水平（这是在物理上水能够溶解氧的量的大约90%)。

与监测无机污染物相比，监测有机物质则复杂得多。在一条河流中，虽然无机化合物可以占到污染的99%，但是它们的总数加起来不过为几十种。可是自然与人工来源二者中的有机成份很可能以数千计算。分离与分析它们中的每一种是不可行的，所以研究人员通常将它们分成各种类型，并且使用不同的方法来跟踪它们。一种普遍采用的方法是确定水中所有有机物质的影响或特性。另一种方法是确定成群的类似化合物的浓度。这些方法结合在一起就能够有用地估计水体中的有机物的状况，并且在需要时，也可通过测定单一的有机物质作为补充。

对第一种类别最常用的测量值之一是一般5天内的生物需氧量(缩写为BOD5)。将细菌与营养物加到水中，记录它们的耗氧量，一般以每升水中的毫克数表示。另一种有效的测量值被称为化学需氧量(COD)。在测量值中，浓缩的硫酸与铬被用来确定样本的最大可能耗氧量。在1992年的德国-荷兰边境 上，测量出的BOS5是平均每升3毫克；COD是每升10毫克。

通常归在一起的物质分成4种大的类别：可吸附的有机卤素(AOX,它主要指含氯的化合物)；洗涤剂；碳氢化合物；腐殖酸。即使在较大的分子中，氯与其它卤素，由于它们的毒性与持久性，也是特别令人忧虑的。氯化合物有几个来源，包括纤维素工厂，它们被用来使未加工的纤维素脱色变白，以便造纸，这些工厂中的大部分已经被改造成采用低氯或甚至无氯的漂白工艺过程的工厂。氯也以杀虫剂的形式进入莱茵河中，如像滴滴涕，六氯代环己烷，六氯苯与五氯苯酚。德国已经不再生产和允许使用这些化合物，莱茵河沿岸的其它国家也同样禁止使用滴滴涕与六氯苯，这些国家与其它国家对六氯代环己烷，五氯苯酚与其它持久性的氯化产物的使用也是严加限制的，自从70年代中期以来，这些措施有助于使在德国-荷兰边境上的一些有机氯化合物的水平降低5至15倍。

在控制洗涤剂的活性成份:表面活化剂中，用持久性较弱的污染物取代持久性较强的污染物也是有效的。自从1964年以来，德国只允许使用容易生物降解的洗涤剂。在降低阴离子表面活化剂（最普通的种类）中，这种限制是关键，正如对流经杜塞尔多夫的河水的测定所表明的，它已经从1964平的每秒650克降到1987年的每秒80克。在1992年，对德国-荷兰边境上的阴离子表面活化剂的所有测定结果都在每升0.05毫克以下。

碳氢化含物比卤素化合物更容易生物降解。像汽油、煤油与石脑油这样的石油制品占经过荷兰边境的莱茵河所有向上游运输所载货物的20%左右。此外，每年使用莱茵河的数千艘船只的船底污水聚集了大约20000立方米的油水混合物，它们中的大部分现在由专用船只收集除去。这些措施正在使荷兰边境上的碳氢化合物浓度降到每升0.01毫克。

第四类有机物质——腐殖酸——是生物降解的短期产物。生物降解是最强有力的恢复工具之一。但是无论它是在污水处理厂中诱发的，或者是在河流本身中自然发生的，生物降解都是一个永远不会结束的过程。只有部分被细菌所消粍的有机物质完全被代谢并且作为二氧化碳被呼出。其余的只有部分被氧化并由此转化为腐殖酸。虽然它们是在污水处理厂产生的，但它们总是存在于河中。据估计，1973年腐殖酸占莱茵河中残留有机污染的25%。更近一些，虽然由于缺少分析方法，以致难于测定其百分率，但这一比率确实增加了。因为它们早就在任何一条河流中有机物质的逐渐自然氧化时产生了，所以人们认为它们是无害的^

