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第12章 盘点全球十大环境问题(1)

全球环境问题,也称国际环境问题或者地球环境问题,是指超国界和管辖范围的、区域性和全球性的环境污染和生态破坏问题。随着经济的发展,具有全球性影响的环境问题日益突出,严重威胁着全人类的生存和发展。国际社会在经济、政治、科技、贸易等方面形成了广泛的合作关系,并建立起了一个庞大的国际环境条约体系,联合治理环境问题。我国的生物多样性在世界上占有相当重要的位置,但据科学家统计,我国同世界很多地区一样,物种正在以惊人的速度灭绝和丧失。因此,保护生物多样性、保证生物资源的永续利用是我国的一项重要任务,也是全球环境保护行动计划的重要组成部分。

威胁人类生存的十大环境问题是:

①全球气候变暖,海平面上升;

②臭氧层破坏,威胁地球生命;

③世界人口急剧增加,危及自然生态;

④日趋严重的酸雨危害,对农作物和人类造成危害;⑤森林锐减;

⑥土地沙漠化日益严重,世界沙漠面积不断扩大;⑦森林破坏严重,水土流失;

⑧水体污染严重,水资源日益匮乏;

⑨海洋污染愈加严重;

⑩固体废物污染。

飘荡的“幽灵”——大气污染

科学家发现,至少有一百种大气污染物对环境产生危害,其中对人体健康危害较大的有:二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、氟氢烃等。大气污染物严重危害人的气管、肺等呼吸系统。

造成大气污染的途径主要是工业生产与交通工具排放的废气和尘埃,工业生产排放出的尘埃颗粒物还吸附了许多有毒有害的物质。这些污染物在大气中还会发生各种化学反应,生成更多的污染物,形成二次污染。二氧化硫是大气污染物中最普遍的一种,它在大气中通过反应可形成硫酸烟雾,甚至形成酸雨。氮氧化合物、一氧化碳和碳氢化合物也是大气中常见的污染物,它们在阳光下,发生光化学反应,可形成光化学烟雾。

大气污染物在空气中积累,导致空气质量下降,直接危害人类健康,而且使全球气候变暖,臭氧层遭到破坏;污染物随风飘散,甚至影响农业、林业和畜牧业,美国每年因此损失数亿美元,我国的损失也相当严重。

“发烧”的地球——温室效应

温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外发出的长波热辐射线却被大气吸收。这样就使地表与低层大气温度增高,因其作用类似于栽培农作物的温室。所以称为温室效应。如果大气不存在这种效应,那么地表温度将会下降约3℃或更多。反之,若温室效应不断加强,全球温度也必将逐年持续升高。自工业革命以来,人类过多使用煤炭、石油和天然气,以致向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是使地球表面变热起来。大气温室效应的不断增强。已经引起全球气候变暖等一系列严重问题,引起了全世界各国的关注。

温室效应会带来以下列几种严重恶果:①地球上的病虫害和传染疾病增加;②海平面上升;③气候反常,海洋风暴增多;④土地干旱,沙漠化面积增大。

人类活动和大自然还排放其他温室气体,例如氯氟烃、甲烷、低空臭氧和氮氧化物气体等。海洋中的浮游生物和陆地上的森林可以吸收大量的二氧化碳,尤其是热带雨林。

为减少大气中过多的二氧化碳,一方面需要人们尽量节约用电,少开汽车,另一方面我们要保护好森林和海洋,比如不乱砍滥伐森林,不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林,减少使用一次性方便木筷,节约纸张,不践踏草坪等行动来保护绿色植物,使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。

温室气体有效地吸收地球表面、大气本身相同气体和云所发射出的红外辐射。大气辐射向所有方向发射,包括向下方的地球表面的放射。温室气体则将热量捕获于对流层系统之内。这被称为“自然温室效应”。大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合。在对流层中,温度一般随高度的增加而降低。从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温度在-19℃的高度,并通过太阳辐射的收入来平衡,从而使地球表面的温度能保持在平均14℃。温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强,从而引起由温度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。这就造成了一种辐射强迫,这种不平衡只能通过对流层系统温度的升高来补偿。这就是“增强的温室效应”。

