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第4章 创造?破坏?(2)

臭氧层被破坏后,原来被臭氧层挡往的那部分紫外线,将长驱直入地辐射到地球,它对人类健康以及海洋和陆地生态系统具有长期的有害影响。紫外线的增加会使人类的呼吸道疾病和白内障患者增加,损害人的免疫系统,皮肤癌发生率也大大增加。

科学家目前已证实,大气中臭氧每减少1%,照到地面的紫外线即增加2%,皮肤癌发生率则增加4%。如果臭氧持续减少10%,那么在今后十几年中,中纬度地区的皮肤癌患者将增加25%(每年增加30万病人),由白内障引起的眼损伤增加7%(每年170万病例)。1991年底,由于南极臭氧空洞的扩大,智利最南部的城市出现了小学生皮肤过敏及不寻常的阳光灼伤现象,同时出现了许多绵羊和兔子短暂地失去视觉的现象。

紫外线的增加,还会抑制农作物及其他植物的生长,引起粮食减产和森林产量下降。此外,紫外线还会损害海洋生物。

破坏海洋食物链,加剧“温室效应”,导致世界平均气温继续上升。海平面上升,沿海城市被淹,土地沙漠化。

设想一下,假如真到了那一天,地球上面目全非,饿殍遍地,到处是瞎子,成千上万的人死于皮肤癌,洪水泛滥,城市消失,那将最终引起人类自身的巨大灾难。这可不是吓人的话!臭氧层持续不断地遭到破坏,确实就像一把高悬在人类头上的达摩克利斯之剑。如果人们还不赶快把已损坏的天“补”

好,那么这把剑终有一天会落下。

太空臭氧层遭到破坏的情况日趋严重,与近年来大量使用氯氟烃有关。氯氟烃被广泛地用作制冷剂、喷雾剂、溶剂以及火箭推进剂等等。使用量之大,应用面之广,这几年正达到高峰。

为防止臭氧层继续遭到更严重的破坏,目前唯一的“补天术”,就是减少和停止使用含氯氟烃产品。1985年,在联合国环境规划署的倡导下,各国政府官员和科学家相会在维也纳,签订了维也纳公约。1987年在联合国环境规划署主持下,24个国家共同签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。它规定工业国必须在2000年前禁止生产和使用氯氟烃产品,发展中国家则延长10年。1990年,大约有60个国家在伦敦签署了到2000年停止使用和生产氯氟烃及其他几种制品的协议。

1992年11月,在丹麦首都哥本哈根举行了有86个国家的部长和官员们参加的联合国环境会议,会议结束时达成一项协议,发达国家停止生产氯氟烃的日期,从2000年提前到1996年。

与会者还设立一项永久性的蒙特利尔多边基金,用于把发达国家的技术转让给第三世界国家,生产对臭氧无害的化学物质。

因此,研制氯氟烃的化学代用品,寻找“修补”臭氧空洞的方法已成为科学家的重要课题,许多工程师正在设计新的不用氯氟烃的制冷设备。

有人设想把氯氟烃分子中的氯去掉,因为已知其中的氯是真正的作孽者。果然,已开发出一系列氢氟烃作为代用品。其中最有希望的一种氢氟烃是HFC134a,也叫R134a。氢氟烃类化合物的性质与氯氟烃类很相似,只是合成产品时困难大,造价也高。我国是较早研究和开发氯氟烃代用品的国家之一,我国已合成氢氟烃R134a,并已投入应用。

氢氟烃可以说是当前条件下替代氯氟烃的最佳选择。但是,氢氟烃也是一种温室气体,会导致温室效应,使地球变暖。所以,选择氢氟烃作为代用品只是权宜之计。

今天全氯氟烃物质(CFCs)已经限制生产并禁止使用,2007年3月1日起,任何企业不得销售以CFCs为制冷剂、发泡剂的家用电器产品,禁止进出口以CFCs为制冷剂和发泡剂的家用电器产品及其相关零部件。这对臭氧层的保护来说是关键的一步。

