人类难以应付的几个对手

人类难以应付的几个对手

一、天降祸水

酸雨在国外被称为“空中死神”，是国际性的重大生态环境问题之一，它的危害范围是不分国界、洲界的，因此，世界上许多国家都在积极地进行研究，并关注着它的发展。

酸雨，科学的称谓应为酸沉降物，包括干、湿沉降物。人类早在19世纪中叶就发现了“酸雨”，但当时并未引起重视，直到20世纪60年代，随着酸雨的污染及生态影响的日益扩大，人们才逐渐地重视对酸雨形成机理和防治措施等方面的研究。

酸雨对生态系统的危害，目前还没有被充分认识，因为生态系统很复杂，不但与之相关的污染物种类很多，而且系统内各要素间又相互作用相互影响，很难搞清某一损害的具体原因。但就目前掌握的资料来看，酸雨对水生生态系统、陆地生态系统、人体健康，天然或人造结构与材料等有着不同方式，不同程度的影响。

（一）酸雨对水生生态系统的影响

国际上规定，pH＜5.6的雨水就属于酸雨，自然界湖泊水体的正常pH值约为6～7。进入60年代以来，世界上已发现许多湖水的pH值接近4～5，从而呈现出一定的酸性。经过20多年的研究，人们发现酸化对水生生态系统来说，其潜在的后果为丧失鱼类和其他生物群落，改变营养物和有毒物质的循环，包括使有毒金属进入地下和地表水，并从水体进入食物链。水生系统遭受损害的生态特征是物种的减少和生产力的下降。实地研究证明，低pH水值可毒害水生藻类、昆虫、软体动物、浮游动物、鱼和两栖动物。从酸化的湖泊或溪流摄取食物和水的鸟类和哺乳类动物可能会遭受食物短缺或有毒金属的危害。长期的酸性环境使水体中的耐酸的生物种类增加，不耐酸种类减少，浮游植物和动物群落一起发生种群变化，从而破坏了水生生态系统中各类生物之间的相对平衡，进而危及整个水生生态系统，有些后果是不可挽回的，包括珍稀植物物种的灭绝。

鱼类通常在pH值达到4.5左右时便停止繁殖。实验表明，鱼类容易受低pH值的伤害，并间接受害于金属元素的富集和匮乏。譬如，水体酸化使营养元素钙（Ca）的含量降低，从而损害鱼的脊椎和骨骼，使鱼致畸变形等；水体酸化还可使土壤中的铅发生迁移。实验证明，铅在低pH值时对伤害鱼类起主导作用；水体酸化还可使湖底（河底）释放出一些有毒元素，使鱼类等水生生物中毒死亡。

在我国，虽然目前尚未发现酸雨对水生生态系统的严重危害，但应看到，我国酸雨监测还只局限于城市及邻近郊区，对水体酸化及危害还很少进行研究。但下面一些报道应引起我们的足够重视。在江西一个小塘内，曾发生喜酸性裸甲藻引起鱼类死亡的事件；在杭州曾发现养鱼卵的水泥池内，酸雨过后，鱼卵大批死亡的情况；重庆南山和西云山均发现已酸化的水体，最低pH值为4.7，鱼类不能生存，农户养鱼数次均无收获。从生态学的角度来看，水体酸化对水生生态系统的影响是一种长期的、复杂的过程，它对我国渔业及其他水产养殖业的危害，可能处于潜在的未被认识的阶段，我们应当防患于未然，积极重视这方面的情况，对此给予足够的关注。

（二）酸雨对陆地生态系统的影响

在陆地生态系统中，土壤——植物系统是其基本构成单位。酸雨对土壤的影响包括营养阳离子的淋析（如G和M），营养阳离子的增加（如NO和SO），其他营养物的循环和供给的变化，pH值降低，有毒金属的迁移及微生物活性的改变等⁽¹⁾。这些变化可以阻碍植物的正常生长，增加摄入的有毒金属，并可能通过食物链最终影响人类。特别引人注意的是，过去的若干年间，欧洲和北美东部的森林受到酸雨的严重损害，仅欧洲就大约6.0×10⁶h的森林正在衰退。截止1985年，酸雨对许多国家森林危害的数字是惊人的，如西德占52％，瑞士占33％，荷兰占50％，捷克占27％。奥地利专家经过5年的研究，于1900年第一次定量地指出，到下一个世纪欧洲每年将因酸雨而损失1.18×10⁸ m³的木材。最近，美国、加拿大、南美、东南亚和日本的报告表明，这些国家因空气污染而衰退的森林面积也在增加。