一次导致大发展的事故

对某些污染物不管怎样小心地加以控制，莱茵河就像任何交通频繁的航道一样，仍然易受偶然事故的影响。过去有一个时期，事故大部分不受注意地发生在高背景水平的污染中。但是，今天的比较清洁的河流，对这种事故的反应更强烈，现在已经把一个敏感的早期警报系统放在适当位置上，当偶然事故发生时，它就可以警告有关当局。

一些不幸的事件在强化监测系统运行中起了重要的作用。最严重的一次发生在1986年11月1日 ,靠近巴塞尔的山道士公司装满农药的仓库着火了。喷到火上的水将这些农药冲洗到河里。其中的一种——乙拌磷——对鳗鱼尤其有毒。许许多多的鳗鱼在一直到卡尔斯鲁厄的下游沿途被杀死了。

这一灾难激发起前所未有的努力来探索莱茵河的复原与估计该河流的总的生物学状况。在实施这一项目期间，德国政府办的一个研究所的生物学家们用一个潜水钟在河床上系统地研究鱼、大的无脊椎动物与其它动物。令许多人非常吃惊的是，到了1988年10月，即火灾后还不到两年。莱茵河的动物区系完全复原了。

调查证明有155种大的无脊椎动物常常群集在巴塞尔与杜塞尔多夫之间的河岸附近。最普通的一些种类是淡水海绵、水蛭、斑马贻贝、海底的端足类甲壳动物、蜉蝣、石蚕蛾与蠕虫和摇蚊幼虫。过去认为像蜉蝣与蜗牛这样一些种类实际上已经在莱茵河灭绝了，但是又大量发现了。像贻贝或者石蝇这样一些曾是常见的其它种类，过去是作为单个标本出现的，只是现在才开始大量地重新繁衍起来。但是有点使人困惑的是，最近才从里海与黑海到达这里的一种端足类甲壳动物(Crophium curvispinum)正在大量繁殖到足以逐出海绵与软体动物的某些种类。

一些鱼类也在回来。已经知道栖息在莱茵河的47个地方性种类中，最近调査发现的有40种。鉴定出的各种鱼中，大约75 %是强壮的，非特异化的，包括拟鲤、欧鳊。研究人员也观察了鲤，金鲈、鳗、狗鱼、圆鰭雅罗鱼与雅罗鱼。此外，他们记录了已经引人莱茵河的15种动物，包括狗鱼、金鲈、虹鳟与翻车鱼。在1992年，几十年来在莱茵河内首次捉到了性成熟的鲑（Salmo salar)。在一年前或更多年以前初孵出后被释放到莱茵河的支流中，它们幸免于迁移到北海中去。甚至于鲟鱼——人们认为40年前就从该河灭绝了——现在偶尔又看得到了。

一条模范的河流

河流调査不是1986年在巴塞尔仓库火灾的唯一遗产。以莱茵河为边界的一些州提出了一个联合的莱茵河行动计划，它的4个目标是:长期保护饮水；沉积物的净化；较高等种类的鱼的重新定殖(蛙等)；与保护北海。

作为第一步，在1989年该计划编制了一份包括30种不同危险物质的所有排放物的目录。到1995年，所有这些物质的排放率已减少50 %以上。此外，已被改进的防护装置阻止了或限制了工业事故排放物进入莱茵河，在未来的年代中，有助于如像蛙这样的动物返回到它们的上游产卵场地的鱼梯建设与对这些场地的改造将开始恢复鱼场。

1991年，在一次关于莱茵河的集水区域的水处理会议上，荷兰运输与公共工程部长Hanja Maij-Weggen要求将在莱茵河上取得的经验应用到马斯河与些耳德河上。 随着冷战的结束，建立了国际委员会来改造从捷克共和国与波兰经过德国流到北海的易北河与在波兰与德国间形成部分边界的奥德河。甚至于伏尔加河也从莱茵河的经验教训中获得好处。在最近的一系列会议，这些经验教训已由德专家介绍给他们的俄国同行。至于第聂伯河的改造还有待进行：由于前南斯拉夫的战祸，对于该河的治理已经中断。

在欧洲范围广大的变化中，这样说是合适的：莱茵河是各国合作共展鸿图的一首颂歌。