以上种种做法,是人类试图“补天”的重要措施,只有减少和完全停止生产和使用氯氟烃,臭氧层才有可能免遭进一步的破坏。但我们不能奢望,一旦停止使用氯氟烃,臭氧层空洞就能马上愈合。因为氯氟烃是一种非常稳定的化合物,它的寿命为50~100年,即使马上停止生产氯氟烃,同温层中氯的浓度仍将持续上升一段时间,估计要到本世纪中叶,氯浓度才会降到20世纪70年代后期的水平。

人类的“补天”是一个漫长的过程,不能一蹴而就。但无论如何,停止生产和使用氯氟烃是必不可少的第一步。我们相信,通过人类不懈的努力,我们的地球将变得更加美好,我们的天空将变得更加纯净。

三、水,流淌的毒液地球上存在的水,它有一个特性,这个特性则是地球上的水是循环的。一切生命的有机体大部分是由水组成的,如人体重量约60%都是各种体液。地球的表面,约有70%的地方是水的世界。海洋、湖泊、河流和其他地表水不断地被蒸发,形成水蒸汽进入大气中,遇冷形成雨、雪、雹,重新返回地面。

降至地表的水一部分进入河流、湖泊、海洋,另一部分渗入土壤或岩层,成为地下水。植物吸收的水分,少量结合在植物体组织内,大部分则通过蒸腾作用返回大气。被动物利用的水,也通过体表蒸发或排泄而回到环境中去,但其总量比植物少得多。

也许由于水的这种特性,才使水污染遍及了世界各个角落。那么,什么是水污染?一般来说,水每次使用后都可能引入一些污染物,以致质量变坏,这部分水称为污水。污水排入海洋、湖泊、沼泽、河流和水库可能导致这些水体失去利用价值,我们称为“水污染”。

但是,在知道什么是水污染的同时,我们还应明白一个概念,即“水体污染”。也就是说,我们常说的水污染了,实际是水体污染。

在实际工作中,如果某个水域被污染了,我们一般称“水体被污染了”。为什么称水体?因为水一旦被污染了,水中的生物、底泥、悬浮物等几乎无一幸免,引入水体的概念更能说明实际污染问题。水体一般是指包括水中悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等的水域生态系统,因此,水体污染是指水域生态系统的污染。

(一)淡水

淡水中的污染物有哪些呢?概括起来有以下几大类:

1、耗氧污染物

生活污水和工业废水中含的蛋白质、碳水化合物、脂肪和木质素等有机化合物,在微生物作用下能分解为简单的无机物质,同时要消耗大量的溶解氧。因此,这类污染物称为需氧污染物,它是水体中最普遍存在的一种污染物。衡量需氧污染物的指标有两个:一个是溶解氧(DO),一个是耗氧量(BOD或COD)。需氧污染物的分解要消耗水中的溶解氧,水体中需氧污染物愈多,溶解氧愈低。需氧污染物在水中分解消耗的氧量称为耗氧量。耗氧量愈多表明水体有机污染愈严重。

需氧有机污染物易造成水体缺氧,这对水生生物中的鱼类危害最严重,充足的溶解氧是鱼类生存的必要条件。水污染造成的死鱼事件,绝大多数是这种类型污染所致。据研究暖水鱼群每天至少应有16小时生活在溶解氧(DO)大于5ppm和8小时生活在溶解氧大于3ppm的水中。低于此水平鱼类生长就要受到危害。

2、植物营养物

植物营养物是指氮、磷、钾、硫及其化合物。从农作物生长来看,它们是宝贵的物质,少了它们就会影响作物生长。但过多的营养物进入天然水体,将导致水体质量恶化,影响渔业的发展,危害人体健康。