酸沉降物不仅对种群和种类组成有直接影响，而且对该系统中的微生物也有影响，以及其他的一些间接影响。实验表明，酸雨抑制土壤中氨化细菌的生长，其中主要是芽孢杆菌，也阻碍本来就为数不多的固氮菌的生长，许多产色素的细菌也从土壤中消失。受酸雨的影响，放线菌中一些颇高性的菌落也随之减少，一些分解有机碳和氮的真菌也在酸雨的影响下受到明显的遏制。在加拿大的某个地区的冶炼厂排放的SO，使下风口地区有花植物种类减少，尤其在工厂附近地区仅存在少数抗性强的种类，敏感性种类在群落中消失。瑞典的一些研究者也发现，受酸雨影响的地区同远离受风力传播大气酸度影响的地区树木生长存在着统计学上的显著差异，他们认为：这只能归因于酸沉降物的影响。

酸沉降对森林及绿色植物直接危害的机理目前还不很清楚，但据现场叶片受伤状况分析，可能是酸沉降中的部分SO进入叶子气孔后，遇水生成亚硫酸盐，破坏了叶片的正常生理机能并且破坏了叶肉组织，使海绵细胞和栅栏细胞发生质壁分离，然后收缩或崩溃，叶绿素分解，从而在叶片外表出现伤斑，严重时会干枯和脱落。酸雨的危害，使树林生理发生变化，活力降低，因而很容易受到多种病虫的侵害，使过去正常情况下的次要害虫也变成了主要害虫。病原或寄生的真菌、细菌、线虫病毒和其他害虫都要随之发生，而且蔓延很快，周期缩短。例如，灰落叶松芽蛾，1924年到1932年首次发生于中欧的部分地区，但现在捷克和斯洛伐克的许多地方已经发现了这种害虫，且正严重地危害着这些地区的方杉林。此外，美国西部的美国黄松林，由于受酸雨的危害，害虫和病原体增多，小蠹虫和假蜜环菌的危害日益严重。美国科罗拉多州的国家大气研究中心一位地理学家Lee Klinger在他的一项高级研究计划中指出，酸雨促进苔藓生长，可导致森林死亡。他的研究表明，苔藓会产生一些有机酸，这些有机酸可与土壤和空气中性质不活泼的铝相结合，有机酸激活了铝使其向下输送到树木的根部地带，并取代了树林生长所需要的C，从而造成近地面处细根缺钙，导致树根缺乏营养而死，受害树林之所以自上而下枯死，是因为没有足够的细根，不能维持一定的压力向树梢输送水分和营养元素。

我国已发现多起酸雨对陆地生态系统危害的例子。重庆南山1800ha马尾松现已死亡过半，尚存的松林也面临死亡的威胁。研究表明，南山马尾松林区酸雨频率100％，雨水pH值为3.6～4.8，马尾松根系、树干和针叶生长不良，与对照区相比，其叶绿素含量减少50％～75％，净生产量降低75％～80％，针叶内锰、钴含量只有正常针叶的1／4左右，而铝、铁含量相当于正常针叶的3倍左右，土壤中活性铝增多，铝钙比颇高，是土壤酸化的典型后果。可以肯定，酸雨是南山马尾松衰亡的原因之一。

我国重庆市多次发生雨后大面积水稻受害事件，1982年6月18日夜雨后，东南郊区1300ha水稻的叶片突然黄枯，受害最重的是新品种（杂交水稻）。每年都有几千公顷小麦死亡，施用石灰则可防止这类事件的发生，表明以上情况可能是土壤酸化所致。

需要指出的是，虽然很难在自然陆地生态系统中观察到或测出能直接归因于酸雨（干、湿沉降物）影响的变化，然而这种变化在受控的实验室和现场条件下已观察到。一些敏感的作物，如大麦、豌豆、苜蓿、棉花、开花期的水稻、桑、柑橘、松柏植物等，在远低于危害人类的浓度下即会产生明显的损害，急性症状是落叶枯死，慢性危害是生长缓慢、早衰。

