第二章 還我大自然 一、人類都對大自然做了哪些“惡”?(2 / 3)

臭氧層的破壞,空氣中二氧化碳的增多,導致了全球的“溫室效應”,氣候變暖也引起了海平麵的升高和沙漠化的擴大等環境災難。

隨著人類文明的發展,人們越來越意識到保護大氣層的重要性。但經驗證明,當這種汙染問題被人類注意到時已是相當嚴重了,因此人類一定要未雨綢繆,盡早做好自然生態平衡保護,以免亡羊補牢,為時晚矣。

1987年聯合國環境規劃署組織製定了《關於消耗臭氧層物質蒙特利爾議定書》,對8種破壞臭氧層的物質(簡稱受控物質)提出了削減使用時間和要求。這項議定書得到163個國家的批準。以後又經過3次修改,擴大了受控物質的範圍,現在包括氟利昂、哈倫等,並提前了停止使用的時間。對發達國家,要求1996年1月停止使用氟利昂等;對發展中國家,要求到2010年停止使用氟利昂等。我國已於1991年正式簽署《蒙特利爾議定書》。目前已製定並實施了20多項有關保護臭氧層的政策,主要包括:對哈倫和氟氯化學品實行生產配額製度;禁止新建生產和使用消耗臭氧層物質的生產設施;禁止在非必要場所新配置哈倫滅火器等。我國在保護臭氧層的工作中作出了積極的努力,已取得了重要進展。

太空的垃圾

最近幾十年來,人類不僅把地球弄得肮髒不堪,而且使宇宙中也有大量太空垃圾圍繞地球飛馳。太空垃圾就是那些宇宙航行中被拋棄的宇航器殘體,包括衛星由於爆炸或故障而拋撒於太空的碎片以及壽命己盡的衛星殘骸等。1969年到1991年間,美國先後11次由於推進劑泄漏等原因引發空間爆炸,有的是軍事衛星失效後為防止泄密而由地麵中心指令爆炸以及因反衛星對撞試驗造成的爆炸。

這些飄浮於宇宙空間的垃圾跟人造衛星一樣,也按照一定速度繞地球旋轉著。太空垃圾的最大危害是威脅衛星航天安全,因為太空垃圾的飛行速度平均約為10km/s,動能很大,人造衛星遭到1cm大小物體的撞擊就是災難性的。其撞擊能量與一塊重180kg、時速600km的飛行物相當,足以使航天器遭到致命性破壞,而一塊05mm大小的碎片就可撞死艙外的宇航員。例如有一顆法國衛星曾跟一太空相撞事件垃圾相碰,所幸被擊中的隻是它的平衡杆。在碰撞中產生的高溫下,這根金屬製的杆子被完全氣化。法國衛星與空間垃圾相碰撞並非太空中的第一次。1975年7月美國被動測地衛星就因被碎片擊中而損壞;前蘇聯核動偵察衛星“宇宙954號”因受太空垃圾碰撞而墜落到加拿大北部的土地上,幸虧沒有人員傷亡。1991年9月,美國“發現號”航天飛機距前蘇聯火箭殘骸特別近時,為了避免災難性相撞,不得不改變其運行軌道。飄蕩在地球上空的核動力裝置則具有特別的危險性,現在太空中已經有60個這種核裝置。據估計,到21個世紀,將會有上百個這種核裝置。在這些核裝置中將有1t以上放射性物質,這1t多放射性物質什麼時候會掉在誰的頭上,現在還無人知曉。

宇宙中的核裝置首先跟用來同宇宙垃圾做鬥爭的所謂“宇宙掃雷艦”計劃有關。前蘇聯學者向自己提出任務是,用專門衛星所攜帶的激光大炮消滅宇宙垃圾中最具危險性的較大的放射性殘塊。然而,這項研究成果遭到強有力的反對。懷疑者認為,在環地球空間使用強力激光會導致這個空間發生化學變化和引起空間變暖。科學家們說,在太空裏,宇宙飛船和其他宇宙裝置失靈爆炸也形成大量太空垃圾。在近地球的宇宙空間,由這類爆炸生成的大小在10cm以上的宇宙垃圾已達數萬塊,這些碎片在無拘無束的自由運動中相互吸引,逐漸靠攏,最終在軌道上形成速度為8km/s的高速“列車”,一旦它與目前運行中的2.000多顆功能各異的人造衛星,特別是那些備有核電裝置的人造衛星相撞,將會造成危害極大的全球核汙染。若不及時進行清理,太空將逐漸成為規模龐大的宇宙垃圾場。

據分析,直徑1mm以上的太空垃圾都有可能給人類宇宙活動帶來危險,即便是微粒太空垃圾,數量多了也足以使衛星減少壽命。另外,太空垃圾可造成光線散射,將會使人類對宇宙空間星體的觀測受到影響。例如,現在“和平”號軌道站上的舷窗被小碎塊撞壞,因此妨礙到拍攝高質量的地球表麵照片;並且在回收的衛星上已經可以看到,由於這種“垃圾”的碰撞,衛星表麵嵌入了直徑為幾毫米的許多殘片。科學家們目前對與直徑1cm以上的碎塊碰撞的可能性感到驚慌,因為對於“和平”號軌道站來說有1%的可能性,對於未來的“阿爾法”軌道站來說有65%的可能性。同這些“宇宙垃圾”做鬥爭幾乎是不可能的。如果說這些小碎塊能夠威脅宇航員的話,那麼大塊殘片總有一天會掉下來,砸到我們頭上。目前最大的宇宙飛船殘塊正在不斷下跌,進入大氣層,一部分在大氣層中燒毀,另一部分則掉在地球上。

