第5章 尋找大氣污染的元兇(4)
- 大自然的奧秘
- 米艾
- 3452字
- 2016-02-25 13:56:41
在這個地球上,人類和其它生物都在吸進空氣中的氧,而呼出二氧化碳。據說一個成年人每天大約要呼出400升二氧化碳。隨著工業的發展,世界上二氧化碳的量不斷增加,這種現象的確令人類擔憂。這樣下去,氧氣會不會被用光,使世界成為二氧化碳的世界呢?二氧化碳增多的最直接后果便是造成了地球的“溫室效應”,地球的溫度因此而上升,導致了冰川融化,極大地威脅著人類的生存。
1895年,英國物理學家凱爾文曾十分憂慮地說:“隨著工業的發達與人口的增多,500年以后,地球上所有的氧氣將被用光,人類將趨于滅亡!”
事實上,凱爾文只看到問題的一個方面——消耗氧氣、生成二氧化碳,卻沒有看到問題的另一面——生成氧氣、消耗二氧化碳。所以,有人認為這種想法有點過于悲觀了,因為地球上的生物既能消耗氧,也能生成氧。世界上還有專門吸入二氧化碳的、呼出氧氣的植物,如樹木、花草等植物。在陽光下,植物的綠葉能吸收空氣中的二氧化碳,再與從根部運來的水分和養料化合成淀粉、葡萄糖等,同時防出氧氣,這叫做“光合作用”。據計算,三棵樹每天吸收的二氧化碳約等于一個人每天呼出的二氧化碳。
除了植物以外,石頭也從空氣中吸取著大量二氧化碳。在二氧化碳和水的作用下,巖石中所含的碳酸鈣會變成可溶解的酸式碳酸鈣,這便是巖石的風化過程。據科學家們分析,每年由于巖石風化所消耗的二氧化碳約為40~70億噸。這些風化的巖石隨著江河流往大海,當它再和石灰化合時,會再次形成石灰石,變成新的巖石。
不過,隨著現代化社會的公害越來越嚴重,空氣中氧氣和二氧化碳的比例起了變化。從很多工廠和汽車里排出來大量煙、廢氣和二氧化碳,使很多植物都枯死了。為了建工廠、修鐵路、建城市,又從森林里砍伐了很多大樹,這樣一來,地球上的二氧化碳增加了,空氣的成分就改變了,直接威脅到人類的生存。因此,我們必須下大力氣去制止這些公害的發生。
目前,世界各國的科學家們也都在積極尋找能夠使二氧化碳的排放量減少的有效途徑,但是還沒找到使空氣中氧氣增多的好方法。專家們指出,減少森林面積的流失、保護綠色植物是人類保護氧氣的最好方法。因為正是這些綠色植物產生了人類賴以生存的氧氣。
地球上的氧氣會不會被用完,這有賴于全人類的努力。假如人類仍然無休止地向大自然索取,人為地過度破壞生態平衡、亂砍亂伐森林,導致大量綠色植物銳減,說不定人類真會面臨缺氧的危機。
地球的保護傘正在遭受破壞
中國古代有個“女媧補天”的神話故事。最近科學家考察發現,在北美、歐洲、新西蘭上空,保護地球的臭氧層正在變薄,南極上空的臭氧層已經出現了一個“空洞”,科學家真的要“補天”了。
臭氧是大氣中的微量元素,是一種具有微腥臭、淺藍色的氣體,主要密集在離地面20~25千米的平流層內,科學家稱之為臭氧層。
那么,地球上空到底有多少臭氧呢?有科學家估計小于大氣的十萬分之一。如果把大氣中所有的臭氧集中在一起,僅僅有三公分薄的一層。那么,地球表面是否有臭氧存在呢?回答是肯定的。太陽的紫外線大概有近1%部分可達地面。尤其是在大氣污染較輕的森林、山間、海岸周圍的紫外線較多,存在比較豐富的臭氧。
此外,雷電作用也產生臭氧,分布于地球的表面。正因為如此,雷雨過后,人們感到空氣的清爽,人們也愿意到郊外的森林、山間、海岸去吮吸大自然清新的空氣,享受自然美景的同時,讓身心來一次爽爽快快的“洗浴”,這就是臭氧的功效,所以有人說,臭氧是一種干凈清爽的氣體(臭氧有極強的氧化性,少量的臭氧會使人感到精神振奮;但過強的氧化性也使其具有殺傷作用)。
氧及臭氧層的出現是生物進化發展的一個非常重要的轉折點。據考察,約25億年前,地球不存在氣體氧或很少,因而太陽中的紫外輻射可直接到達地球表面,太陽輻射的總能量中,紫外區段占到近1.5%。高能量的紫外輻射對化學進化乃至生命誕生的化學反應起到很重要的作用,尤其是240~290納米的紫外區段對今天的生命本質物質——核酸和蛋白質有嚴重的破壞作用,假如沒有臭氧層擋住紫外輻射,地球陸地上將荒蕪一片,現在任何形式的生命在陸地上斷難存在,這或許是生命誕生于原始海洋中的原因之一,有些科學家就曾提出,在原始海洋中的一定深度——足以過濾大多數紫外輻射,留下充分的紫外輻射來促成生命前驅的化學反應。