（三）酸雨的其他影响

酸沉降对人体的危害主要有三种。一种是通过食用或饮用含有酸沉降迁移的有毒金属的食物和水带来的。食用鱼和以鱼及水生生物为食的猎鸟与动物可被这些有毒金属污染，特别是汞、铅。第二种是在酸沉降物中，SO、NO遇到空气中的碳氢化物和颗粒物后，能形成二次污染的酸雾，它可侵入人的肺部，引起肺水肿，肺硬化，导致死亡。第三种是长期生活在富含酸降物（尤其是SO，NO）的环境中，可诱使有机体产生过多的过氧化脂，使人得动脉硬化、心肌梗塞等疾病的概率增加。近年来发现，老年性痴呆也与酸雨密切相关，主要与摄人铝元素的量增加有关。1974年，一次酸雨过后，日本大约33 000居民的眼睛被刺痛，当时大气的SO浓度比正常值高出4倍。

由于酸雨对植物、土壤等都有影响，干扰了自然生态环境，从而也涉及到野生生物的生存。在受酸雨危害的地区，野生动物被迫吃被污染的草和昆虫等，饮用污染的水，长期积累势必会对其生长产生有害影响。如出现鸟类产蛋量减少，产软蛋或无壳蛋等现象。进而破坏自然界已存的生态平衡。其影响的程度是复杂而深远的。

酸沉降物对建筑物、机器、桥梁、艺术品的腐蚀也使人触目惊心，如软钢板在0.12ppSO的环境中腐蚀一年失重约16％。我国重酸雨区重庆市市内公共汽车的铁外壳，因锈蚀一两年就得更换一次，现在不得不改用铅板。至1981年底，仅美国就因酸沉降物对建筑物和材料的破坏而损失20亿美元。伦敦特拉法加广场英王查理一世的塑像，在酸性污染物的腐蚀下，如今已面目全非；德国慕尼黑的古画廊，科伦的大教堂，我国重点保护文物“宋陵”中的石像等都已受到严重的破坏。

应当看到，酸雨研究还处于初始阶段，它的危害性还在不断发现中。如，最近美国科学家就认为，酸雨可能导致温室效应的加剧。他们发现，往土壤里施加硝酸铵一类的氮肥后，由土壤微生物放出的甲烷比不施肥的多33％。美国海洋生物研究所的科学家已证实，森林土壤在湿度增加和施氮肥后，土壤中微生物放出的甲烷会大大增加。科学家们由此认为，工业污染造成的酸雨会使土壤酸度及湿度增加，释放出更多的甲烷，而甲烷是一种比二氧化碳作用更强的温室气体，其分子结构更能有效地阻止红外线向外辐射，从而加剧地球的温室效应。

（四）酸雨的防治对策

由于酸雨对生态环境存在着上述种种危害，故世界各国对此十分重视，都在积极地研究防治对策。

1.对于SO污染源，要求必须进行消烟除尘和脱硫处理，严禁超标排放；对于面污染源，即千家万户生煤炉的排放物的解决办法是集中供热和家庭煤气化。

2.改进低硫燃料和改进燃烧方法。例如美国专门的低硫对策委员会提出使用优质燃料、原料的对策来避免SO₂污染，即原油脱硫化，重油脱硫，尽可能使用低硫重油，排烟脱硫，用含硫少的铁矿石等原料来减少烧结炉等工业设备产生的SO₂。由于降低燃料含硫率是有限度的，因此，日本最近要求排烟前仍需要排烟脱硫装置，排烟脱硫的方法可分为湿法和干法，湿法就是用水或碱溶液洗涤烟气来除去SO₂气体，而干法是用粉状或粒状剂、吸附剂、催化剂等处理烟气，使其中的有害成分被直接除去或转化掉，从而减少污染。此外，在燃料期间，改变燃烧方法，如采用沸腾床锅炉等，也可减少SO₂排放。

3.控制汽车尾气。一般柴油车所有的轻油含硫量达0.4％，为工厂所用燃料含量的3倍以上。因此，汽车尾气污染是酸沉降的一个重要来源。美国已规定柴油车的轻油含硫量应为0.2％，日本通过改良发动机与使用催化剂，使NO_x的排放量控制在0.25g·kg^－1以下，德国则规定在汽车排气管内必须安装尾气转化器，他们还与欧洲共同体合作，力图在整个欧洲推广无铅汽油。

