第二章 還我大自然 一、人類都對大自然做了哪些“惡”?
多少世紀以來,以地球主人自居的人類在向大自然索取巨額財富的同時,也向自然界排放了大量的廢棄物,製造了一個不適於自身生存的環境。當今人類賴以生存、繁衍、發展的地球仍在遭受空前的浩劫。地球告急,人類的生存和發展麵臨著嚴重惡化的環境汙染!
大氣汙染
空氣中固有成分以外的物質被稱為汙染物,如煙塵及二氧化碳、二氧化硫等物質,當這些汙染物的濃度達到一定程度時,便會使原本清新的空氣不再潔淨,這種現象科學家即稱之為大氣汙染。
工業化的發展和大規模地使用煤炭,給人類帶來了新的威脅——環境汙染!煤燃燒之後的排放物,幾乎全部是汙染物質。某些人口和工業集中的城市,常年籠罩在煙霧彌漫之中,空氣受到嚴重汙染。這些有毒物質在地球上積蓄、漫延,使一係列的公害事件接踵而至,各種起源於汙染的病患也開始向人類報複。
大氣汙染的損害作用是多方麵的,它既影響動、植物的生長,又破壞經濟資源,嚴重的可改變大氣的性質。當然,這其中尤以對人體的健康危害最引人注目。一般情況下,直接刺激呼吸道的有害化學物質(如二氧化碳、二氧化硫、硫酸霧、氯氣、臭氧和煙塵等)被人體吸入後,首先引起支氣管反射性收縮和痙攣、咳嗽、噴嚏和氣道阻力增加。在毒物慢性作用下,呼吸道的抵抗力會逐漸減弱,從而引起慢性呼吸道疾病,嚴重的還可引起肺水腫和肺心性疾病,以致誘發可怕的肺癌。大氣中的無刺激性有害氣體,危害比刺激性氣體還要大,如一氧化碳。在某些工廠附近的大氣中,還含有潛在危害的化學物質,如鎘、鈹、銻、鉛、鎳、鉻、錳、汞、砷、氟化物、石棉及有機氯殺蟲劑等。它們雖然濃度很低,但可在體內逐漸蓄積。
二氧化氮在太陽紫外線照射下發生分解,產生一氧化氮和原子氧,原子氧迅速與空氣中的氧反應生成臭氧,臭氧再與碳氫化合物作用,從而產生過氧乙酰硝酸酯、醛類和其他多種複雜的化合物,統稱光化學氧化劑(即二次汙染物)。由這些光化學氧化劑形成的煙霧就叫光化學煙霧。這種煙霧若被人長期吸入,就會影響人體細胞的新陳代謝,加速人的衰老。
二氧化硫與飄塵結合起來,危害會大大增加。在1952年12月的倫敦煙霧事件期間,二氧化硫的最高體積分數才13×10-6,飄塵的密度是464mg/m3,但因為它持續時間長達數日,所以引起和加重了氣管、支氣管、肺部等呼吸道疾病的暴發,同時也使心髒病的死亡率增高,創造了一周內死亡人數的最高紀錄。經研究,這種殺人的煙霧,原來就是工廠生產和市民取暖、做飯排出的煤煙。它是在一定的氣候條件下積蓄和聚集的,其中煙塵和二氧化硫是危害的主要成分。
二氧化硫對農業的危害很大。美國加利福尼亞州因二氧化硫及其他大氣汙染物的危害,每年的農業損失達600萬美元。二氧化硫對工程器物的危害也非常明顯。在倫敦,特拉法加廣場上英王查理一世的塑像因煙霧腐蝕已麵目全非。在巴黎,保持了20年的金屬屋麵,在前幾年因煙霧侵蝕而變壞。至於以煤煙和二氧化硫為主的大氣汙染事件,在其他一些國家也發生過。在我國的沈陽,也有過類似的事件,隻是未造成較大的損失。此外,二氧化硫還是酸雨的一種重要來源,酸雨已成為一種全球性的危害。這將在後麵作專門介紹。
自從20世紀30年代以來,石油化學工業迅速發展,世界上每年都有數十萬噸有機溶劑、數百萬噸乃至上千萬噸的塑料單體、合成橡膠原料以及其他揮發性有機化合物投入應用,其中有相當一部分逸散到空氣中,成為重要的空氣汙染物。在為數眾多的揮發性有機物中,以苯為母體衍生出成千上萬種化合物,是殺人不見血的劊子手。長期吸入低濃度的苯,也會損害骨髓製造細胞的能力,引起難以治愈的再生不良性貧血,甚至誘發致命的白血病。在意大利和土耳其,都曾發現鞋匠因使用苯作粘膠的溶劑而中毒,繼而患白血病或再生不良性貧血。美國勞工部調查發現,從事與苯接觸工作的人,因白血病死亡的比一般居民高5倍之多。從1971年起,世界衛生組織已將苯列入致癌物質的行列。
