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第3章 尋找大氣污染的元兇(2)

酸雨會對環境帶來廣泛的危害,造成巨大的經濟損失,比如:腐蝕建筑物和工業設備;破壞露天的文物古跡;損壞植物葉面,導致森林死亡;使湖泊中的魚蝦死亡;破壞土壤成分,使農作物減產甚至死亡;飲用酸化物造成的地下水,對人體有害。

總之,酸雨能對整個生態環境進行全面侵襲,對人體健康更是有著直接或間接的危害,一方面,人體耐酸能力高于耐堿能力,如經常用弱堿性洗衣粉洗衣服,不帶手套,手就會變得粗糙,皮革工人,經常接觸堿液,也有類似情況出現,但眼角膜和呼吸道年末對酸類物質卻十分敏感,酸雨或酸霧對這些器官有明顯刺激作用,可導致紅眼病和支氣管炎的發生,也可誘發肺病,這是酸雨對人體健康的直接影響。另一方面,農田土壤酸化,使本來固定在土壤礦化物中的有害重金屬,如汞、鎘、鉛等再溶出,繼而為糧食、蔬菜吸收和富集,人類攝取后,很容易就會中毒、生病,這是酸雨對人體健康的間接影響。

由此可見,酸雨主要通過三種方式對人類的健康產生影響:一是經皮膚沉積而吸收,對人體造成直接傷害;二是經呼吸道吸入硫和氮的氧化物,引起急性和慢性呼吸道疾病;三是來自地球表面微量金屬的毒性作用。酸雨對人類健康具有可怕的潛在危害,但通常情況下卻不為人們所重視。酸雨,真可謂游蕩在天空中的“死神”。

減少酸雨主要的主要措施是:減少燒煤排放的二氧化硫和汽車排放的氮氧化物;工廠應采用煙氣脫硫裝置、提高煤炭燃燒的利用率。我們可以采取以下日常措施來減少酸雨的發生:用煤氣或天然氣代替燒煤;處處節約用電(大部分的電廠是燃煤發電);支持公共交通(減少車輛就可以減少汽車尾氣排放);購買包裝簡單的商品(生產豪華包裝要消耗不少電能,而對消費者來說包裝并沒有任何實用價值);支持廢物回收再生(廢物再生可以大量節省電能和少燒煤炭)。

漫步在綿綿細雨之中,實在是一件很浪漫的事,雨本本來是可以讓污濁的世界變得干凈、清爽、純真而透明的天上之水,但人類活動卻使它成為了游蕩在天空中的“死神”,這份沉重也應該由人類本身來承擔,希望通過努力,在不久的將來可以恢復它的本來面目,滋養世間萬物。

二氧化碳正在人間肆虐

現在隨著二氧化碳的增多,地球上的氣溫也越來越高。因為二氧化碳具有保溫的作用,所以會使溫度升高。自1975年工業革命以來,地球表面的平均溫度已經上升了0.9華氏度,照這樣下去,預計到21世紀中葉,全球氣溫將升高1.5~4.5℃。

此外,海平面的升高,也是二氧化碳增多造成的。近100年,海平面已上升14厘米,預計到21世紀中葉,海平面將會上升25~140厘米。海平面的上升,亞馬遜雨林將會消失,兩極海洋的冰塊也將融化。這些變化對野生動物而言無疑是滅頂之災。

早在1896年科學家就已經發現,燃燒煤所產生的二氧化碳會升高地球表面的溫度。1979年在日內瓦召開的“世界氣象大會”上也曾討論過大氣中二氧化碳對氣候的影響。如今已被言中,全球氣溫變暖,致使生態平穩遭到破壞,誘發人體罹患各種疾病。人們稱之為“溫室效應”。究其根源,正是人們在從事科研發展、工業生產以及日常生活中,燃燒排出的大量廢氣二氧化碳進入大氣層,從而形成了“溫室效應”。這就極大地損害了人類正常生存的自然環境。

由于人類大量使用礦物燃料,全球每年排放到大氣中的二氧化碳達50億噸,其中約10億噸被森林吸收,15億噸被海洋吸收,余下的25億噸留在大氣層中產生“溫室效應”。

根據加州斯坦福大學一項計算機模型的研究成果,二氧化碳使氣溫每升高1攝氏度,全世界就將有約21,000人因此喪生。

這項即將發布于《地球物理學研究雜志》的報告還指出:在美國,因空氣污染引發的非癌癥性疾病將導致1,000余人喪生,另外還將有20~30起癌癥引發的死亡。

斯坦福大學工程學教授馬克·雅各布森稱,氣候變化對健康產生的影響將使重污染區域深受其害。雅各布森作為該模型的開發者,參與了報告的撰寫。

他說:“基本上,由于二氧化碳引起的氣候變化,人們吸入了大量有害化學物質,兩者間的關聯是確定的。因此下一步要做的就是減少二氧化碳排放。”