4.采用石灰法中和已酸化的水体和土壤。目前，斯堪的纳维亚半岛各国，都向湖泊中倾倒石灰石或种种碱性岩石，以中和受到酸化影响的水体。据估计，为中和pH值为4～4.3的酸雨，每公顷水面需倾倒50～75kg石灰。从实践情况来看，此法简便易行，效果显著。按此法治理的河流和湖泊中动物已恢复正常，但若石灰量使用不当，则会危及鱼类的生存，并产生长期有害的影响。

5.鼓励推广使用原子能、风能、水电能、太阳能及可再生能源。

6.减轻酸雨危害的其他措施还有很多。例如，对森林生态系统来说，可有以下措施：①发展抗酸雨性树种，营造混交林；②尽可能增大立木密度，减少间伐强度，缩短轮伐期；③造林时贯彻适地适林原则。即在土壤pH值和阳离子代换量都比较高的地区，树种选用针阔并举，而在土壤pH值和阳离子代换量都比较低的地区，选用阔叶林或针阔混交林，尽量少选针叶纯林。另外，对土壤可多施无机肥，以减少其中的酸性本底值。还有在较强的酸雨过后，可在2小时内喷水（pH值为7.0±0.2），以驱除滞留在植物叶面上的水滴。叶片无受害症状，叶绿素含量、生物产量和经济产量所受的影响也会减轻。

7.积极开展对酸雨的科学研究，加强国际合作与交流。这主要包括①运用现代化的计算机手段模拟各种条件下酸雨的形成过程及分布规律，并进行跟踪试验及预测预报；②加强对酸性干湿沉降物的监测和研究，以保证酸雨情报的系统性、全面性、完整性和相对对策的有效性；③培养新一代的抗酸雨性植物；④通过国际合作交流酸雨防治的经验，共同解决酸雨远距离传输的问题。

酸雨对生态环境的危害是深重的，应引起全世界人们的重视，积极行动起来，采取各种有效措施，保护和建设我们的地球家园。

二、日日吵闹何时休——掩耳不及的噪声

生活中的噪声一天比一天多，几乎没有人能逃避这种或那种噪声，不管住在现代化城市的中心区，还是偏僻的乡村。

城市地区的日常生活经常处于极度的，而有时是无法忍受的噪声之中，刺耳的汽车喇叭声，建筑工地的轰鸣声，喷气机的降落和起飞声，喧嚣的叫卖声等等。噪声的直接原因是显而易见的，但其根本的根源却在于经济增长，在于导致人们对提高流动性，增加消费品和追求更多方便的欲望。

美国的环境经济学家曾戏称：噪声量通常是衡量经济发展的一个大致尺度。然而，对许多人来说，喧闹和忙乱的生活方式再也不是一个繁荣而有活力的经济活动区的形象，而是一片震耳欲聋的，令人神经紧张、心神不宁的噪声发源地。并且，噪声问题并不仅限于大城市的中心地区，过量的噪声不仅充斥于整个城市市区，甚至骚扰了以前安静的农村地区。

分贝是衡量相对音量的单位，读数为零时代表了人耳的正常可闻听域。分贝级按对数衡量，也就是说，当声级为10分贝时，是零分贝的10倍，但当声级为20分贝时，则是100倍。专家们一致认为，长期暴露在声级超过85至90分贝时，能造成永久性听力损伤。

工业活动是噪声的一大来源之一，特别是建筑业，随着人口、城市化和经济活动的增长，经历了长期的繁荣并还将继续繁荣下去。建筑项目的增多，必然带来风镐、空气压缩机、推土机、水泥搅拌机、风动钻岩机、吊车等等的使用量的增加。这对于生活在这些建筑工业附近的人来说，决非一件令人愉快的事情。

交通噪声是噪声的另一主要来源。绝大多数在城市里生活的人都有这种体会。据统计，仅北京市就拥有100多万辆机动车在行驶，那么，它所带来的噪声污染问题也就显而易见了。而且广泛的私人拥有汽车使得噪声控制成为一个难题。每个人都希望他的家里和邻近平静而安宁，但同时，在条件许可的前提下，他又希望他的汽车开得更快、更远和更方便。这两种希望常常共存并且人们又常常难以认识到两者的矛盾冲突。此外，汽车又涉及到空气污染、噪声、拥挤、土地利用之间的相互关系，使得机动车辆问题成为一个压力最大和最复杂的环境问题，长期以来争论不休。

