第六卷 生物和環境(2)(3 / 3)

據聯合國環境規劃署的估計,全球每年排放的二氧化硫為1.51×109噸,70年代的10年間,二氧化硫的排放量平均每年增長5%,10年共增長了40%~50。隨著工業的發展,人類將會燃燒更多的煤和石油,因此今後酸雨對環境的汙染和對人類的威脅也將越來越大。已有的經驗證明,如果用含硫量低的煤和石油代替高硫煤和石油,將會減少酸雨的形成。目前人類還采用從直升飛機上投撒石灰的方法來降低湖水的酸度,並希望能通過遺傳育種的手段培養出列耐酸的魚類。但最有效的辦法是限製二氧化硫和一氧化氮的排放量,或者從燃料中把這些物質去掉。不過即使能夠做到這一點,仍然需要很多年的時間才能使已經失去了平衡的環境恢複到原來的狀態。從1872年第一次發現酸雨到現在,人類為自己製造的酸雨曾付出了巨大的代價,而且今後還會付出更大的代價。人類與酸雨的鬥爭將是一場漫長而艱苦的戰爭。

"厄爾尼諾"現象

近年來,在影響全球環境和氣候的因素中,人們越來越關注"厄爾尼諾"現象了,因為"厄爾尼諾"帶給人們太強烈的感受和印象了。

1997是"厄爾尼諾"特別嚴重的年份,世界各地普遍出現了風雨不調、冷暖異常和洪水泛濫等災害性天氣。"厄爾尼諾"給南部非洲造成了百年來最嚴重的幹旱,並使大約500萬人口受到饑荒的威脅。遭受"厄爾尼諾"威脅最大的國家是萊索托、斯威士蘭、馬拉維、馬達加斯加、坦桑尼亞和讚比亞等7國,受影響人口大約2700萬。在馬達加斯加島的南部、中部和西北部,幹旱又誘發了蝗蟲大發生,使該國的情況雪上加霜。同時在非洲,肯尼亞也受"厄爾尼諾"現象的影響,今年連降滂沱大雨,導致洪水泛濫、寄生蟲肆虐並發現了一種可置人於死地的怪病,醫學專家說,他們已證實有171名患者死於這種怪病。患者有高燒、腹瀉、嘔吐及口腔和算出血等症狀。據肯尼亞衛生部門說,是"厄爾尼諾"引發了洪水,而洪水可能是這種怪病的誘因,並且是通過蚊蟲傳播的。英國氣象局發言人說,1997是自1860年人類開始記錄氣溫以來平均氣溫最高的一年,年平均氣溫約比1961年至1990年間的平均值高0.43攝氏度。此前,1995年是有氣溫記錄以來最熱的年份,而且5個氣溫最高的年份都出現在90年代,形勢十分嚴峻。英國氣象局認為,"厄爾尼諾"現象是造成奇熱無比的因素之一。

"厄爾尼諾"是西班牙語"耶穌之子"或"聖嬰"一詞的音譯。在氣象學中,它專指發生在太平洋東南海域厄瓜多爾南部和秘魯北部沿岸海麵溫度升高的現象。地球上70%的表麵被浩瀚的海洋覆蓋,俗話說,海洋是大氣之母,海洋與大氣的相互作用對全球環境變化具有非常重要的影響。海水溫度的微小變化都會對大氣溫度環流的改變造成不可估量的影響,氣象學家把海麵水溫高於常年水溫這一現象就稱為"厄爾尼諾"現象,並根據海水增溫的幅度判斷"厄爾尼諾"的持續時間。1997年的"厄爾尼諾"從3月份便已開始,5月份正式形成,已造成的災害在世界各地頻頻發生,我國也未能躲過"厄爾尼諾"的襲擊,北京市1997年大部分地區降水持續偏少,6~8月平原地區降水量為245毫米,比常年同期降水量(449毫米)偏少近一半,7月份南郊平均氣溫為28.2℃,是1841年以來氣溫的最高值,日最高氣溫出現在7月13日為38.2℃,月內氣溫超過35℃的天數有12天。