二氧化碳使氣溫比地表溫度上升的更快。研究發現,污染物趨向于在原地停留,并且不易擴散。空氣中二氧化碳含量的增加還將導致臭氧含量上升。臭氧可引發呼吸及心血管類疾病。

雅各布森稱:“二氧化碳是一種腐蝕性氣體,它可腐蝕橡膠和雕塑,還可使輪胎爆裂。可想而知,高濃度的二氧化碳將對人類的肺產生怎樣的傷害。”

當然,我們也要看到事物的另一面。二氧化碳還是一種奇特的肥料——氣肥。目前開發的氣體肥料主要是二氧化碳,因為二氧化碳是植物進行光合作用必不可少的原料。在一定范圍內。二氧化碳的濃度越高,植物的光合作用也越強,因此二氧化碳是最好的氣肥。美國科學家在新澤西州的一家農場里,利用二氧化碳對不同作物的不同生長期進行了大量的試驗研究,他們發現二氧化碳在農作物的生長旺盛期和成熟期使用,效果最顯著。在這兩個時期中,如果每周噴射兩次二氧化碳氣體,噴上4~5次后,蔬菜可增產90%,水稻增產70%,大豆增產60%,高粱甚至可以增產200%。

因此,我們應該在控制二氧化碳排放的基礎上,著手研究如何將二氧化碳變廢為寶,讓它為我們的日常生活帶來更多的便利。

為二氧化碳尋找最好的歸宿

二氧化碳是破壞環境的一大殺手,排放量不斷增多的二氧化碳不僅使全球氣溫升高,而且導致氣候變化異常。盡管科學家已做出了種種努力,力求減少二氧化碳排入大氣中的數量,但迄今仍收效甚微。人類活動不可避免地會產生出大量的二氧化碳,若不將其排入大氣,那么這些氣體的歸宿在哪里?現如今有了答案:

美國能源部稱,今后20年,美國消耗煤炭、石油和天然氣的數量將增加40%。如何處理不斷增加的二氧化碳氣體遂成為美國能源部苦思冥想的難題。他們設想將發電廠或大型企業排放的廢氣收集起來集中處理,設法將其埋入深海或地下。正當美國和其他國家研究如何處理二氧化碳的技術時,挪威國家石油公司開發出一種可以將二氧化碳注入深海的技術,成功地將公司每年回收的2800噸二氧化碳隨海水注入約800米深的砂石巖中,每年可為公司節省可觀的環保稅。但據該公司稱,盡管將這些二氧化碳注入海底存放的成本并不比環保稅便宜,但是這種方法對環境有利。

2800噸二氧化碳相當于1600輛中型卡車從里斯本到伊斯坦布爾往返所產生的廢氣。也就是說,從挪威和蘇格蘭之間的斯來普油田每年所排放的二氧化碳就有這么多,挪威石油公司必須將其分離并處理掉后,公司的天然氣才允許上市銷售。挪威石油公司采用的是一條4公里長的管道,每年將2800噸二氧化碳泵入海底的砂石巖中,二氧化碳可以溶于巖石上的海水中。據挪威石油公司測算,該海域可以存貯約6千億噸二氧化碳。目前,人們正計劃在北冰洋的巴倫支海也建造一個類似的二氧化碳存貯區。

海底和地下存貯二氧化碳是一個新的技術,除上述地帶外,德國的地下也能存貯二氧化碳。據德國漢諾威聯邦地質礦產署戈林博士稱,德國首先考慮的是采用開采過的廢油井和廢氣井及地下水層。在這些地區的地下巖石有微孔,可以吸收二氧化碳,但深度應當是在1000米以下,最理想的深度為1200米至1500米之間,該深度的壓力可使二氧化碳液化,縮小了占據的空間。但是,德國迄今還沒有將二氧化碳存貯納入計劃,目前還只是處于研究探索階段,例如德國亞琛大學的研究人員正在研究能否將二氧化碳存貯點密封起來,要做到這一點,密封蓋需要有數百米的厚度。研究人員將存貯巖石切割成硬幣大小的塊,然后將這些小石塊置入溫度和壓力與存貯點相似的容器,從容器的一端注入二氧化碳,然后根據巖石的吸附情況計算出存貯量,同時根據二氧化碳透過巖石的速度推算出存貯時間。

科學家稱,掩埋二氧化碳也應當向掩埋核廢料那樣,至少保證100萬年不泄漏。其實,二氧化碳的存貯也像天然氣油田那樣,一般來說,天然氣在地下已經埋藏數百萬年,如不開采,永遠會埋在地下。因此,人工注入的二氧化碳氣體同樣也可以在地下巖石微孔中埋藏幾百萬年。