汽车、交通建设和工业所造成的噪声问题同空运及其产生的噪声的预计水平相比，都会显得相形见绌。空运的预计数量意味着将有越来越多的人接触喷气机噪声。增加载客容量的更大型的飞机乃是技术进步的结果，然而它常常意味着需要更长的降落跑道和有更多的人遭受喷气机噪声之害。

目前，我们对噪声的经济影响了解甚少，然而仅就这些所知甚少的影响也是令人吃惊的。由于职业性造成的听力损失长期以来就是工业化社会的一个严重问题。据美国环境质量委员会计算，美国有1600万人遭受损伤听力水平的高工作噪声之害。联邦政府的计算表明，如果符合列为听力损失资格的工人中，只要判给其中的百分之十的人以赔偿损失要求的话，则潜在的费用即为4.5万美元。除了这些货币计算费用之外，还有因听力困难而造成无法估量的个人心理上损失的代价。另外，由于噪声常常使人听不到警告信号和分散注意力，所以它也是造成工作和家庭事故的一个原因。

不大明显的噪声可能影响包含生理压抑和心血管疾病之间的因果关系。作为心血管疾病的一个因素，噪声的作用还没有得到证明。然而，已知噪声能使情绪紧张。反过来因血管直接收缩，而使血液循环流通阻塞。这正是噪声造成的听力损失的基本原因所在，因为血液丧失而使听觉细胞死亡。科学家认为，经常接触高水平噪声的情况下，在心血管疾病的病例上也可能存在同样的情况。情绪紧张同其他的人体疾病也有着联系。但其关系的论证仅仅是试验性的。实际上，情绪与人体疾病之间的整体关系在很大程度上仍然是不清楚的。噪声对情绪紧张所起的作用目前只不过是医学科学面临的一个研究课题。

噪声显然干扰睡眠和休息。由于噪声而失眠，直接影响工作效率，虽然我们没有对这一影响进行统计。此外，噪声对安宁的环境的干扰，常常使人心烦意乱，破坏了人们陶醉于工作之中的良好心境。

尽管我们社会的噪声正在增加是无可争辩的，但禁止噪声却是一个困难的政策问题。噪声常常是同现代技术进步和经济发展联系起来的，也许它可以算是技术进步和经济发展所带来的在环境方面的负效应。虽然我们国家也存在控制噪声的法令和规定，如对机动车辆规定最高的噪声水平以及要求在机动车辆上安置消声装置，但实施起来是非常困难和难以奏效的。

分区法对防止噪声和解决经济活动与噪声控制之间的矛盾来说，是一种可行的方法。然而，面对经济效益和降低噪声的两难选择，又常常使人陷入左右为难之境。例如，居住区附近的公路是否应禁止行驶卡车？政府是否应对工业设备和建筑机械也像机动车辆的排放控制标准那样，要求噪声控制设施？这些控制是否应在全国范围，抑或只是在人口稠密的城市地区实施？

在噪声控制上采用经济刺激也是有限的，主要的手段是立法、管制和分区的方法，而这些政策大部分是无效的。之所以失败的主要原因在于噪声源星罗棋布的性质，并且在许多情况下，噪声是一个和其他事物互有联系的问题。致使噪声控制是一个最困难的环境问题。依靠工业自行去消除噪声是不现实的。扩大并加强政府的控制可能证明是唯一有效的改进方法。我们对此寄予希望。

三、“温室效应”

在温室里，玻璃能让阳光进入室内，但它却吸收了一定比率的热辐射，并阻挡这些进入室内的热辐射返回空间。这样，不需要任何形式的加热补偿，温室内白天的温度就能比室外气温高出许多。农业生产上的塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床以及北方的塑料大棚菜畦，都是利用了这个道理。

在大气中，有那么一些成分，它们具有与玻璃相似的作用，让阳光到达地球，阻碍热量从地球表面散发出去，从而维持了地球表面的气温，这种效应，就如同温室的作用一样，因此被称为“温室效应”。能产生温室效应的气体有：二氧化碳、甲烷、氮氧化合物、氯氟烃、臭氧等气体。这些气体被称作“温室气体”。