我國的浙江金華市所受衝擊更大,出現了近乎是怪異的天氣,11月中下旬陰雨連綿,大氣潮濕得如同6月底7月初的梅雨季節。由於連日大雨滂沱,婺江和蘭江水位猛漲,按常年應屬枯水期卻出現了江河洪水滔滔的景象。11月29日婺江水位高達36.79米,超過警戒水位0.25米,同日的蘭江水位也高達30.06米,超過警戒水位0.56米。據氣象部門報告,金華市11月份降水量是255.7毫米,比常年同期降水量多4倍!比曆史同期最高的140.6毫米還多出115.1毫米,並超過了常年雨水最多的6月份的降水量。更奇的是,洪水剛過,金華市的氣溫便急劇下降,12月3日浙中大地大雪紛飛,白茫茫一片,房頂、樹木銀裝素裹,積雪厚度達2~3厘米。氣象台說,這場雪是1987年以來下得最早的一場冬雪,此時農村一些晚稻還未收割,大量柑橘還未采摘,給小麥、油菜等越冬作物的管理也帶來了不良影響。大雪剛過,12月6日卻又電閃雷鳴,讓金華人搞不清到底是冬天還是春天?電閃雷鳴3小時後,大雨傾盆而下。這次冬雷竟發生在離冬至僅半個月的時候,真令人不可思議!從目前所掌握的科學證據來看,此次"厄爾尼諾"尚處在發展過程之中,預計要延續到明年春天,所以今後應密切注意天氣預報,抗禦天氣變化所帶來的各種疾病和災害,力爭把損失減少到最低限度。

目前,科學家正越來越重視對"厄爾尼諾"的研究,美國和日本正準備從空中和海洋加強對"厄爾尼諾"現象的觀測,1997年11月19日,日本在種子島宇宙中心發射了一顆"TRMM"衛星,這顆衛星載有能夠觀測熱帶地區降雨情況的最新雷達,目的是加強對熱帶和亞熱帶地區的氣象觀測,提供不同高度降雨的精確資料,以便查明"厄爾尼諾"現象。此外,美日兩國研究人員正在著手對海水溫度進行立體觀測。海水溫度越高,聲波傳播的速度就越快,研究人員正在利用這一特點,把聲源、水中擴音器、麥克風與浮標連為一體,借助通信衛星把觀測到的數據及時傳送到陸地。聲波從不同的浮標發出,利用超級計算機對聲波的傳播速度進行分析,就可以得出海水溫度的立體斷麵圖。這一新的係統能夠在方圓1000公裏的海域內,及時測出不同深度海水的溫度,最深可達6000米。1998年春天,美日將聯合在太平滾赤道海域設置這一新的係統,用來觀測"厄爾尼諾"現象之謎,而且能夠盡快觀測到這一現象出現的征兆,以便使人們能夠提前作好應付災變的準備。

工業廢氣毒化大氣圈

人類在地球上已經生息了大約300萬年,人類同包括植物、動物、微生物、土壤、水和空氣的整個地球環境構成了一個互相製約、互相影響的生態係統,維持著一種穩定的生態平衡。在工業發展以前,地球上的水是清潔的,空氣是新鮮的。自從人類開始使用火的那一天起就一直在汙染空氣,特別是隨著近代工業和科學技術的發展,環境汙染日趨嚴重。在大氣汙染方麵已經發生了許多起嚴重事件(圖65)。1948年10月,美國的工業城鎮多諾拉,由於燒煤和工廠排放煙塵和二氧化硫使大霧持續了4天,全鎮15000人就有5800人咳嗽、嗓子痛或氣喘,其中10%的人有嚴重的二氧化硫中毒症狀,4天內就死亡了20人。二氧化硫在大氣中往往受重金屬飄塵的催化而形成硫酸霧,其毒性比二氧化硫大十幾倍。

4年以後,一起更加嚴重的大氣汙染事件發生了,這就是舉世聞名的倫敦煙霧事件。事件的發生經過是這樣的:1952年2月5~8日,英國倫敦連續幾天處在高氣壓控製下,霧大而無風,地麵空氣不能逸散,市區排出的煙塵經久不散,使每立方米大氣中的二氧化硫含量達到3.8毫克,煙塵4.5毫克,居民普遍感到呼吸困難、咳嗽、喉痛、嘔吐、發燒,4天內約死亡4000人。一周內因氣管炎而死亡707人。冠心病和肺結核患者的死亡率也成倍增加,特別是45歲以上的人死亡更多。實際上,倫敦早在1873年、1880年和1892年就發生過煙霧事件,到20世紀又多次發生,1956年、1957年和1962年都曾發生過,此後由於采取了有效措施才未再發生。