從理論上說,人工將二氧化碳注入海底或地下對環保有利。但是,二氧化碳注入海底并非那么容易。德國波茨坦環境研究所的海爾德稱,太平洋是一個不密封的存貯區。因此存貯時間不會持續過長。將來,這種方法可能會使海水變酸,殃及海底微生物。理想的方案是將可分解的硼礦物質與二氧化碳一道注入,以防止海水變酸。

要讓二氧化碳與礦物質結合到一起,需要有大量的巖石。目前,一座熱力發電站每天需要消耗35000噸硅酸鹽石,以讓硅酸鹽石變成碳酸鹽結石和石英。目前,科學家正在尋找更好的、對環境有利的方法。

路透社2009年3月有篇報道稱,美國東西海岸盛產的某些巖石未來可能在經處理后,可以用于吸附二氧化碳,緩解全球氣候變化過程。

哥倫比亞大學地球科學研究所和美國地質調查局的科學家們共同進行了此項研究,研究帶頭人Sam Krevor說:“某天它們將成為對抗全球變暖不可思議的利器。”

科學家們很早就知道,巖石可天然吸附二氧化碳,經歷數千年時間,氣體被附著在巖石礦物成分上,與其它物質作用形成碳酸鹽等固態物質。巖石表面經過風化及自然循環的過程中,可以不斷吸收空氣中的二氧化碳。

目前仍需進一步研究其可行性,不過一旦此法可行,那么對新興的二氧化碳掩埋行業的需求就會有所降低。

什么是“溫室效應”

“溫室效應”又稱“大氣保溫效應”、“花房效應”。大氣能使太陽短波輻射到達地面,但地表向外放出的長波熱輻射線卻被大氣吸收,這樣就使地表與低層大氣溫度增高,因其作用類似于栽培農作物的溫室,故被稱為“溫室效應”。

溫室有兩個特點:溫度較室外高,不散熱。生活中我們可以見到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的溫室。使用玻璃或透明塑料薄膜來做溫室,是讓太陽光能夠直接照射進溫室,加熱室內空氣,而玻璃或透明塑料薄膜又可以不讓室內的熱空氣向外散發,使室內的溫度保持高于外界的狀態,以提供有利于植物快速生長的條件。

如果大氣不存在這種效應,那么地表溫度將會下降約3度或更多。反之,若溫室效應不斷加強,全球溫度也必將逐年持續升高。自1975年工業革命以來,地球表面的平均溫度已經上升了0.9華氏度,由溫室效應導致的全球變暖已成為了世人關注的焦點問題。

簡而言之,“溫室效應”是由環境污染引起的地球表面增熱的現象,它至少會帶來以下幾種嚴重惡果:海平面上升;氣候反常,海洋風暴增多;地球上的病蟲害和傳染疾病增加;土地干旱,沙漠化面積增大。

溫室效應會給人類帶來十分嚴重的危害。首先自然生態將隨之發生重大變化。荒漠將擴大,土地侵蝕加重,森林退向極地,旱澇災害嚴重,雨量將增加7~11%;溫帶冬天更濕,夏天更旱;熱帶也將變得更濕,干熱的亞熱帶變得更干旱,迫使原有水利工程重新調整。20世紀60年代末,非洲下撒哈拉牧區曾發生持續6年的干旱。由于缺少糧食和牧草,牲畜被宰殺,饑餓致死者超過150萬人。這是“溫室效應”給人類帶來災害的典型事例。

此外,沿海地區將受到嚴重威脅。有科學家認為,由于氣溫升高,引起海水體積膨脹,海平面可能升高0.2~1.4米。目前全世界有1/3的人口生活在沿海,沿海又是工農業非常發達的地方,海平面升高會淹沒許多城市和港口。地球變暖已引起全世界人們的關注。

溫室效應主要是由于現代化工業社會過多燃燒煤炭、石油和天然氣,這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳氣體進入大氣造成的。二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結果是形成一種無形的玻璃罩,使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發散,其結果是地球表面變熱起來。因此,二氧化碳也被稱為溫室氣體。因此,必須有效地控制二氧化碳含量增加,控制人口增長,科學使用燃料,加強植樹造林,綠化大地,防止溫室效應給全球帶來的巨大災難。

人類活動和大自然還排放其他溫室氣體,它們是:氯氟烴、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物氣體、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陸地上的森林,尤其是熱帶雨林。

雖然迄今為止,我們無法提出有效的解決對策,但是退而求其次,至少應該想盡辦法努力抑制二氧化碳排放量的增長,不可聽天由命任憑發展。

為減少大氣中過多的二氧化碳,一方面需要人們盡量節約用電(因為發電燒煤),少開汽車;地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陸地上的森林,尤其是熱帶雨林。所以,另一方面我們要保護好森林和海洋,比如不亂砍濫伐森林,不讓海洋受到污染以保護浮游生物的生存。我們還可以通過植樹造林,減少使用一次性方便木筷,節約紙張(造紙用木材),不踐踏草坪等行動來保護綠色植物,使它們多吸收二氧化碳來幫助減緩溫室效應。

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