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第6章 人类对自然的破坏(1)

可以说,自从人类在地球上诞生以来,就开始对地球进行着各种破坏。在近现代世界,人类愈加感受到,由于各种不合理的人为活动,招致地球对人类的报复。于是,一部分人清醒地意识到,必须及时阻止人类盲目破坏地球的行为,号召人们树立起“保护地球”“爱护地球”的观念。

千疮百孔的地球

我们的世界,已经千疮百孔、满目疮痍。从南极到北极,从喜马拉雅山到辽阔的海洋,从人口密集的大都市到偏僻的乡村,无一例外都受到了污染。在人口和工业区密集的大城市,这种污染就更严重。如果我们今天要想在地球上找一个完全没有受到污染的地方,那真是一件不容易的事情。

环境污染

我们赖以生存的大气、土地、水,已经不再是从前的模样。大气污染,导致天空不再明亮;土壤污染,导致农作物不再安全;砍伐森林,导致水土流失、暴雨成灾、沙漠大步扑向城市和乡村;江河湖泊污染,导致鱼死人病、全球闹水荒;海洋污染,导致海洋生态系统遭到破坏、红潮黑潮涌向蓝色的海洋。

能源枯竭、人口爆炸,让地球承载下了人类永无止境的欲望。垃圾污染、烟尘污染、噪声污染、废水污染、电磁污染、放射污染、光污染、酸雨污染……人类的活动改变了环境,使环境向着不利于人类生存的方向变化。而人类的这些活动,往往就是急功近利,获取过于奢侈的“物质文明”。

污染的危害

在我们的日常生活中,我们每时每刻都在制造着污染又同时被污染所困扰。我们在不知不觉中吸进了被污染的空气、吃进了被污染的食物,我们的健康也在不知不觉中受到了损害。

人类向大自然的每一次新的大规模索取,在起初一般都很难把它的弊端认识清楚,尤其是对环境的污染和破坏,往往要在一段时间之后才显现出来。但是这个时候治理起来就已经比较麻烦了。环境污染,是高悬在全人类头上的一柄利剑。

人类需要检讨自己

地球是包容了人类在内的一颗生命之星,它养育了众多的生命,其中也包括我们人类,然而这颗生命之星现在正危在旦夕。而扼住生命之喉的,正是人类自己。是谁要扼杀地球生命?是环境污染。是谁制造了环境污染?是人类。

人类是生命之星,是生命的最高形式和最后结果,是大自然的骄子。由于人类对环境的破坏,却成为了环境的罪人、生命的罪人、扼杀地球生命的孽子。这个怪圈,是人类自己设下的。

人类与地球上任何物种相比,在生物学上是平等的。但是对环境的干预方面,人类又是如此的特殊和不堪一击。狂妄是要付出代价的,人把自己凌驾于自然之上,为所欲为,终究会受到自然法则的无情制裁。

温室效应与臭氧层空洞

臭氧的重要性

在离地面10~50千米的大气层中,有一个臭氧层,它可是地球上所有生命的保护神。臭氧和氧气是氧元素的同素异形体,呈淡蓝色,有一种鱼腥臭味,故名臭氧。虽然臭氧在地球大气层中的含量极低,仅占空气的几百万分之一,但对生命、全球气候有至关重要的作用。

臭氧层空洞

生命离不开氧气,也同样离不开臭氧,臭氧能大量地屏蔽太阳的紫外线辐射,为地球上的生命提供一个“安全”的生存环境。此外,它还参与大气环流,臭氧的减少会使地球大气的低层变暖,高层变冷,加重温室效应,使地球气候变得更加异常。

现在,科学家考察发现,在北美、欧洲、新西兰上空,保护地球的臭氧层正在变薄,南极上空的臭氧层已经出现了一个“空洞”,科学家真的要“补天”了。保护我们的地球,这一口号中的地球其实还包括大气层,它也是生物圈的一部分。

臭氧层是地球的保护神

人们可能认为,只要是蓝蓝的天、清新无臭味的空气,没有漫天的风沙,就是理想的空气环境。其实,这还远没有达到环保的要求,还有许多看不见、闻不到的无形杀手在破坏着大气层,在威胁着地球上的生命。

地球外围的大气层中有臭氧(O3)分子吸收太阳的紫外线,对于现今地球上的生命,如果没有臭氧层这一“保护神”,太阳的紫外线会直接辐射到地面,毫不留情地摧毁生命的基本物质——核酸和蛋白质,地球陆地上的生命将荡然无存。

氧气的产生

生命早在30多亿年前就已诞生,但那时的生命只生活在海洋中,它们都是非常原始的生命。那时候的大气中没有氧气,原始的生命体都是厌氧的,它们的呼吸都是无氧呼吸,不需要氧气。那时的大气中更没有臭氧,太阳辐射中的紫外线长驱直入,直接照射到地面。