光化學煙霧是以汽油作動力燃燒以後出現的一種新型空氣汙染現象。早在20世紀40年代,美國洛杉磯城就發和過光化學煙霧汙染,表現為空氣中出現白色、紫色和黃褐色霧狀物,大氣能見度低,空氣具有特殊氣味且對眼睛和喉嚨有刺激作用,常伴有流淚、喉痛、呼吸困難和嘔吐等症狀。光化學煙霧的形成非常複雜,簡單說來是在強太陽光的照射下,空氣中的碳氫化合物和氮氧化合物(都來自汽車尾氣)之間發生化學反應而形成的,其中的有害物質並不是汽車發掘中所含有的汙染物,而是由這些汙染物之間發生光化學反應所生成的二次汙染物,如臭氧、醛類、二氧化氮和過氧乙酰基硝酸酯等,總稱為光化學氧化劑。其中刺激眼睛和造成呼吸困難的是甲醛、丙烯醛和聚丙烯腈(即PAN);對植物造成傷害的是臭氧和PAN;而造成大氣能見度低的是光化學煙霧中的氣溶膠;此外,臭氧還能使橡膠開裂、染料褪色和使植物葉片變得枯黃。除了洛杉磯以外,在50年代和60年代很多其他城市都發生過光化學煙霧汙染。

我國能源的80%依賴於煤炭,所以大氣汙染更為嚴重。據統計,全國每年約排放煙塵1億多噸,排放二氧化硫1500萬噸,工業汙水幾千萬噸、廢渣2億多噸。大氣汙染事件也頻頻發生。1978年8月底8月初的幾場雨後,包頭市郊區的高梁和玉米葉出現黃斑、提早脫落,茄子和番茄表皮發皺蜷曲,甚至葡萄葉和楊樹葉也斑斑點點呈現病態。據調查,原來是大氣受氟汙染所造成的災害。包頭市各廠礦每年排放的廢氣約200億立方米,其中不少有害物質含量超過國家標準,尤其是含氟廢氣,汙染範圍廣,使農作物產量大幅度下降,牲畜大量減產。

我國首都北京市區的大氣也已受到嚴重汙染,汙染程度已超過安全標準的6倍!北京的大氣汙染物質主要是燃燒煤炭排出的煙霧,其中含有多種有毒金屬和致癌物質,能危害人的健康。近年來我國各地仍在不斷發生比較嚴重的大氣汙染事件,例如,1997年11月山東省濟南市就接連發生了兩次大氣強汙染事件,同時有酸雨和酸霧形成,給城市居民的生產、生活和健康帶來一係列不利影響。11月8日至10日,濟南整個市區被大霧籠罩,能見度最低時僅在10米左右,很多市民感到呼吸不暢、煙氣刺鼻。11月20日至25日,濟南市又一次出現不利於汙染物聚集、濃度升高,其中二氧化硫日均最大值超過國家規定標準的兩倍。按國家有關環境質量的技術規定評價,這兩次大氣汙染過程中的空氣汙染程度都已不適宜人們在戶外進行各種活動。自20世紀以來,因傳染病引起的人類死亡率不斷下降,但與環境有關的呼吸係統疾病和癌症引起的死亡率卻呈明顯上升趨勢。

燒煤是大氣汙染的主要來源之一。全世界每年要燒煤幾十億噸。我國工業、家庭生活和冬季取暖主要都靠煤炭,每年約消耗煤炭10多億噸。據計算,每燒1噸煤就要排放60公斤二氧化硫、3~9公斤二氧化氮、2公斤一氧化碳和9~11公斤的粉塵。排出的塵煙顆粒大於10微米的稱為飄塵,可以長期飄浮在大氣中,有的飄塵比細菌還小(<0.75微米),可以幾十年都飄浮在大氣中,不斷隨呼吸進入人體,其中約有一半可附著在肺壁上,引起多種呼吸道疾病並有致癌作用。

環境汙染是造成人類癌症增加的重要原因,在癌症中增長最快的是肺癌,美國40年來肺癌死亡率增加了150%,日本不到20年增長了261%。根據對所有癌症的致癌化學物質、黴菌毒素和物理因素的歸納分析,可以推論出人類癌症80%是與環境因素有關。

目前世界各國正在采取改進燃燒方法和鍋爐結構以消除黑煙;安裝除塵器減少排塵量;研究和發展控製二氧化硫汙染的方法;發展集中供熱;煤炭氣化、液化和控製汽車尾氣排放量等措施以消除大氣汙染。由於采取了這些措施,煙塵汙染已受到了一定限製,在一些地區則已基本得到控製,但從全球範圍講,離完全消除大氣汙染仍然十分遙遠,尚需各國作出更大努,還地球上的生靈們一個淨潔的天空。