环境地学的困惑

3环境地学的困惑

环境地学成为一门独立的科学是近30年的事情。随着大工业和大农业以及现代交通运输事业的迅速发展，出现了资源危机、公害以及威胁人类生存的环境问题。解决以上这些问题的迫切需要，推动了人地关系研究的进一步发展。环境地学遂于60年代诞生，并于70年代获得迅速的发展。

环境地学的研究内容和学科体系尚未完全定型，目前较为明确的分支学科有：环境地质学、环境地球化学、污染气象学、环境海洋学和环境土壤学等。

（1）毁灭性地震灾害突然的发生

在环境地学诞生和发展的70年代里，因地质因素引起的环境问题，是多方面的，也是很突出的。1970年南美秘鲁的一次毁灭性地震夺去了5万人的生命。紧接着20世纪中国在70年代发生了一连串的强烈地震：

1973年2月6日　四川炉霍　7.6级地震

1974年5月11日　四川永善　7.1级地震

1975年2月4日　辽宁海城　7.3级地震

1976年5月29日　云南龙陵　7.4级地震

1976年7月28日　河北唐山　7.8级地震

1976年8月16日　四川松潘　7.2级地震

地震灾害，这是一个全球性的现象。20世纪中国死于各种自然灾害的人数中，死于地震灾害的约占一半。因此，在地震发生之前作出某种程度的预报，显然是极为重要的。但直至现在，这个问题仍是世界范围的科学难题，也是对环境地学的严峻挑战。

谁也不会忘记35年前唐山地震那幕惨绝人寰的大灾难：

1976年7月28日凌晨3时42分，中国河北省冀东地区发生了7.8级强烈地震，处在震中的唐山市顷刻间被夷为平地；24万人被夺去生命，16万人遭受重伤，其死亡人数是日本东京大地震（1923年9月1日8.2级）的2.4倍；造成的直接经济损失100亿元以上。这是400多年来世界地震史上最惨痛的一页。

35年过去了，人们会关心地问：“地震预测科学有哪些进展呢?”然而这方面不容乐观，目前国内外均处在探索阶段。我国地震预报分为长、中、短、临四个时间尺度，预测方法有两种，一种是理论性方法，另一种是经验性方法。

理论性方法是建立在地震过程基本了解基础之上的。根据一定的理论模型，推导各种可能的前兆及不同前兆之间的关系，然后通过各种实践的检验来修改模型。目前，这种方法很难对地震预报给出实用性指导，然而它无疑是给出关于地震成因的本质性理解的重要途径。

经验性方法是利用有限的震例，总结出经验性规律推广应用于未来的地震。一般说来，大地震发生之前都会出现一些异常现象，从这些异常现象中提取地震发生的前兆信息并加以综合，就成为用经验性知识预报地震的方法。1975年辽宁海城地震就是用这种经验方法预报出来的。这就是地震预测目前的科学水平。

据最新资料，美国科学家正试验用电或磁的手段来预测地震，并收到一些成效。目前，除美国外，日本、法国和德国的科学小组也在关注着这个试验。人们期待着地震预测在环境地学中将有一个新的突破。

（2）氟里昂能否如期取缔

污染气象学，是环境地学的一个组成部分，它主要研究大气污染的全球效应等。科学家们已发现氟里昂是地球升温和高空臭氧层受到破坏的几种气体之一。1990年联合国环境保护组织在伦敦的国际会议上，要求全球国家在2000年前完全取缔氟里昂的制造。能如期实现吗?这是人们普遍关注的问题。

氟里昂是一组含有氯、氟和碳的化学品（也叫氟氯烃）。它们用于冰箱、冷库、汽车和室内空调设备的致冷剂，泡沫塑料发泡剂和电子器件的清洗剂等。据美国统计，它们叫涉及的工业设备和服务行业（医疗消毒）等的总产值为300亿美元。现在，许多国家都开展氟里昂代用品的研究。看来，在致冷剂方面氟利昂的代用品问题不会太大。发泡剂和消毒剂也可能会有代用品。

现在比较难的是电子器件清洗剂。我们知道，在制造集成电路块的时候，先是将各种元件插在线路板上，用松香清除焊点上面的氧化物，然后将线路板漂浮在波动的溶化焊料（铅锡合金）上，使之牢固地焊接。这种波峰焊虽然很有效，但加工过程容易使松香沉积在焊点上，松香易吸潮，所以要用氟里昂把它清洗掉。目前虽然有代用品，但并不安全可靠。在制造军用集成电路板和航天技术用的电子器件上，还在用氟里昂。在这方面有无更好的代用品?现在还难以定论。

（3）汽车尾气何时能净化

在20世纪初，汽车被誉为是解决马车交通所造成的污染、安全和堵塞问题的最好答案。那时，仅在纽约市，拉车的马匹一天之内便在市内拉下160万千克的马粪及23万公升的马尿。市民们被这么多的粪尿臭气熏得叫苦连天。汽车果真解决了这些问题。但是，众所周知，大量使用汽车的结果，又把这些问题变相地带了回来，而且变本加厉。

本世纪初，全世界仅有5000辆汽车，现在已超过了5亿辆。汽车多了，排出的尾气也就多。尾气含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化物、铅氧化合物等。据调查统计，汽车发动机每燃烧1kg汽油，要消耗15kg新鲜空气，同时排出150—200g的一氧化碳、4～8克的碳氢化合物，4～20g的氧化氮以及少量的四乙基铅。对大气环境造成污染的，主要是一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物这三种气体。当每立方米的空气中一氧化碳含量达到4克时，能在30分钟内使人死亡。汽车尾气中的四乙基铅的毒性要比无机铅大100倍，它可通过呼吸道、消化道及皮肤进入人体，从而引起急性或慢性中毒。从全球角度看，汽车是最严重的铅污染源。

上世纪世界上汽车污染最严重的城市有10个。为首的是墨西哥城，第二是汉城。我国的北京、沈阳、西安也不轻。在汉城，一年大部分时间，一层一层灰白色的烟雾笼罩在城市上空。据韩国环境部统计资料，1992年这个国家470万辆各种汽车排放了180万吨废气。到2000年，汽车排放的废气将占其整个空气污染物的70％。现在，汉城当局已开始对汽车的废气排放进行检测，对那些排出滚滚浓烟的汽车以重罚。日本议会1992年也通过了汽车排气中一氧化碳含量法的规定。迫使各种汽车对尾气要进行净化。

世界各国都在研究净化器，使一氧化碳、碳氢化物、氮氧化物通过净化器的催化剂床，转化为无害的二氧化碳、氮和水，但还没有完全解决汽车尾气的污染问题。到了21世纪初我国的城市污染已经十分严重，已经引起政府的高度重视。