酸雨危害及防治
4000年来,古埃及的狮身人面像一直静静地守护着神秘而庄严的金字塔。然而这举世闻名的古迹目前正面临着被毁坏的危险。由于酸雨的侵蚀,石像脸部裂缝日益严重,泪痕满面,如果不及时修复,那么拥有几千年历史的文化遗产可能毁于一旦。
建于公元前421年至公元前406年的希腊雅典卫城的古希腊宫殿,曾在漫长频繁战火中饱经风霜,近几十年来,却未逃脱和平时期酸雨的蹂躏而满目疮痍。
在我国,北京故宫太和殿台阶及天安门城楼前的汉白玉石雕,在20世纪60年代以前,它们一直完好无缺、光彩夺目地接待四方游人,而今它们也遭到酸雨的侵蚀,变得模糊不清。
酸雨这个由天而降的“死神”,正无情地吞噬着人类的历史遗产,几千年来人类历史文化进程中留下的具有时代特征的艺术珍品危在旦夕。什么是酸雨?所谓酸雨,是指大气中的硫氧化物和氮氧化物与雨、雪、水雾作用形成硫酸和硝酸,并随雨降落到地面。这种pH小于5.6的含酸的雨或雪称为酸雨。目前所指的酸雨主要指形成硫酸的二氧化硫沉降。
在地球上最早受到酸雨危害的地区是欧美的一些工业发达国家。在那里,由于长年累月燃烧煤、石油或石油产品,这些燃料在燃烧过程中放出大量的酸性气体——二氧化硫和氮氧化物。在潮湿而污浊的空气中,二氧化硫与水接触生成亚硫酸水溶液,在大气水分凝结核中的锰、铁等金属离子作用下,亚硫酸溶液被进一步生成硫酸,二氧化氮则生成稀硝酸。这些细微的颗粒长年在空中飘荡,一旦遇到降雨雪便随雨雪而下,这样就形成了酸雨。酸雨的毒性比一般的二氧化硫和氮氧化物大好多倍。古文物遭到侵蚀仅仅是酸雨的毒性作用之一。而酸雨的更大危害将是对地球上人、动物、植物、土壤及湖泊的影响。
20世纪70年代末,美国西弗吉尼亚州的小城惠林连续下了3天蒙蒙细雨,雨水比柠檬汁还酸。经测定,其酸度超过正常雨水的5 000倍。在1974年苏格兰的一次暴风雨中,雨水的酸度与醋接近(pH为2.4)。
近些年来,雨水的酸度继续上升,降酸雨的地区仍在继续扩大。酸雨危害农作物、森林、草原。它使植物的叶子脱落,嫩枝变脆、枯死。在德国,有1/3的云杉死于酸雨的摧残。在新西兰和瑞典,已发现酸雨使天然森林生长率下降。酸雨落入土中会使土壤酸化,表层土壤元素易流失,土壤肥力下降。土壤的酸化不但使有害元素活性提高,甚至使铝成为有毒的元素。铝是地壳里含量最多的金属,约占地壳总重量的8.8%,地球上几乎到处都有铝的化合物,土壤中就含有许多氧化铝。由于它在中性环境中溶解度很小,故人们认为铝是一种无毒元素,对生物体并无多大害处。但是现代科学家证实,酸雨造成森林和水生生物死亡的主要原因之一便是土壤中的氧化铝在酸性条件下变成硫酸铝,使树木根部的铝浓度增加,树木因此大量死亡,农作物被毁坏,牧草枯死。酸雨落到河流、湖泊中,使水中碱度降低、酸度增加,破坏了水生生物群落的正常分布,使能够耐酸的植物(苔藓、丝状藻)和真菌生长速度加快,而使细菌分解作用下降,有机残渣迅速堆积在水面上,影响了水生植物的光合作用,使水生植物窒息,使浮游动物和水生无脊椎动物减少或被消灭。若酸雨把土壤中的铝溶解到湖泊中,对鱼来说更是雪上加霜。加拿大由于常下酸雨,有4 000多个湖泊被宣判为死湖,还有1 200个湖处于死亡的边缘。挪威南部1 500多个湖泊中,pH低于4.3的湖泊70%已没有鱼存在。pH在5.5—6.0正常范围内的湖泊中,有10%的湖泊没有鱼。而且在过去的20多年中,挪威很多河流的鲑鱼已消失,真鳟也很快步其后尘。酸雨降落危及人类的健康。据报道,很多国家由于酸雨的影响,地下水中铅、铜、镉的浓度上升到正常值的10—100倍。1980年美国和加拿大有5 100人死于酸雨的污染。
我国的酸雨污染自20世纪80年代以来呈加速发展趋势。酸雨污染的范围已从西南局部地区扩大到长江以南大部分城市和乡村。
重庆是西南地区的工业重镇,长江上游的经济中心,著名的历史文化名城。然而,在“绿色文明”的史册上,却载有山城暗淡的一笔。据“1994中华环保世纪行”的记者报道,这里已成为国内外公认的“空中死神”——酸雨活动最猖獗的地域之一。
据测算,重庆地区降雨已全面酸化。酸雨出现频率高达80%;1993年酸雨pH平均为4.31,其最低值为3.16;城市大气中二氧化硫浓度为0.39毫克/立方米,在全国72个主要城市中仅逊于贵阳而名列“榜眼”。