隨著航天事業的發展,太空垃圾的數量也在與日俱增。據美國航天局1991年估計,在2.000km近地空間,約有3.000t太空垃圾,其中有用雷達或光學監視係統可測和跟蹤的廢棄衛星、末級火箭、拋棄的衛星整流罩、爆炸的碎片、衛星脫落的金屬粒子和碎片等,大於10cm的達7.000~15萬個,小如棒球至針頭大小的碎片達35萬~15萬個,比針頭更小的碎片達300萬~4.000萬個。這種碎片年增率從1985年的56%增到1986年以後的86%。到2010年,太空垃圾至少可達到12萬t。僅大的碎塊即直徑10cm以上的碎塊就會有7.500t。其中的一些碎塊用望遠鏡就能看到。這些高高在上的太空垃圾,雖然表麵上很遙遠,但卻給人類造成了現實威脅。21世紀中葉,太空垃圾總量將達到臨界質量。如不對太空垃圾進行清理,再過二三十年,航天飛行將難以進行。

全世界每年要向宇宙發射火箭100枚以上。形象地說,這些火箭每年要在地球周圍的空間中射穿100多個洞,遺憾的是,至今誰也不知道,這些宇宙窗戶對地球的破壞性到底有多大。在地球大氣層中形成巨大的氫氣蘑菇雲。事實證明,這種蘑菇雲絕不是無害的。它能夠破壞大氣層的冷暖、化學成分,最終改變蘑菇雲下麵地球表麵的氣候。由於我們過去沒有重視環保,今天我們已經得到了應有的報複:肮髒的汙水,不斷擴大的沙漠,被汙染的空氣等。相比之下,宇宙的報複可能比這還要大得多。看來,人類的環保意識到了向太空延伸的時候了。

如何減少和清除太空垃圾,引起了許多國家特別是發達國家的重視。過去2個空間大國美國和前蘇聯的“星球大戰”試驗、人為造成衛星碰撞的反衛星試驗是增加太空垃圾的重要原因之一。美國宇航局的科學家最近發明了一種巨大風車式太空垃圾清除器。太空風車在空中緩慢旋轉尋找目標,電腦指揮它避開正在工作的衛星;發生碰撞時,垃圾碎片不是被嵌入風葉就是擊穿風葉,使碎塊失去能量逐漸脫離軌道墜入大氣中燒毀,從而在太空中開辟出一條安全的通道。

酸雨的威脅

煤和石油燃燒以及金屬冶煉等釋放到大氣中的二氧化硫和氮氧化物,通過氣相或液相氧化反應可生成硫酸和硝酸,形成酸性的雨雪或其他形式的大氣降水,稱為酸雨——“空中的死神”。

國際上通常把pH低於56的降水作為酸雨的標誌。現在所稱的“酸雨”泛指酸性物質以濕沉降或幹沉降的形式從大氣轉移到地麵上。濕沉降是指酸性物質以雨、雪形式降落到地麵;幹沉降是指酸性顆粒物以重力沉降、微粒碰撞和氣體吸附等形式由大氣轉移到地麵。酸雨發生並產生危害有2個條件。一是發生區域有高度的經濟活動水平,廣泛使用礦物燃燒,向大氣排放大量硫氧化物和氮氧化物等酸性汙染物,並在局部地區擴散,隨氣流向更遠距離傳輸。二是發生區域的土壤、森林和水中生態係統缺少中和酸性汙染物的物質,或對酸性汙染物的影響比較敏感。例如,酸性土壤地區和針葉林就對酸雨汙染比較敏感,易於受到損害。

隨著化石燃燒消費量的不斷增長,全世界人為排放的二氧化硫在不斷增加,其排放源主要分布在北半球,產生了全部人為排放的二氧化硫的90%。天然和人為來源排放了幾乎同樣多的氮氧化物。天然來源主要包括閃電、林火、火山活動和土壤中的微生物過程,廣泛分布在全球,對某一地區的濃度不發生什麼影響。人為排放的氮氧化物主要集中在北半球人口密集的地區。機動車排放和電站燃燒化石燃料差不多占氮氧化物人為排放量的75%。歐美一些國家是世界上排放二氧化硫和氮氧化物最多的國家。但近10多年來亞太地區經濟的迅速增長和能源消費量的迅速增加,使這一地區的各個國家,特別是中國成為一個主要排放大國。酸雨的長距離輸送則使酸雨汙染已發展成為區域和跨國的嚴重環境汙染問題。酸雨問題首先出現在歐洲和北美洲,現在已出現在亞太的部分地區和拉丁美洲的部分地區。歐洲和北美已采取了防止酸雨跨界汙染和國際行動。在東亞地區,酸雨的跨界汙染已成為一個敏感的外交問題。