有機溶劑的特性是能溶解脂肪,因而一旦進入人體後,特別容易與富脂肪的腦神經組織起作用。所以這類物質的中毒多表現為神經麻醉症狀,如頭痛、眩暈、倦怠等。空氣中的三氯甲烷體積分數隻要達到02%,人在其中5分鍾就可使其中樞神經機能明顯抑製。空氣中三氯甲烷的體積分數達到05%時,10分鍾就能使人喪命。人們熟知的汽油是含苯的,少到1%以下,多則達10%以上。環境大氣中的苯,大部分來自汽油的燃燒與排放。而汽車排放的甲烷要比苯多幾倍。
世界上每年有82億t汙染性二氧化碳被排入大氣層,有9億以上的人生活在對健康有害的二氧化硫密度超標的環境中,約10億人生活在超標的懸浮顆粒物環境中。
造成大氣汙染的主要原因是人類無節製地向大氣排放廢氣和固體廢棄物。1990年,全球人類活動向大氣排放硫氧化合物9.900萬t、氮氧化物6.800萬t、懸浮顆粒物5.700萬t、一氧化碳17億t。我國1993年向大氣排放的煙塵1.416萬t,二氧化硫排放量呈急劇增長之勢。90年代初,我國二氧化硫排放量為1.800多萬t,到1995年,已上升至2.370萬t。目前,我國已成為世界二氧化硫排放的頭號大國。據有關資料,占全國麵積40%左右的地區受到由於二氧化硫大量排放引起的酸雨汙染。酸雨和二氧化硫不僅造成嚴重的環境汙染,而且給國民經濟造成巨大損失,成為製約可持續發展的重要因素。全世界每年排出的工業廢渣約20億t,每年新增固體廢棄物100億t,其中美國20億t,德國人均800kg。
嚴重的大氣汙染對人類的生產和生活造成了嚴重的影響。如:1948年,美國洛杉磯發生光化學煙霧事件,導致幾萬人急性中毒;1952年,英國倫敦發生硫酸煙霧事件,短短5天時間就造成4.000人死亡;1970年,日本出現硫酸和光化學混合煙霧事件;1984年12月3日,印度博帕發生異氰酸甲酯事件,有3.400人喪生,3.000人瀕臨死亡,125萬人不同程度地遭到毒害,有10萬人終身致殘。臭氧層的破壞
離地球表麵10~50km的這一層大氣,稱為臭氧層。過去,人們不大注意它,但是它的作用很大,起著保護萬物生靈的作用,因此被稱為“保護傘”。它儼如一道無形的屏障,阻擋過量的太陽紫外線和其他天體的宇宙射線侵入地麵,能把太陽輻射到地球表麵的紫外線的99%吸收掉,從而保護了地球上的萬物生靈免遭傷害。經過臭氧層過濾後的太陽光線柔和,使地麵溫暖。穿透臭氧層輻射到地球上的少量紫外線不但對人體無害。而且能殺菌防病,促進人體內維生素D的形成,有利於體格增長和防止佝僂病。然而現在,對地球起著保護作用的臭氧層正在遭到破壞。如果臭氧層減少10%,海洋裏10m深的魚苗在15天內就會死亡。有關專家告誡:臭氧層減少到隻剩20%時,將是地球上生命存在的臨界點。
臭氧層是人類關注的環境問題之一。1985年5月英國科學家首次在南極洲上空發現臭氧層空洞之後,又發現北極地區乃至北半球人口最密集的中緯度地區的臭氧層也不斷變薄並出現了季節性的空洞。研究表明:南極上空15~20km的低平流層中臭氧柱總量平均已減少30%~40%,在某些高度,臭氧的損失可能達到95%,北極平流層中也發生臭氧耗損。據《科技日報》2000年6月29日報道,今年1至3月間,北極上空18km處的同溫度層裏,臭氧含量累計減少了60%以上。2000年,地球中部上空的臭氧層將減少5%~10%。美國宇航局測試的數據表明,自1969年以來,橫跨美國、加拿大、日本、中國、前蘇聯、西歐等廣闊地帶的臭氧層稀薄了40%。在南美,由於紫外線輻射增加,大片牧場草地枯萎,大豆減產;在澳大利亞,大批的羊群患上了無法治愈的眼病……。
1985年,英國南極觀測隊的法曼宣布:“自1975年以來,南極的臭氧持續減少。”並推測是因為氯氟烴(氟裏昂)等化學複合劑造成臭氧減少。法曼的論文,被認為是“世界上第一份對臭氧層遭到破壞提出警告的文件。”
出現臭氧層空洞的主要原因是生產冷凍劑、除臭劑的化合物排放的氟裏昂。除此而外,大型超音速飛機排出的廢氣,高空原子彈的爆炸排放物都對臭氧有破壞作用。
當今的現代生活,人們大量使用和生產電冰箱、空調器、洗滌劑、噴霧劑、塑料泡沫以及農用氮肥,這一切都離不開氟裏昂。自從1930年美國杜邦公司研製的氟裏昂問世後,產量已達100萬t,每年以30%的速度增長,預測到21世紀的頭10年,大氣中的氟裏昂將達到最高值。