因此,原始的生命体只能生活在海洋之中,海水过滤掉大多数的紫外线,大海为这些生命提供了一个稳定而且平均的环境,在这样一个环境中,生命以极其缓慢的速度进化着。海洋中的有机质毕竟是十分有限的,原始的生命体终究很难养活自己。

在生存的压力下,自养生物诞生了,它们能利用太阳能,把二氧化碳和水变成有机物,同时放出氧气。随着这样的生命越来越多,地球大气中氧气的浓度也就越来越高。氧气的出现使得原始的厌氧型生命逐渐消亡,那些能接受氧气的生命体存留下来了,无氧呼吸变成了有氧呼吸,呼吸效率提高了近20倍,这些高代谢效率的生命体蓬勃发展,制造了更多的有机物质和更多的氧气。

臭氧的产生

此时的自养型生命仍然生活在海洋中,因为只有海水中是安全的,海水过滤掉了紫外线这一生命“杀手”。直到有一天,大量的氧气在紫外线辐射下,在大气中形成足够多的臭氧,臭氧吸收了紫外线,生命才从海洋逐渐登陆。这期间,生命经历了20多亿年的漫长历程。随着高效率产氧的绿色植物的诞生,依赖于氧气的生命形式更加繁荣起来,逐渐形成了现在色彩缤纷的生命世界,同时,这些多姿多彩的生命世界更加离不开臭氧层的保护。

人类对臭氧层的破坏

然而,由于人类的活动,臭氧层正在遭到破坏,地球上的生命将面临灭顶之灾。离我们几十千米以外的臭氧层怎么会遭到破坏呢?罪魁祸首就是近代人类高度发展的工业文明。

20世纪以来,人造的氯氟碳化物被大量广泛地使用,大家都知道冰箱的制冷介质是氟利昂,它是人造氯氟碳化物的一种,它还被用作气雾剂、烟雾剂的压缩气体、泡沫充填材料等。这些气体被排放到大气中,在紫外线的照射下会分解,放出氯原子。据计算,平均一个氯原子就能消耗掉10万个臭氧分子。这些氯原子就像炸弹一样摧毁着臭氧层。

工业的发展,使大量破坏臭氧层的气体排放到大气中。除了像氟利昂这类氯氟碳化物外,还有一类臭氧层的“克星”,就是甲烷和氮氧化物,尤其是一氧化氮(NO),其主要来源是飞机废气和汽车尾气。

臭氧层被破坏后的严重后果

科学家估算,臭氧每减少1%,到达地面的紫外辐射就会增加2%。这些紫外线对人类和其他动物、植物会造成极大的危害。紫外线会造成基因的突变,一个物种体内基因突变积累到一定程度,这个物种便会消亡。事实上,地球上的生命正在以惊人的速度消亡,据报道,人类也会积累这种基因突变,有人担心人类正在走向灭绝。

威胁人类的大气污染

大气对人类的重要性

大气是人类及一切生物赖以生存的必不可少的物质和基本的环境要素之一,是自然环境的重要组成部分。成年人每天要吸入10~12立方米空气,质量约13~15千克,总计要呼吸两万多次。通常,人缺乏食物约可生存5周;断绝饮水,约可生存5天;而离开空气,则5秒就会死亡。人类生存需要的是新鲜、清洁的空气,通常认为海平面附近的空气是干燥洁净空气,其组成基本上不变。

在干净的大气中,微量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中,出现了原来没有的微量物质,其可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到破坏生态系统、人类正常生存和发展的程度,这种对人或物造成危害的现象叫做大气污染。

大气污染的概念

凡是能使空气质量变差的物质都是大气污染物。大气污染物的产生有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气等)两种,并且以后者为主要因素,尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。

影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质(物理的和化学的),污染源的性质(源强、源高、源内温度、排气速率等),气象条件(风向、风速、温度层结等),地表性质(地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等)。

大气污染物的种类

大气污染物目前已知约有100多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化物,以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变化着。

造成大气污染的原因

造成大气污染的原因,既有自然因素又有人为因素。森林火灾、地震、土壤岩石风蚀、海啸、雷电、动植物尸体的腐烂及大气圈空气的运动等产生的尘埃、硫氧化物、氮氧化物等是由自然因素而引起的大气污染;汽车尾气、工业废气、烟尘、核爆炸等则是由人为因素造成的。其中人为因素对大气的污染是主要的。随着人类经济活动和生产的迅速发展,在大量消耗能源的同时,也将大量的废气、烟尘物质排入大气,严重影响了大气环境的质量,特别是在人口稠密的城市和工业区域。