城市热岛效应

城市热岛效应,通俗地讲就是城市化的发展,导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高6℃甚至更高,形成高强度的热岛。20世纪初,英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。

近年来,随着城市建设的高速发展,城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点:

首先,是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物,如混凝土、柏油路面,各种建筑墙面等,改变了下垫面的热力属性,这些人工构筑物吸热快而热容量小,在相同的太阳辐射条件下,它们比自然下垫面(绿地、水面等)升温快,因而其表面温度明显高于自然下垫面。

其次是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在向外排放大量的热量。

第三,城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展,城市人口的增加,城市中的建筑、广场和道路等大量增加,绿地、水体等却相应减少,缓解热岛效应的能力被削弱。

最后,城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步升温。

原则上,一年四季都可能出现城市热岛效应。但是,对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。为了降低室内气温和使室内流通,人们使用空调、电扇等电器,而这些都需要消耗大量的电力。如目前美国1/6的电力消费用于降温,为此每年需付电费400亿美元。高温天气对人体健康与有不利影响。有关研究表明,环境温度高于28℃时,人们就会有不适感;温度再不可导致一系列疾病,特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病。此外,气温升高还会加快光化学反应速度使近地面大气中臭氧增加,影响人体健康。

由于热岛中心区域近地面气温高,大气做上升运动,与周围地区形成气压差异,周围地区近地面大气向中心区辐合,从而在城市中心区域形成一个低压旋涡,结果就势必造成人们生活、工业生产、交通工具运转中燃烧石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等大气污染物质在热岛中心区域聚集,危害人们的身体健康甚至生命。

一方面,大量污染物在热岛中心聚集,浓度剧增,直接刺激人们的呼吸道粘膜,轻者引起咳嗽流涕,重者会诱发呼吸系统疾病,尤其是患慢性支气管炎、肺气肿、哮喘病的中老年人还会引发心脏病,死亡率高,如英国伦敦在1952年12月份,因为这个原因死亡4000余人。

另一方面,大气污染物还会刺激皮肤,导致皮炎,甚而引起皮肤癌。有的物质如铬等,若进入眼内会刺激结膜,引起炎症,重者可导致失明。汞的含量较多,可损害人的肾脏,引起剧烈腹痛、呕吐。汞慢性中毒还会损害人的神经系统。

第三方面,长期生活在热岛中心区的人们会表现为情绪烦躁不安、精神萎靡、忧郁压抑、记忆力下降、失眠、食欲减退、消化不良、溃疡增多、胃肠疾病复发等,给城市人们的工作和生活带来说不尽的烦恼。在中国,素有“火炉城市”之称的南京、武汉、重庆等许多大城市在发展中都不同程度地出现了以上这些现象,所以,城市热岛效应已成为城市发展中应正确面对、亟待解决的问题。

城市大气污染的罪魁祸首——汽车尾气

在车水马龙的街头,一股股浅蓝色的烟气从一辆辆机动车尾部喷出,这就是通常所说的汽车尾气。这种气体排放物气味怪异,令人头昏、恶心,影响人的身体健康。在车辆不多的情况下,大气的自净能力尚能化解汽车排出的有害气体。但随着汽车数量的急剧增加,交通拥堵现象非常普遍,汽车本应具备的便捷、舒适、高效的优势逐渐被自身造成的环境问题抵消。“汽车灾难”已成为一种公害,由此带来的汽车尾气更是危害人的健康和生存环境。

尾气中的二氧化硫,具有强烈的刺激气味,达到一定浓度时会容易导致“酸雨”的发生,从而造成土壤和水源酸化,影响农作物和森林的生长。近一百年来,气候变暖已成为人类的一大祸患。冰川融化、水位上涨、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了严峻的挑战。二氧化碳则是地球变暖的罪魁祸首。