我们不难发现，作为“温室气体”的二氧化碳在大气层中的含量，将直接影响着全球的气温。这就是说二氧化碳气体的数量上升与下降直接影响着全球气温的上升与下降。据估算，如果从大气中去除二氧化碳的话，那么地球的年平均气温将下降32℃，那样，地球就成了一个没有生命的冰封世界。反之，如果大气层中二氧化碳等“温室气体”的含量上升，那么，“温室效应”将加剧，地球的年平均气温将上升，地球将会变暖，令人担忧的是，“温室气体”的含量确实在上升，而且上升得越来越快。

二氧化碳是一种无色、无臭的气体。它是由有机物的分解、岩石的风化而自然产生的。目前，科学家已经肯定，在大约100年前，地球大气层中的二氧化碳的含量一直保持着相对的稳定。这是一个人类刚开始燃用矿物燃料——煤和油的时代，此后这个水准迅速提高了。仅在1个多世纪的时间里，各种燃具、飞机、汽车、工厂和所有其他工业化文明的产物已经给大气层增加了3600亿吨二氧化碳，使它在大气层中所占的比率增加了大约10％，许多专家研究后指出：二氧化碳增加的速度正在加快。目前，二氧化碳增加10％，仅需20年时间，若再增加10％，就只需要10年时间了。如果按照这个速度继续发展，那么，大气中的二氧化碳在未来不到50年的时间里将增加1倍。

除了二氧化碳以外，大气中含有的另一些气体，如甲烷、氯氟烃、一氧化碳等，也都是不容忽视的“温室气体”。甲烷是一种最简单的有机化合物，它是天然气、沼气和煤气的主要成分，也是“温室气体”中的一支“生力军”。虽说甲烷的数量不如二氧化碳那么多，但产生“温室效应”的能力却是二氧化碳的20～60倍，据估计，每年进入大气中的甲烷总量为4～6亿吨，其中的大多数与人类的活动有关。甲烷主要来自于埋填垃圾、水稻根部厌氧微生物的分解，全世界煤矿、石油、天然气的开采和输送，反刍动物胃部的发酵，牲畜饲养汤及废水的处理，以及生物质的燃烧等过程。

绿色植物光合作用可以消耗二氧化碳，海洋表层也可以吸收二氧化碳，但人类大量砍伐森林，地球上的森林面积急剧减少，对二氧化碳的吸收能力大大降低，由此引起大气中二氧化碳浓度的日趋升高。某些专家已经提出警告：到2057年，世界的热带雨林可能全部消失。那么，在不到100年至150年的时间内，大气中的二氧化碳将显著增加。“温室效应”的作用将愈加明显，气温的升高将是不可避免的。

全球气温上升后，非洲将是受影响最严重的地区。森林消失了，沙漠扩大了，美国、中美洲和东南亚会遭受旱灾。恶劣的天气（包括热带旋风）可能增多，它将破坏城市，夺去许多人的生命。热带流行的疟疾和寄生虫病将向北方蔓延，并可能使欧洲也出现流行病。地中海地区由于严重的缺水将出现半沙漠化，积雪将在欧洲全部消失，亚热带植被将北迁几百公里。在英国，风暴肆虐将会变得司空见惯，海岸上的防御设施将被海水淹没……

四、“水漫金山”

“温室效应”的加剧将导致地球变暖。气候的变暖将会使南极、北极以及高山冰川融化，融化下来的水流向海洋，从而使海平面上升。据科学家们估计，到下一个世纪的中叶，地球表面平均温度每上升1.54℃，海平面将上升20～165厘米。海水的上涨将会带来灾难性的后果；人口稠密的沿海城市会被海水吞没，像我国的上海、意大利的威尼斯、泰国的曼谷、美国的纽约等海滨城市以及地势低洼的孟加拉国、荷兰等国将有可能遭到灭顶之灾。海平面上升，海岸线便退缩，大片陆地将被淹没，这将使5000万以上的人口无家可归，成为“生态难民”。

这一幕幕令人不堪设想的景象警告着人们：立即减少乃至停止温室气体的排放！不然，“未来水世界”将会变成现实世界。