大气中有害物质的浓度越高,污染就越重,危害也就越大。污染物在大气中的浓度,除了取决于排放的总量外,还同排放源高度、气象和地形等因素有关。

大气污染的形成

污染物一进入大气,就会稀释扩散。风越大,大气湍流越强,大气越不稳定,污染物的稀释扩散就越快;反之,则污染物的稀释扩散就慢。在后一种情况下,特别是在出现逆温层时,污染物往往可积聚到很高浓度,造成严重的大气污染事件。降水虽可对大气起净化作用,但因污染物随雨雪降落,大气污染会转变为水体污染和土壤污染。

地形或地面状况复杂的地区,会形成局部地区的热力环流,如山区的山谷风,滨海地区的海陆风,以及城市的热岛效应等,都会对该地区的大气污染状况发生影响。

夜间,由于谷底平静,冷空气下沉,暖空气上升,易出现逆温,整个谷地在逆温层覆盖下,烟云弥漫,经久不散,易形成严重污染。位于沿海和沿湖的城市,白天烟气随着海风和湖风运行,在陆地上易形成“污染带”。

高烟囱排放虽可降低污染物的近地面浓度,但是把污染物扩散到更大的区域,从而造成远离污染源的广大区域的大气污染。大气层核试验的放射性降落物和火山喷发的火山灰可广泛分布在大气层中,造成全球性的大气污染。

大气污染的危害

大气污染对工业、农业生产的危害十分严重,这些危害可影响经济发展,造成大量人力、物力和财力的损失。大气污染对工业生产的危害,从经济角度来看就是增加了生产的费用,提高了成本,缩短了产品的使用寿命。大气污染物对工业的危害主要有两种:一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等,对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀;二是飘尘增多,给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。

大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长,又可以通过渗入土壤及进入水体,引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出,从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。

更严重的是,大气污染会对人体产生危害。主要表现为呼吸道疾病;对植物可使其生理机制受抑制,生长不良,抗病抗虫能力减弱,甚至死亡;大气污染还能对气候产生不良影响,如降低能见度,减少太阳的辐射,从而导致城市佝偻发病率的增加;大气污染物还能腐蚀物品,影响产品质量。

另外,在近十几年来,不少国家发现酸雨、雨雪中酸度增高,使河湖、土壤酸化,鱼类减少甚至灭绝,森林发育受影响,这与大气污染是有密切关系的。

化学工业污染

化学工业,这个点石成金的“魔术大师”,为人类创造了前所未有的巨大的财富,满足了人们越来越高的生产和生活要求。但在全球保护环境的呼声日益高涨的情况下,化学工业又首当其冲,成了人们抱怨的罪魁祸首。

其实,“成也萧何,败也萧何”,我们不能因为化学工业的成绩而回避现实中存在的污染问题,也不能因为污染问题而对它全盘否定。正确的态度,应该是从化工污染的特点入手,采取积极的措施,使化学工业能够扬长避短,不断前进,踏上时代发展的“绿色快车”。

化工污染概述

环境的污染主要分为大气污染、水污染、土壤污染、放射性污染和噪音污染。环境污染破坏了人们正常的生活环境平衡,严重危害人体和动、植物生长,影响了社会的进步。污染环境的主要原因是工业生产排出的废水、废气和废渣。在环境污染中,化学污染占各类污染的80~90%。

化学污染是在化工生产过程中废弃的污染物随废水、废气排出,或以废渣形式排放。化学工业由于使用化学原料数量大、种类多,生产过程中排出的“三废”也就具有数量大,成分复杂,含危害物质多的特点。20世纪五六十年代,世界化学工业(尤其是石油化学工业)的兴起和迅速发展,更加剧了环境污染的危机。

化工产品的使用过程中对环境的污染,主要体现在对化工产品的不当使用及过度过滥使用上。从这一方面来说,几乎每一个人都对化工污染起到了“推波助澜”的作用。当前,中国环境污染防治的现状,从总体上看,是环境污染加剧的趋势开始得到基本控制,部分城市和地区的环境质量所有改善。但当前环境污染的结构却正在悄然发生一个重大的变化:即工业污染所占比重趋于稳定并降低,而生活和农业污染比重正在上升。从这一变化中,我们不难看出,化工产品生产过程的污染已引起了人们的足够重视,而对化工产品使用过程所产生的污染,则有待人们重新进行定位评价。

化工废水污染

各种化工操作(反应、冷却、加热、蒸馏、蒸发、萃取、吸收、过滤、结晶和熔解)都要排放废液或大量废水,生产装置和包装容器的冲洗过程也有可观数量的废水。化工废水中的污染物,一种是其中含有直接对人体和生物有毒性作用的污染物,如一些重金属和类金属及其化合物酚类和氰类等。

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