臭氧層好比是地球的“保護傘”,阻擋了太陽99%的紫外線輻射,保護地球上的生靈萬物。臭氧層濃度每減少1%,太陽紫外線輻射增加2%,皮膚癌就會增加7%,白內障增加0.6%。目前全世界每年死于皮膚癌癥的有10萬人,患白內障的病人更多。
紫外線輻射還能破壞植物光合作用和授粉能力,最終降低農業產量。據試驗,如臭氧減少25%,大豆將減產20~25%。紫外線輻射還會殺死水中魚卵和單細胞藻類,同時還會引起塑料制品老化、發黃、開裂。
臭氧層減少以及南極上空出現“空洞”的主要原因有兩個:一是自然因素。太陽黑子爆炸時發出許多帶電質子,轟擊地球上層大氣,對臭氧有破壞作用。另外南極上空的上升氣流把臭氧含量較高的中層大氣輸送到上層,從而降低了那里的含量。二是人為因素。人類在使用冷凍劑、消毒劑、起泡劑和滅火劑等化學制品時,向大氣中排放的氯氟烴、溴等氣體在紫外線照射下會放出氯原子,氯原子奪去臭氧中一個氧原子,使臭氧變成純氧,從而使臭氧層遭到破壞。
近年來,全世界科學家都在呼吁:拯救臭氧層,禁止使用氯氟烴。1987年9月,24個國家在加拿大蒙特利爾簽訂了“蒙特利爾控制可破壞臭氧層物品協定”,規定到本世紀末,將氯氟烴的使用量減少到1986年水平的50%。科學家指出,即使現在立即禁止使用氯氟烴,在今后10多年內臭氧層仍將繼續減少,已經減少的臭氧層要100多年才能彌補過來。
空氣污染會造成大霧天氣嗎
霧是我們生活中常見的一種天氣狀況,關于霧,有三種定義。第一種:凡是大氣中因懸浮的水汽凝結,能見度低于1千米時,氣象學稱這種天氣現象為霧。第二種:霧是接近地面的云。第三種:霧是由懸浮在大氣中微小液滴構成的氣溶膠。
霧是在一定天氣條件下形成于近地面的小水滴,直徑一般不超過50微米,平均在10微米左右。這些水滴對可見光有強烈的散射作用,會嚴重影響能見度。由此可見,霧形成的條件一是冷卻,二是加濕,三是有凝結核。增加水汽含量。這是由輻射冷卻形成的,多出現在晴朗、微風、近地面水汽比較充沛且比較穩定或有逆溫存在的夜間和清晨,氣象上叫輻射霧;另一種是暖而濕的空氣作水平運動,經過寒冷的地面或水面,逐漸冷卻而形成的霧,氣象上叫平流霧;有時兼有兩種原因形成的霧叫混合霧。
那么,霧氣的出現是什么原因造成的呢?夏末秋初的季節最具備形成大霧的氣候條件,由相對濕熱的夏日轉到秋日,地面主要受變性冷高壓控制,夜間就容易出現較強的降溫,一旦地面有充沛的水汽,就可以形成大霧。近10年的統計資料表明,秋季大霧出現的頻率最高,平均占全年大霧日的31.7%,冬季次之,占27.1%,春季最少,僅為8.7%。除了天然的氣候條件外,大氣污染也是造成多霧的另一個重要原因。
由于城市社會經濟的高速運轉,消耗大量能源,同時向大氣中排入大量的有害氣體和顆粒物。污染的大氣存在著大量的亞微米可溶性氣溶膠。這些粒子在大氣中充當了凝結核,而城市中的江河湖面蒸發、散射出來的蒸氣在這些凝結核的催化作用下就形成了霧。
大氣污染對霧影響的另一方面,是霧水的酸化。酸霧將污染物吸附,造成地面高濃度的污染,而且酸霧中的硫酸析解將會威脅到人及其他生物的健康。比如霧天鍛煉身體就有些得不償失。霧天,污染物與空氣中的水汽相結合,將變得不易擴散與沉降,這使得污染物大部分聚集在人們經常活動的高度。而且,一些有害物質與水汽結合,會變得毒性更大,如二氧化硫變成硫酸或亞硫化物,氯氣水解為氯化氫或次氯酸,氟化物水解為氟化氫。因此,霧天空氣的污染比平時要嚴重的多。而且組成霧核的顆粒更容易被人吸入,并容易在人體內滯留,而鍛煉身體時吸入空氣的量比平時多很多,霧天鍛煉身體吸入的顆粒會很多,這更加加劇了有害物質對人體的損害程度。
如長時間滯留在這種環境中,人體會吸入有害物質,消耗營養,造成機體內損,極易誘發或加重疾病。尤其是一些患有對環境敏感的疾病,如支氣管哮喘、肺炎等呼吸系統疾病的人,會出現正常的血液循環阻礙,導致心血管病、高血壓、冠心病、腦溢血等。
所以,大霧天氣時我們應該減少戶外活動時間,在戶外時戴上圍巾、口罩,保護好皮膚、咽喉、關節等部位,中老年、兒童、身體虛弱的人更應重點防護。總之,霧天鍛煉身體,對身體造成的損傷遠比鍛煉的好處大。因此,霧天不宜鍛煉身體。