水体中的植物营养物主要来自农业施肥、农业废弃物、粪便和含磷洗涤剂等。另外,城市生活污水和工业污水中也含有一定的植物营养元素。植物营养物对河流的污染一般不严重,但在缓慢流动的湖泊、水库、内海及港湾等水域,如植物营养元素不断增加,促进了藻类大量繁殖,藻类在水面将形成密集的“水花”,又称为藻花,而藻类死亡和腐败则将引起水中氧的大量减少,水质恶化,水生生物特别是鱼类将大量死亡。这种特殊的水体污染过程称为“水体富营养化”。水体一旦富营养化,要恢复其原有水质,需要相当长的时间,有时要花上百年时间。

3、重金属

重金属是水体最危险的一类污染物,被称为死亡的“阴影”。对水环境危害较大的重金属是:汞、镉、铅、铬及准金属砷,这5种金属元素被称为环境中的“五毒”,此外还有锌、铜、钴、镍、锡等重金属也易引起水污染。

排放重金属的工业有:采矿、冶金、电镀、氯碱、汞催化剂、造纸、种子消毒剂、铝的冶炼、化学工业、金属处理和农药等。

重金属在水体中迁移转化的最主要特征是:它比有机污染物稳定,不易被微生物降解,只能发生各种形态之间的相互转化分散和富集过程;大多数的金属离子及化合物易被泥沙吸附而沉淀在淤泥中,重金属生成氧化物、磷化物或碳酸盐而沉淀,并聚集在排污口附近的底泥中,成为长期的潜在污染源;水体中的重金属如果被胶体吸附,随之在河流中迁移,向下游转嫁污染。

4、农药

提起农药,恐怕人人皆知,农药是杀虫剂、除草剂、灭菌剂、熏剂等的总称。农药的种类有上千种,它除了残留在种子、作物和土壤外,绝大部分随农田灌溉水进入水体。由于水参与全球循环,农药在污染水体的同时,也破坏了整个生物界,正如R.卡逊在《寂静的春天》里写道:“在荒僻的山地湖泊的鱼体内,在泥土中蠕行钻洞的蚯蚓体内,在鸟蛋里面都发现了这些药物,并且在人体本身中也发现了,它们还出现在母亲的奶水里,而且可能出现在未出世婴儿的细胞组织里。”

自从化学家们制造出这些自然界不曾有的物质以来,水的净化问题变得更加复杂,常规的水处理不能去除它们,因此,水的危险性增加。饮了被污染的水,各种疾病随之而来,最可怕的是这些残留农药致癌和致突变作用,有可能影响到几代人的健康。

农药的重大缺点就是在杀死害虫、除去杂草的同时,毫不留情地杀害其他有益动物。当一块农田施药以后,不久,我们可以看到害虫死了,泥鳅、鱼、黄鳝、虾、青蛙等动物也死了。另外,农药施久了,在同一地方,害虫会产生抗药性,这样,必须加大用药量才能达到除去害虫的目的,使更多的农药残留下来进入水体。据世界卫生组织统计:到1967年产生农药药抗性的害虫有224种。我国发生农药抗药性的害虫有:棉蚜、铃虫、红蜘蛛、菜青虫、家蝇、蚊类、臭虫、跳蚤、人虱等十几种。

目前,世界上许多国家都在积极研究开发低毒高效、低残留农药新品种,以减轻农药对环境的污染危害。

5、酚美化合物

酚是一种芬香族碳氢化合物的含氧衍生物,羟基直接与苯环相联。按苯环上含羟基的多少,分为单元酚、多元酚。水体中酚的来源主要是冶金、煤气、炼焦、石油化工、塑料等工业排放的含酚废水。焦化厂废水中含挥发酚为1600~3200毫克/升。经过二次处理后,总排水口废水的含酚量仍在10毫克/升以上。汽化1吨煤,需50~60立方米循环水,废水中含酚1000~3000毫克/升。炼油厂废水含酚量一般在100毫克/升。