“七五”期间,重庆酸雨沉降造成直接经济损失达5.4亿元,占同期全市国民生产总值的3.19%。此外,土壤酸化贫瘠、物种退化、名胜古迹受损,而人群和生物生存所受的潜在威胁,更是无法以货币值作价。
重庆地区农作物不同程度受到酸沉降的伤害,蔬菜损失尤重,瓜果类蔬菜死苗、黄叶、落花、落果频频发生,长势日衰。几年前的一场酸雨突降,5万亩(1亩=666.7平方米)水稻秆枯叶败,至今提起,人们还心有余悸。
近10年,重庆城郊树木长势有如江河日下,抗病抗害能力普遍减弱。南山风景区受酸沉降影响,马尾松叶尖枯黄脱落,诱发病虫害而大面积死亡,受害面积占85%,死亡面积为800公顷,被视为世界上大气污染对森林造成毁灭性灾难的典型。重庆市区街道的绿化树种已更换过3次,目前被认为适应能力最强的黄桶树也无力抵御日益加重的酸雨污染而提前衰老,并遭病虫害侵袭。
酸沉降对建筑材料的腐蚀,大大缩短其使用寿命。城市建筑、名胜古迹在多年的酸沉降侵蚀下,又黑又脏,面目全非。曾家岩八路军办事处旧址门前矗立的周恩来全身铜像经腐蚀已失去本色,令慕名而至的瞻仰者心中黯然。
世界卫生组织确认,大气中二氧化硫日均浓度为0.25—0.5毫克/立方米时,人的呼吸系统疾病增加,原有病情恶化。近10年,重庆市大气中高浓度二氧化硫和酸性气溶胶对人体健康产生危害,使全市肺癌死亡率逐年呈上升趋势。部分污染严重的地区,儿童呼吸系统疾病患病率增加,肺功能下降,免疫功能减退。
“空中死神”如此猖獗地袭击地球上的建筑设施、生物资源乃至人类,使得世界各国人民纷纷携起手来,共同遏制这可怕的酸雨。
欧美、日本等国曾经采用了高烟囱排放方式以防止二氧化硫对本地区的污染。但有害气体并没有消失,仅是增大了它的污染范围,它散播得越远与湿空气形成酸雨的机会就越多,在别处造成的污染就越严重。例如:美国用高达300多米的烟囱把酸雨转嫁到加拿大,使加拿大雨水酸度增加了50多倍,使数千个湖泊变成“死湖”。每年加拿大的直接经济损失达150亿美元,酸雨成了美加之间争论不休的问题。类似这样的国际争端在其他国家地区也时有发生。
到了20世纪90年代,这种围绕酸雨的国际争端有所好转。越来越多的国家已经认识到,这种“出口”污染的方法,只是保护了本国、本地区的利益,但全球的污染还是没有减少,最终本国、本地区也难保不受污染。
1994年,欧洲国家和加拿大签署酸雨控制协议。来自加拿大、乌克兰等26个国家的代表,包括16个国家的环境部长,在经过两天的会议讨论之后,在挪威首都奥斯陆正式签署了这项协议。爱尔兰、葡萄牙等其他一些国家表示不久也将签署这一协议。
这一协议旨在降低大气中持续增长的硫化物含量,以减少酸雨对人类健康、野生动物、湖泊和森林资源的危害。与此同时,该协议根据不同国家承受污染能力的差异,为各国制定了不同的削减硫化物排放量的目标。德国到2005年,其硫化物的排放量将在1980年的水平上削减87%,瑞典、芬兰、丹麦和澳大利亚到2000年将削减80%硫化物的排放量。
为了防止东亚地区发展中国家重蹈欧洲工业发达国家的覆辙,日本环境厅提出了建立东亚地区“酸雨监控网”,旨在控制和防止东亚地区的酸雨对生态环境的危害。
我国政府对酸雨问题也非常重视,早在1982年就开始研究西南地区和南方地区的酸雨问题。1986年正式将上述地区的酸雨问题列入“七五”国家环保科技攻关计划。1990年国务院环卫会第十九次会议专门讨论了酸雨问题,决定“八五”期间继续开展针对酸雨的研究,征收二氧化硫的排污费,健全酸雨的监测网。国家环保局组织了对我国东南部酸雨的研究,并邀请酸雨专家根据目前研究成果提出意见。
酸雨的重灾区——重庆市,目前已与日本联手研究防治酸雨的课题。1994年确立的酸雨形成机制、传播运动规律,对人体危害、防治对策等课题开始攻关。
为了保护好先辈留下来的艺术珍品,使那些饱受风刀霜剑的文物与人类共存,人们在进行广泛深入的研究后,提出了各式各样的行之有效的方案。对意大利首都罗马的古建筑,专家提出用透明塑料套将古代有价值的纪念碑罩起来。埃及政府和英美考古学家联手制订了一个耗资巨大的修复狮身人面像的计划。我国科学家研制了一种用于文物保护的新型有机硅涂料。这种涂料可使严重风化的汉白玉石雕及故宫太和殿的台阶防水性提高2 000倍。可以预料,随着人们对酸雨认识程度日益加深,治理手段日益完善,这个“天空中的死神”必将被彻底驯服。
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