危害极大——“厄尔尼诺”

“厄尔尼诺”是东太平洋海面温度突然升高而引起的一种异常气候现象。当这种现象发生时,大范围的海水温度可比常年高出3~6℃。太平洋广大水域的水温升高,改变了传统的赤道洋流和东南信风,导致全球性的气候反常。

据历史记载,自1950年以来,世界上共发生13次厄尔尼诺现象,其中1997年发生的一次最为严重,它强大的影响力一直持续至1998年上半年,我国在1998年遭遇的历史上旱见的特大洪水,厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。

厄尔尼诺现象主要表现在:从北半球到南半球,从非洲到拉美,气候变得古怪而不可思议,凉爽的地方骄阳似火。温暖如春的季节突然下起大雪,雨季到来却迟迟滴雨不下,正值旱季却洪水泛滥。

科学家们认为,厄尔尼诺现象的发生与人类自然环境的日益恶化有关,是地球温室效应增加的直接结果,与人类向大自然过多索取而不注意环境保护有关。由于厄尔尼诺现象给全球带来巨大的灾难,因此,这种现象已成为当今气象界和海洋界研究的重要课题。

“洪水猛兽”——拉尼娜

拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。东信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部,致使西部比东部海平面增高将近60厘米,西部海水温度增高,气压下降,潮湿空气积累形成台风和热带风暴,东部底层海水上翻,致使东太平洋海水变冷。

太平洋上空的大气环流叫做沃尔克环流,当沃尔克环流变弱时,海水吹不到西部,太平洋东部海水变暖,就是厄尔尼诺现象;但当沃尔克环流变得异常强烈,就产生拉尼娜现象。一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来,出现厄尔尼诺现象的第二年,都会出现拉尼娜现象,有时拉尼娜现象会持续两三年。1988~1989年,1998年~2001年都发生了强烈的拉尼娜现象,1995年~1996年发生的拉尼娜现象较弱。有的科学家认为,由于全球变暖的趋势,拉尼娜现象有减弱的趋势。

中国海洋学家认为,中国在1998年遭受的特大洪涝灾害,就是由“厄尔尼诺·拉尼娜现象”和长江流域生态恶化两大成因共同引起的。

臭氧空洞——撕裂的臭氧层

太阳是一个巨大的热体,表面温度高达6000℃,是地球取之不尽的能量来源。但太阳辐射的紫外光中有一部分能量极高,如果到达地球表面,就可能对地球生物的生存造成无法挽回的影响。然而,自然的力量改变了这一过程,地球的大气层就像一个过滤器,一把保护伞,将太阳辐射中的有害部分阻挡在大气层之外,使地球成为人类和生物界生存的家园。而完成这一工作的,就是今天已经妇孺皆知的“臭氧层”。臭氧层中的臭氧是在离地面较高的大气层中自然形成的。

20世纪70年代,科学家发现地球上的紫外线有所增加。70年代末,科学家又发现南极上空的臭氧明显减少。1984年,英国科学家首次提出南极上空存在一个巨大的“臭氧空洞”。1985年,美国“雨云7号”气象卫星对南极上空进行了勘测,证实了英国科学家的预言。

多数人认为,人工合成的一些含氯和溴的物质是造成臭氧洞的元凶,这些人工合成的化合物经挥发后进入平流层,在强烈的太阳紫外辐射作用下,它们光解出氯、氟、溴等活性基而将臭氧层摧毁。

近年来,科学家们不仅在南极上空,而且在北极上空也发现了臭氧空洞的存在。1991~1992年冬天,科学家们发现德国上空的臭氧减少了10%,比利时上空的臭氧减少了18%。中国某些地区的上空的臭氧也减少了18%。美国航天局的一项最新报告指出,近10年来,北半球上空的臭氧浓度平均减少了8%。地球的保护伞臭氧层被撕裂了。

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