如果人体摄入过量的酚,会产生慢性中毒,显示呕吐、腹泄、头疼头晕、精神不安等症状。水体中酚含量为(0、01~0.5)毫克/升时,能使鱼肉带有异味而影响食用。水中酚含量超过0、002~0、003毫克/升时,即使经消毒处理,仍带有酚臭味。

6、氰化物

氰化物是剧毒物质,人只要误服一滴0、5克左右的氰化钾或氰化钠便立即死亡。含氰废水对鱼类有很大毒性,当水中氰酸根(CN)含量达0、3~0、5毫克/升时,鱼即死亡。

氰化物进入人体后,迅速被吸收,与高级型细胞色素氧化酶结合,变成氰化高铁型细胞色素氧化酶,失去传递氧的作用,引起组织缺氧而中毒,麻痹中枢神经系统,使呼吸酶及血液中的血红蛋白中毒,因而使机体窒息。

水体中的氰化物主要来自化学、电镀、煤气、炼焦、冶金、金属加工、制革、塑料、农药等工业部门的含氰废水。

由于氰化物有剧毒,对它的控制也非常严格,世界卫生组织制订的鱼中毒限量为0、03毫克/升。我国地面水环境质量标准规定每升水不超过0、005毫克。

以上是水体中的污染物,那么含在污染物中的金属成分,被人通过饮水纳入到人体中会有什么危害呢?让我们试举几种:

1.汞(Hg)

汞又称水银,我们常见的温度计、体温表就是用汞作标记的。汞被人体吸收以后,通过血液和血脑屏障进入脑组织,然后在脑中被氧化成汞离子。汞离子难以再返回血液。逐渐蓄积在脑中,导致脑损伤。其他组织中的汞也可以被氧化成离子状态的汞,并转移到肾中蓄积。金属汞还能产生慢性毒作用,主要症状有:头痛、头晕、肢体麻木和疼痛、肌肉震颤和运动失调等。汞进入水体环境后,通过化学和生物化学过程转变成剧毒的甲基汞。在河湖港湾或海滨,一些厌氧微生物(一类在缺氧环境中繁殖的微生物)可把无机汞转化为甲基汞,它在人体肠道内极容易被吸收,随之分布到全身,尤其是肝、肾及脑组织,著名的日本水俣事件就是由甲基汞污染引起的。

汞和其他重金属还有一个污染特征,就是它们都存在生物浓集作用,即尽管水体中它们的含量很低,但通过食物链的富集,可以达到极高的浓度。所谓“食物链”是指生物群落中一种生物以另一种生物为食物的营养关系,平常我们说的大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃小虫,小虫吃水藻,水藻吃泥巴即是一条简单的食物链。在这一过程中,重金属逐级向高级生物富集。淡水鱼和淡水植物对汞的富集倍数为1000,淡水无脊椎动物为100000倍,海洋植物为100倍,而动物可达200000倍。

2.砷(As)

砷是非金属元素,但其中灰色晶体具有金属性,所以常称金属砷。砷是高蓄积性有毒物质,能通过多种途径侵入人体。

砷的价数不同,不同的砷化合物其毒性也不一样。三价砷化合物的毒性比五价砷化合物的强。砷化合物与人体细胞中酶系统结合,使酶系统失去作用或受破坏,新陈代谢失调,引起神经系统、毛细血管以及其他器官一系列的功能与器质性病变。砷还能引起肝、肾、皮肤病变和癌变。

3.铅(Pb)

侵入人体内的铅有90%~95%形成不易溶解的磷酸铅,沉积于骨骼中。当遇上过度劳累、外伤、感染发烧、患传染病、缺钙或食入酸性药物使血液酸碱平衡改变时,磷酸铅就会变成可溶性磷酸氢铅进入血液,引起中毒。铅主要损害造血系统、神经系统和男性生殖腺,能引起贫血、头痛、头晕、疲乏、记忆力减退、失眠。铅对婴幼儿的影响更大,可造成婴幼儿智力低下、发育异常。

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